O DNA refere- se a uma molécula presente em todos os organismos e com estrutura bastante complexa,para muitos cientistas ela é descrita como a molécula da vida.A sigla DNA vem de Ácido Desoxirribonucléico e foi descoberta em 1869 e essa descoberta foi feita pelo bioquímico alemão Johann Friedrich Miescher (1844 – 1895). Miescher buscava determinar os componentes químicos do núcleo celular e usava os glóbulos brancos contidos no pus para suas pesquisas.
A molécula de DNA é composta por uma fita dupla de nucleotídeos e cada nucleotídeo é formado por uma molécula de desoxirribose, uma molécula de fosfato e uma base nitrogenada que pode ser púrica ou pirimídica.
As bases púricas encontradas no DNA são adenina e guanina; e as bases
pirimídicas são citosina e timina, sendo que a adenina liga-se à timina e
a guanina liga-se à citosina através de pontes de hidrogênio.
É no DNA que toda a informação genética de um organismo é armazenada e transmitida para seus descendentes,essa carga genética está contida no núcleo e todas as células de um organismo,porém nenhum organismo possui o DNA igual,já que a estrutura do DNA é composta por diferentes combinações de letras ,que chegam a mais de 3 bilhões em cada célula fazendo a variabilidade dos seres vivos.
Para compreendemos melhor sugerimos um experimento simples que pode ser feito em sala de aula com a ajuda dos alunos,trata- se de um experimento sobre a extração do DNA.
Esse experimento deve ser realizado com a ajuda de um adulto.
EXTRAÇÃO CASEIRA DE DNA MORANGO
ETAPAS PREPARATÓRIAS:
Se você é professor e deseja aplicar esse protocolo em sala de aula siga as seguintes etapas preparatórias:
Antes da aula:
• Providenciar morangos maduros. Polpa de morango congelado também pode ser usada.
• Comprar álcool comercial comum 98% (sem gel).
ETAPAS PREPARATÓRIAS:
Se você é professor e deseja aplicar esse protocolo em sala de aula siga as seguintes etapas preparatórias:
Antes da aula:
• Providenciar morangos maduros. Polpa de morango congelado também pode ser usada.
• Comprar álcool comercial comum 98% (sem gel).
Material suficiente para 3 grupos de até 10 estudantes . • Morangos maduros
• 3 sacos plásticos para maceração dos morangos
• 3 colheres de sopa
• 3 colheres de chá
• 9 copos de vidro transparente
• 3 recipientes contendo sal de cozinha
• 3 frasco com detergente (sem cor) de lavar louça
• 3 frasco com álcool comercial 98%
•3 provetas ou 3 frasco contendo 150 mL de água
• 3 peneiras ou coadores de chá • 6 tubos de ensaio grandes
• 3 bastões de vidro, plástico ou madeira
• 3 protocolos com os procedimentos
Observações: • É aconselhável realizar a prática, antes da aula, para ajustar as quantidades relativas de tecidos a partir dos quais o DNA será extraído e a relação entre os volumes do macerado e do álcool.
• É aconselhável usar água quente na mistura com sal e detergente (cerca de 65o C), uma vez que o tempo de incubação está reduzido.
• Outras frutas podem ser usadas aplicando-se o mesmo protocolo: tomate bem maduro (meio tomate por extração) ou banana (meia banana por extração). Catafi los de cebola sem a casca também apresentam bom resultado. Se usar cebola pique-a em pedaços bem pequenos em vez de macera-la (meia cebola por extração).
• Durante o período da incubação, o professor pode conduzir uma discussão sobre a localização do DNA no núcleo, a composição da membrana plasmática e a ação do detergente sobre a membrana.
• Antes da aula prática é importante que os alunos já tenham os seguintes conceitos: o O DNA está no núcleo da célula o As membranas celulares são formadas por uma dupla camada lipídica.
Passo a Passo:
1) Selecionar 3 morangos e tirar os seus cabinhos verdes.
2) Colocar os morangos dentro de um saco plástico e macerá-los pressionando os morangos com os dedos até obter uma pasta quase homogênea. Transferir a pasta de morango para um copo.
