Genômica e Bioinformática

PARTE II Instrumentação para o ensino de ciências: protocolos metodológicos

Protocolo 01:
Variações de dominância no padrão mendeliano: interação gênica

Luciana Oliveira Barateli
Mariane Brom Sobreiro
Lucas Donizetti Vieira
Elisandra Carneiro de Freitas Cardoso
Angela Adamski da Silva Reis
Rodrigo da Silva Santos

Introdução

As sequências nucleotídicas de um gene podem sofrer mutações, permanentes ou não. Quando a mutação permanece ela pode gerar uma forma alternativa para o gene, criando o que chamamos de alelo mutante. Estes alelos possuem características específicas e seu nível de expressão no fenótipo dos indivíduos dependente do tipo de interação gênica existente.

Conhecer esse processo de interação e funcionalidade entre genes é essencial para compreensão das novas características decorrentes das mutações. Ao longo dos estudos genéticos foi constatado que esta interação pode apresentar relação de dominância completa, dominância incompleta, codominância ou recessividade.

A dominância completa é o tipo mais simples de dominância. Esta relação acontece quando a presença de um único alelo é determinante para a expressão da característica no heterozigoto. Neste caso diz-se que o outro alelo é totalmente recessivo ou alternativo. A nível fenotípico, a dominância completa resulta em uma característica monogênica em que não é possível diferenciar o heterozigoto A/a do homozigoto dominante A/A. Desta forma, os alelos recessivos serão expressos apenas quando encontrarem-se em estado de homozigose a/a caracterizando, assim, a relação de recessividade.

A dominância incompleta é classicamente representada pela planta Mirabilis jalapa, popularmente conhecida como planta maravilha, que em heterozigose apresenta um fenótipo intermediário. Neste caso, uma linhagem selvagem de pétalas vermelhas, ao ser cruzada com uma linhagem pura de pétalas brancas, produzirá uma geração filial (F1) com 100% de plantas cor-de-rosa.

Situações em que ambos os alelos de um heterozigoto são expressos, denomina-se codominância. Esta relação resulta na produção de proteínas diferentes e o exemplo tradicional de codominância é o sistema sanguíneo ABO. Dentro deste sistema, o indivíduo heterozigoto I^AI^B sintetizará proteínas do sangue tipo A e tipo B e, por isso, é caracterizado pelo tipo sanguíneo AB.

Objetivos

• Capacitar os alunos a identificar e diferenciar os tipos de dominância mendeliana;
• Exercitar a aplicação prática da teoria trabalhada
• Provocar o espírito investigativo e estimular a participação dos alunos nas atividades realizadas no ambiente escolar de forma que a construção do conhecimento aconteça naturalmente.

Materiais

Procedimentos

1. Dividir a turma em grupos múltiplos de 3 (isso será definido pelo professor em função da quantidade de material disponível para a realização da atividade).
2. Antes do início da aula prática será necessário a montagem de seis preparações que ocorrerão nas seguintes etapas:



3. Cada dupla de garrafas, ao terem seus líquidos misturados, corresponderá a um tipo de interação alélica diferente, “Dominância completa”, “Dominância incompleta”, “Codominância”;
4. Cada sequência de bases nitrogenadas da molécula de DNA corresponderá a um alelo específico;
5. Cada rótulo apresenta uma sequência diferente de aminoácidos de uma proteína, correspondente a uma das seis sequências de bases nitrogenadas da molécula de DNA;
6. Cada garrafa conterá uma preparação diferente, considerando as seguintes especificações para a rotulagem: 119
   • A garrafa cujo rótulo corresponde à sequência que representa a proteína do alelo “A” conterá a primeira preparação com tinta vermelha. A garrafa que representa a sequência da proteína do alelo “a” conterá a primeira preparação com tinta branca;
   • A garrafa cujo rótulo corresponde à sequência que representa a proteína do alelo “A₁” conterá a segunda preparação com tinta vermelha. A garrafa que representa a sequência da proteína do alelo “A₂” conterá a segunda preparação com tinta branca;
   • A garrafa cujo rótulo corresponde à sequência que representa a proteína do alelo “B₁” conterá a preparação com leite integral. A garrafa que representa a sequência da proteína do alelo “B₂” conterá a preparação com óleo de cozinha.
7. Para representar as formas de interação dos alelos nos indivíduos e suas relações de dominância, os líquidos de cada garrafa devem ser misturados nas vasilhas plásticas transparentes conforme os esquemas abaixo, assim os alunos irão observar tais interações alélicas:

Avaliação

O professor poderá elaborar uma ficha para os alunos com o roteiro da aula, e com questões que poderão ser preenchidas durante a realização da atividade, conforme as etapas da atividade forem sendo cumpridas. Ele poderá além de orientar os alunos, instigar o seu espírito investigativo, e posteriormente poderá ser recolhida e utilizada como instrumento avaliativo do processo de construção do conhecimento.

Referências

GRIFFITHS, A. J. F, et al. Introdução à Genética. Guanabara Koogan, 10ª ed. 2013.

LOPES, A. D. C. Prática das cores – Dominância e Recessividade. Ponto Ciência. Disponível em: http://www.pontociencia.org.br/experimentos/visualizar/pratica-das-cores-dominancia-e-recessividade/1193. Acessado em: Dezembro de 2017.