Testes de DNA – Veja como são realizados. É Biologia no Enem.

Vem com a gente entender como funcionam os testes de DNA! Isto pode aparecer nas questões de biologia do Enem e dos vestibulares!

Você já deve ter ouvido falar sobre os testes de DNA. Normalmente estes testes são utilizados na espécie humana para testar a paternidade de alguém. Os testes foram criados pelo Professor Sir Alec John Jeffreys, o inventor da técnica de identificação por DNA (foto), em 1985, para resolver problemas de paternidade, imigração, e investigações criminais.

Porém, a técnica de análise de DNA pode ter inúmeras outras aplicações práticas, como análises de parentescos evolutivos de populações de uma mesma espécie ou até mesmo de espécies diferentes. Mas, você tem ideia de como são realizados os testes de DNA?1Não sabe ainda? Então vem com a gente revisar as técnicas de análise de DNA para gabaritar as questões de Biologia no Enem e nos vestibulares!

 

Os Testes de DNA

Os testes de DNA já foram aplicados de diferentes maneiras: desde a identificação de paternidade até a resolução de crimes. O primeiro criminoso condenado a partir de provas analisadas com teste de DNA foi Colin Pitchfork, acusado de estuprar e matar duas adolescentes. Colin foi condenado à prisão perpétua em 1988. Atualmente existem kits comerciais para que os laboratórios realizem testes de DNA e, um exame desses pode custar entre R$ 400,00 e R$ 800,00 para o público em geral.

Que material pode ser coletado para fazer um teste de DNA?

Você deve estar pensando: “sangue, ué!” Mas, não só o sangue é fonte de material genético. Afinal, qualquer célula do nosso corpo possui DNA em seu núcleo. Em geral, quando se coleta amostras para testes de paternidade, por exemplo, é feita uma raspagem da mucosa bucal do indivíduo, uma vez que as células epiteliais dessa região se descamam facilmente. 2Outros materiais podem ser utilizados também: amostras de pele, pelos (com raiz), saliva, esperma etc. Figura 2: Imagem mostrando a coleta de material da mucosa oral para teste de DNA.

Como se faz o teste de DNA?

Você sabe que o DNA é composto de uma sequência de quatro nucleotídeos diferentes, certo? Estes nucleotídeos se diferenciam uns dos outros pelas suas bases nitrogenadas (adenina, timina, citosina e guanina).

A sequência de bases nitrogenadas do DNA de um ser humano e de outro qualquer em uma população é muito semelhante – há apenas 0,1% de diferença. E, entre pais e filhos, essa diferença é ainda menor.  Mas, existem alguns trechos específicos que podem variar bastante de pessoa para pessoa.

Assim, para analisar o parentesco de duas pessoas ou a similaridade entre duas amostras, a técnica utilizada será a DNA fingerprint ou impressão digital do DNA, que fornece um alto grau de confiabilidade (99,99% de certeza). Para realizar este procedimento, primeiramente o DNA deverá ser extraído das células da amostra.

Em seguida, o DNA será tratado com enzimas de restrição. Estas enzimas de restrição se ligam a determinadas sequências específicas de DNA e quebram o DNA em pedacinhos. Logo após, a amostra de DNA é colocada na extremidade de um gel e submetida a uma corrente elétrica (eletroforese).  Figura 3: Cientista colocando amostras de DNA em um aparelho de eletroforese. A corrente elétrica e o gel separam os pedaços de DNA formando bandas.3Os pedacinhos de DNA são então atraídos para a outra extremidade do gel. Porém, as moléculas do próprio gel dificultam a passagem dos pedaços de DNA. Sendo assim, os fragmentos maiores migram mais lentamente que os menores. No fim do processo há a formação de um conjunto de “bandas” semelhante a um código de barras.

Este processo é chamado de separação em gel por eletroforese. Mas, no quê isso ajuda na identificação de um indivíduo ou em um teste de paternidade? Pense no seguinte: você é produto da união de um espermatozoide de seu pai com o óvulo da sua mãe.

Portanto, 50% do seu DNA é semelhante ao da sua mãe e 50% ao do seu pai. Assim, quando o seu DNA e dos seus pais forem submetidos às mesmas enzimas de restrição, elas agirão em pontos semelhantes no seu DNA e de seus pais.

Assim, após colocar as três amostras em um gel e fazer a eletroforese, o seu DNA terá algumas bandas coincidentes com o DNA do seu pai e outras semelhantes ao DNA de sua mãe. Caso não haja coincidência entre as bandas, não se comprova a paternidade. Para que você possa entender melhor, observe a imagem a seguir:

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Esquema simulando um teste de paternidade por análise do DNA

Digamos que há duvidas sobre o possível pai dessa criança. Então, o seu DNA, o de sua mãe e o dos dois possíveis pais é analisado. Como resultado, temos o padrão de bandas acima. Qual dos dois seria o pai mais provável? O pai I, pois há mais bandas coincidindo (quatro bandas) do que o pai II.

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Bandas de DNA após o processo de eletroforese. Créditos da imagem: DAVID PARKER / SCIENCE PHOTO LIBRARY
Para saber mais sobre como funciona o teste de DNA, veja este vídeo do canal Pílulas de Ciência do Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=rrkkCSK3QDU

Agora que você já sabe tudo sobre os testes de DNA, que tal testar seus conhecimentos?

01 – (UFES/2013)   A impressão digital do DNA é rotineiramente usada na determinação de paternidade. A técnica consiste em extrair o DNA dos glóbulos brancos do sangue coletado da mãe, da criança e do(s) suposto(s) pai(s). O DNA de cada indivíduo é tratado com a mesma enzima de restrição, e os fragmentos obtidos são separados, formando-se, assim, o padrão de banda de cada indivíduo.