3) Em outro copo misturar 150 ml de água, uma colher (sopa) de detergente e uma colher (chá) de sal de cozinha. Mexer bem com o bastão de vidro, porém devagar para não fazer espuma.
4) Colocar cerca de 1/3 da mistura de água, sal e detergente sobre o macerado de morango. Misturar levemente com o bastão de vidro.
5) Incubar em temperatura ambiente por 30 minutos. Mexer de vez em quando com o mesmo bastão.
6) Colocar uma peneira sobre um copo limpo e passar a mistura pela peneira para retirar os pedaços de morango que restaram.
7) Colocar metade do líquido peneirado em um tubo de ensaio. Colocar apenas cerca de 3 dedos no fundo do tubo.
8) Despejar delicadamente no tubo (pela parede do mesmo), sobre a solução, dois volumes de álcool comum. Não misturar o álcool com a solução. Aguardar cerca de 3 minutos para o DNA começar a precipitar na interfase.
9) Passo opcional. Usar um palito de vidro, plástico ou madeira para enrolar as moléculas de DNA. Gire o palito na interface entre a solução e o álcool.
ANEXO I:
Sugestão de questões para serem respondidas pelos grupos de estudantes após (ou durante) a realização da extração de DNA.
1. Por que é necessário macerar o morango?
2. Em que etapa do procedimento ocorre o rompimento das membranas das células do morango,Explique.
3. Qual a função do sal de cozinha?
4. Qual o papel do álcool?
5. Por que você não pode ver a dupla hélice do DNA extraído?
6. Considerando os procedimentos da extração do DNA genômico, você espera obtê-lo sem quebras mecânicas e/ou químicas?
Respostas para as questões:
1. O morango precisa ser macerado para que os produtos químicos utilizados para a extração cheguem mais facilmente em todas as suas células.
2. Na etapa 4. Os detergentes são normalmente empregados para dissolver gorduras ou lipídios. Como a membrana celular tem em sua composição química uma grande quantidade de lipídios, sob a ação do detergente, estes se tornam solúveis e são extraídos junto com as proteínas que também fazem parte das membranas.
3. O sal de cozinha ou NaCl (cloreto de sódio) fornece íons que são necessários para a fase de precipitação do DNA (veja complementação na resposta seguinte).
4. O DNA extraído das células do morango encontra-se na fase aquosa da mistura, ou seja, dissolvido na água. Na presença de álcool e de concentrações relativamente altas de Na+ (fornecidas pelo sal de cozinha) o DNA sai de solução, isto é, ele é precipitado. O precipitado aparece na superfície da solução, isto é, na interface entre a mistura aquosa e o etanol.
5. A molécula de DNA pode ser extremamente longa, mas seu diâmetro é de apenas 2 nanômetros, visível apenas em microscopia eletrônica. Assim sendo, o que se vê após a precipitação é um emaranhado formado por milhares de moléculas de DNA.
6. O DNA genômico é formado por moléculas muito longas (lembre-se que cada cromossomo é formado por uma única molécula de DNA). Por exemplo, o maior cromossomo humano possui 263 milhões de pares de bases. Assim sendo, é praticamente impossível extrair o DNA sem que inúmeras quebras mecânicas ocorram durante os procedimentos de extração.
Sugestões de atividades correlatas:
Durante o período de incubação discutir o protocolo com os estudantes usando uma fi gura de uma célula vegetal e solicitar a eles que apontem as membranas da célula e do núcleo que estariam sendo rompidas pela ação do detergente. Neste momento, rever a composição química das membranas celulares. Rever o conceito de proteína e no que estas diferem das enzimas capazes de acelerar as reações químicas que ocorrem durante o metabolismo celular.
• Aplicar, com os alunos o jogo “Cara a cara com a célula”, disponível em www.genoma.ib.usp.br/educacao/materiais_didaticos.php. Chamar a atenção dos alunos sobre a localização do DNA nos diferentes tipos de célula.
• Rever, com os alunos os diferentes tratamentos capazes de promover a lise mecânica ou química da célula para a liberação do seu conteúdo. Comentar sobre o tratamento utilizado no procedimento apresentado e compará-lo com tratamentos com enzimas ou mesmo autólise espontânea ou induzida.
