Ensinar conceitos de genética nem sempre é fácil, não é?

Sempre buscamos maneiras de ensinar que prendam a atenção dos alunos e tornem mais fácil a compreensão dos conceitos.

Um desses caminhos é utilizar seriados de investigação criminal para ensinar genética.

Certamente seus alunos já assistiram diversos seriados de investigação criminal, e viram técnicas de engenharia genética sendo empregadas para a solução dos crimes.

Então por que não aproveitar algo tão próximo dos alunos?

Pensando nisso separamos aqui uma simulação de como identificar pessoas através do DNA.

Mas antes da atividade vamos entender um pouco mais sobre a identificação de pessoas.

genética

Como é a feita a identificação pelo DNA

As técnicas da Engenharia Genética permitem identificar pessoas pela análise de suas moléculas de DNA (ácido desoxirribonucléico), a substância que constitui os genes.

Com exceção dos gêmeos univitelinos, cada pessoa possui um conjunto de genes.

E, portanto, moléculas de DNA, únicas e particulares.

Assim, o processo mais simples para caracterizar o DNA consiste em cortar as moléculas dessa substância com o auxílio de “tesouras moleculares”.

Essas tesouras são as chamadas enzimas de restrição.

E em seguida é analisado o tamanho dos fragmentos que se formaram.

Uma enzima de restrição corta a molécula de DNA em pontos específicos.

Ou seja, somente onde ocorre determinada sequência de bases nitrogenadas.

E como cada pessoa tem sequências típicas de bases nitrogenadas, o número e o tamanho dos fragmentos obtidos pelo corte enzimático acabam por caracterizar seu DNA.

Assim, o tamanho dos “fragmentos de restrição”, como são chamados os fragmentos obtidos após o corte enzimático, é determinado através da técnica de eletroforese.

E a mistura de fragmentos de DNA á aplicada em uma camada de gelatina (gel) e submetida a um campo elétrico.

Nessas condições, os fragmentos se movem em velocidades proporcionais ao seu tamanho.

Ou seja, os menores mais rapidamente que os maiores.

Quando o campo elétrico é desligado, fragmentos de mesmo tamanho estacionam juntos em determinada posição do gel, formando uma faixa.

O padrão de faixas que surge é característico para cada pessoa, e corresponde à sua “impressão digital” genética.

A genética na prática

A atividade consiste em uma simulação de duas situações judiciais, utilizando a identificação de DNA explicada acima.

A ideia é que o aluno seja o “CSI” para resolver os casos.

Utilizando os conceitos de genética e as “tesouras moleculares” para determinar quem é o dono do  DNA fornecido.

Assim, em uma das situações os alunos identificarão um criminoso entre três suspeitos.

E na outra descobrirão quem é o pai de uma criança.

Essa atividade pode ser desenvolvida em grupos pequenos ou grandes, ou ainda junto com você, professor.

Assim os problemas a serem resolvidos são os seguintes:

Situação 1 – Quem é o criminoso?

Restos de pele encontrados sob as unhas de uma pessoa assassinada foram submetidos ao teste de DNA, revelando o padrão eletroforético P-5.

Três pessoas, P-1, P-2 e P-3, suspeitas do crime, também foram submetidas ao teste de DNA.

Qual delas é a provável culpada? E por que?

Situação 2 – Quem é o pai da criança?

Dois homens, P- 1 e P-2, disputam a paternidade de uma criança, P-4, filha da mulher P-3.

Com base no teste de DNA dos quatro implicados, quem é o provável pai da criança? E por que?

Para descobrirem quem são os criminosos e o pai cada grupo deve receber uma imagem (figura 1, a seguir) na qual estão representados segmentos de DNA de cinco pessoas (P-1 a P-5).

genética

Nesta imagem cada uma tem dois segmentos, correspondentes a um par de cromossomos homólogos (Ca e Cb).

As sequências de bases dos homólogos podem ser ligeiramente desiguais em função da diferença entre os genes alelos.

O primeiro passo para a análise do DNA é cortá-lo com uma enzima de restrição hipotética.

Ou seja, na imagem a sequência de dois pares de bases C-G adjacentes (dois C em uma cadeia e dois G na outra).

Para facilitar, essas “sequências de corte” estão destacadas em negrito no DNA.

Portanto, todos os pares destacados em negrito deverão ser “cortados”, formando fragmentos de DNA.

Assim, os alunos precisarão localizar, nos dois segmentos de DNA de cada pessoa, todas as sequências de corte.

E marca-las a lápis com um traço horizontal, de modo a separar um par C-G do par C-G adjacente.

O passo seguinte é organizar os fragmentos obtidos por ordem de tamanho.

Para isso, os alunos deverão contar o número de pares de bases de cada fragmento e completar o preenchimento do gráfico a seguir.

genética

Cada coluna do gráfico simula o padrão eletroforético de uma pessoa, onde os fragmentos de DNA se distribuem em faixas por ordem de tamanho.

A título de exemplo, a coluna correspondente ao padrão da pessoa P-5 já está preenchida.

Respostas esperadas

A tabela preenchida pelos alunos com os recortes de DNA devem ficar da seguinte forma:genética

E a partir disso devem chegar a conclusão que na situação 1, o criminoso é o P-2.

Já que o padrão eletroforético do DNA deste suspeito é idêntico ao da amostra de pele encontrada sob as unhas da Vítima (P-5).

Já na situação 2, os alunos precisam chegar a conclusão de que o pai é o P-1.

Isso porque a criança (P-4), pode ter recebido da mãe (P-3) DNA relativo as faixas de números 1, 4, 10, 12, 13, 18 e 19.

Enquanto que as faixas 5, 8, 11 e 15 de P-4 provêm necessariamente do pai.

E o P-2, o outro postulante, não apresenta as faixas 5, 8 e 11.