• Solicitar aos alunos que tragam para a sala de aula fotos ou fi guras de um ambiente qualquer. Na foto pedir que marquem com um X os locais em que o DNA encontra-se contido dentro do núcleo de uma célula. Resgatar alguns dos trabalhos realizados e discutir com toda a classe a correção ou não dos itens assinalados.
1) Selecionar 3 morangos e tirar os seus cabinhos verdes.
2) Colocar os morangos dentro de um saco plástico e macerá-los pressionando os morangos com os dedos até obter uma pasta quase homogênea. Transferir a pasta de morango para um copo.
3) Em outro copo misturar 150 ml de água, uma colher (sopa) de detergente e uma colher (chá) de sal de cozinha. Mexer bem com o bastão de vidro, porém devagar para não fazer espuma.
4) Colocar cerca de 1/3 da mistura de água, sal e detergente sobre o macerado de morango. Misturar levemente com o bastão de vidro.
5) Incubar em temperatura ambiente por 30 minutos. Mexer de vez em quando com o mesmo bastão.
- Incubar por 30 minutos
6) Colocar uma peneira sobre um copo limpo e passar a mistura pela peneira para retirar os pedaços de morango que restaram.
7) Colocar metade do líquido peneirado em um tubo de ensaio. Colocar apenas cerca de 3 dedos no fundo do tubo.
8) Despejar delicadamente no tubo (pela parede do mesmo), sobre a solução, dois volumes de álcool comum. Não misturar o álcool com a solução. Aguardar cerca de 3 minutos para o DNA começar a precipitar na interfase.
- Aguardar 3 minutos
9) Passo opcional. Usar um palito de vidro, plástico ou madeira para enrolar as moléculas de DNA. Gire o palito na interface entre a solução e o álcool.
ANEXO I:
Sugestão de questões para serem respondidas pelos grupos de estudantes após (ou durante) a realização da extração de DNA.
1. Por que é necessário macerar o morango?
2. Em que etapa do procedimento ocorre o rompimento das membranas das células do morango,Explique.
3. Qual a função do sal de cozinha?
4. Qual o papel do álcool?
5. Por que você não pode ver a dupla hélice do DNA extraído?
6. Considerando os procedimentos da extração do DNA genômico, você espera obtê-lo sem quebras mecânicas e/ou químicas?
Respostas para as questões:
1. O morango precisa ser macerado para que os produtos químicos utilizados para a extração cheguem mais facilmente em todas as suas células.
2. Na etapa 4. Os detergentes são normalmente empregados para dissolver gorduras ou lipídios. Como a membrana celular tem em sua composição química uma grande quantidade de lipídios, sob a ação do detergente, estes se tornam solúveis e são extraídos junto com as proteínas que também fazem parte das membranas.
3. O sal de cozinha ou NaCl (cloreto de sódio) fornece íons que são necessários para a fase de precipitação do DNA (veja complementação na resposta seguinte).
4. O DNA extraído das células do morango encontra-se na fase aquosa da mistura, ou seja, dissolvido na água. Na presença de álcool e de concentrações relativamente altas de Na+ (fornecidas pelo sal de cozinha) o DNA sai de solução, isto é, ele é precipitado. O precipitado aparece na superfície da solução, isto é, na interface entre a mistura aquosa e o etanol.
5. A molécula de DNA pode ser extremamente longa, mas seu diâmetro é de apenas 2 nanômetros, visível apenas em microscopia eletrônica. Assim sendo, o que se vê após a precipitação é um emaranhado formado por milhares de moléculas de DNA.
6. O DNA genômico é formado por moléculas muito longas (lembre-se que cada cromossomo é formado por uma única molécula de DNA). Por exemplo, o maior cromossomo humano possui 263 milhões de pares de bases. Assim sendo, é praticamente impossível extrair o DNA sem que inúmeras quebras mecânicas ocorram durante os procedimentos de extração.
Sugestões de atividades correlatas:
Durante o período de incubação discutir o protocolo com os estudantes usando uma fi gura de uma célula vegetal e solicitar a eles que apontem as membranas da célula e do núcleo que estariam sendo rompidas pela ação do detergente. Neste momento, rever a composição química das membranas celulares. Rever o conceito de proteína e no que estas diferem das enzimas capazes de acelerar as reações químicas que ocorrem durante o metabolismo celular.
• Aplicar, com os alunos o jogo “Cara a cara com a célula”, disponível em www.genoma.ib.usp.br/educacao/materiais_didaticos.php. Chamar a atenção dos alunos sobre a localização do DNA nos diferentes tipos de célula.
• Rever, com os alunos os diferentes tratamentos capazes de promover a lise mecânica ou química da célula para a liberação do seu conteúdo. Comentar sobre o tratamento utilizado no procedimento apresentado e compará-lo com tratamentos com enzimas ou mesmo autólise espontânea ou induzida.
• Solicitar aos alunos que tragam para a sala de aula fotos ou fi guras de um ambiente qualquer. Na foto pedir que marquem com um X os locais em que o DNA encontra-se contido dentro do núcleo de uma célula. Resgatar alguns dos trabalhos realizados e discutir com toda a classe a correção ou não dos itens assinalados.
Para saber mais assista o vídeo
Texto complementar:
O DNA é um tema muito popular e é por essa razão que abordamos esse assunto neste blog,para tentarmos facilitar a sua compreensão.Por ser uma molécula muito pequena, com estrutura complexa e de difícil visualização,o DNA tem sido interpretado de maneira errônea pelos professores e alunos muitas vezes
não conseguem associar o
DNA a uma molécula real
e, muito menos, relacionar
e compreender a sua
presença nos vegetais.
Nos diversos modelos didáticos destacamos a extração de DNA em vegetais que tem sido bastante utilizados em sala de aula,porém a constante utilização desses vegetais ou partes dele,têm acarretado diversos erros na identificação do DNA.
Alguns
materiais vegetais, possuem altas concentrações de
pectinas, um açúcar que é extraído
juntamente com o DNA e fica misturado
a ele, sendo confundido com essa molécula e como tais erros de identificação estão frequentes entre educadores e alunos,o artigo Extração de DNA Vegetal: O que Estamos
Realmente Ensinando em Sala de Aula?
O intitulado aborda sobre esses equívocos, em um trabalho realizado com educadores e alunos,segundo Furlan et al, (2010):
O intitulado aborda sobre esses equívocos, em um trabalho realizado com educadores e alunos,segundo Furlan et al, (2010):
“Ao final da extração, verificamos a grande dificuldade dos professores em identificar a camada formada por DNA, apontando muitas vezes a região contendo pectinas.”
Essa dificuldade em interpretar o DNA em meio a pectina parece pertinente em diferentes níveis de escolaridade,pois parece ocorrer entre professores da educação
básica, pesquisadores e docentes em instituições de
nível superior.
Existem vários experimentos que
descrevem o
procedimento de
extração de DNA a
partir de uma variedade
de materiais vegetais
(ex. morango, ervilha,
cebola, banana),assim como o experimento que sugerimos logo a cima.
Dessa forma, fica claro que a grande parte da substância extraída nesse experimento,refere - se a pectina que é o conteúdo envolto ao DNA e por isso, temos que ter um cuidado maior na aplicação e discussão desse recurso didático.
Referências:
MALACINSKI, G. M. Fundamentos de Biologia Molecular. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan. 4ªed. 2005.
Postagem no site: Youtube
Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=WW2zI3ZbYSQ
Acesso: 25/04/15
Disponível em: http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Seresvivos/Ciencias/biogenoma.php
Acesso em: 25/04/15
Postagem no site: Centro de Estudo do Genoma Humano Usp
Disponível em: http://genoma.ib.usp.br/sites/default/files/protocolos-de-aulas-praticas/extracao_dna_morango_web1.pdf
Acesso em: 25/04/15
Postagem no site: Extração de DNA Vegetal: O que Estamos Realmente Ensinando em Sala de Aula?Disponível em: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc33_1/05-RSA6409.pdf
Acesso em: 25/04/15
Google imagens
Nenhum comentário:
Postar um comentário