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Legenda: M – mãe; F – filho; SP1 – suposto pai 1; SP2 – suposto pai 2

a) No esquema de um gel mostrado ao lado, indique o pai biológico da criança. Justifique a sua indicação.

b) Cite uma aplicação da investigação do DNA na análise forense e uma na prática clínica.

c) A maioria das células eucarióticas é diploide; seus dois conjuntos de cromossomos podem ser dispostos em pares de homólogos. Por outro lado, as células eucarióticas haploides contêm um único conjunto de cromossomos. Na espécie humana, é possível encontrar tanto células diploides, como células haploides. Indique os tipos celulares que exemplificam o genoma haploide e diploide, respectivamente, na espécie humana.

Gab:

a) O pai biológico da criança é o suposto pai 1 porque a criança herda cromossomos tanto da mãe quanto do pai, de forma tal que ela possa apresentar fragmentos de restrição derivados de cada parental.

b) Identificação de criminosos (análise forense); diagnóstico genético de doenças hereditárias (prática clínica).

c) Células diploides – todas as células somáticas, com exceção das hemácias; células haploides – gametas masculino e feminino.

 

02 – (FMTM MG/2004)     Dois homens, P-I e P-II, disputam a paternidade de uma criança C, filha da mulher M. Diante disso, foi pedido o exame de DNA dos envolvidos.

O resultado do teste revelou os seguintes padrões:

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Acerca dos resultados obtidos foram feitas as seguintes afirmações:

I. P-II pode ser o pai da criança, pois há maior quantidade de faixas coincidentes com o padrão da criança;

II. as faixas de números 3, 9, 10, 14, e 17 correspondem ao DNA que a criança recebeu da mãe;

III. não é possível excluir a possibilidade de P-I ser o pai da criança.

Está correto o contido apenas em

a) I.

b) II.

c) I e II.

d) I e III.

e) II e III.

Gab: C

 

03 – (UFT/2013)   O exame de paternidade, esquematizado abaixo, é muito utilizado na medicina forense e baseia-se na identificação de trechos de DNA humano, que variam muito entre pessoas de uma população e são conhecidos como VNTR (número variável de repetições em sequência). Com base no resultado da figura abaixo, assinale a alternativa correta.

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a) O marido é pai do filho 1.

b) O outro homem é pai do filho 2.

c) O marido é pai do filho 3.

d) O marido é pai do filhos 2 e 3.

e) O outro homem é pai dos filhos 1 e 3.

Gab: E

 

04 – (UFU MG/2010)   Dentre as aplicações atuais da genética molecular, temos os testes de identificação de pessoas por meio do DNA.Essa técnica, que pode ser usada para identificar suspeitos em investigações policiais, consiste em detectar e comparar sequências repetitivas ao longo de trechos da molécula de DNA, regiões conhecidas como VNTR (número variável de repetições em sequência).

A figura abaixo ilustra os padrões de VNTRs de quatro pessoas envolvidas (uma vítima (V) e 3 suspeitos (S1, S2 e S3) em uma investigação policial e de uma prova (P) coletada no local do crime:

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Considerando as afirmações e a figura acima apresentada, responda:

a) A qual dos suspeitos (S1, S2 ou S3) pertence a prova (P)? Justifique a sua resposta.

b) Que tipo de material pode ser coletado e servir de prova em um caso como esse?

c) Por que os resultados desse tipo de análise têm alto grau de confiabilidade?

Gab:

a) Suspeito = S3

Justificativa: Porque os Padrões de VNTR presentes no Suspeito e na Prova devem corresponder (coincidir, serem idênticos).

b) Qualquer tecido do indivíduo que contenha células nucleadas, como sangue (Leucócitos), fios de cabelo contendo bulbo capilar, fragmentos de unha contendo tecido epitelial, fragmentos de pele, saliva, sêmen (esperma) ou até objetos contendo resquícios de sangue.

c) Devido à exclusividade do DNA, cada indivíduo apresenta sequências repetitivas específicas ao longo de trechos da molécula de DNA, ou seja, indivíduos diferentes apresentam VNTRs diferentes. Não existem duas pessoas com o mesmo padrão de VNTR.

 

05 – (EFOA MG/2000)  Dessas regiões recebe o nome de marcador, uma vez que pode ser associada com algum fenótipo em particular. A presença do marcador no genoma de um indivíduo pode ser visualizada como uma banda. Dessa forma, podemos descobrir se um embrião poderá apresentar uma determinada característica ou doença genética pela análise de seus  marcadores. O esquema abaixo representa a análise de marcadores de DNA de quatro embriões humanos (I, II, III, e IV). Apenas a presença de duas bandas (A e B) é indicativo positivo para o indivíduo apresentar uma certa  disfunção muscular quando adulto. Detectou-se ainda que esses marcadores ocupam o mesmo loco.

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Observe o padrão de bandas do DNA de cada embrião e responda:

a) Dentre os embriões analisados, quais NÃO deverão apresentar a disfunção muscular quando adultos?

b) Supondo que os quatro embriões sejam irmãos, qual é o padrão de bandas (I, II, III ou IV) mais provável para cada um de seus pais?

c) Qual é a probabilidade de um certo casal, formado por indivíduos tipo I e III, ter um descendente com essa disfunção muscular?

Gab:

a) II, III e IV

b) um dos pais marcador para as duas bandas e o outro apresenta só para uma;

c) não há possibilidade visto que o indivíduo 3 não apresentou nenhum marcador

Juliana Biologia Enem
Os textos e exemplos acima foram preparados pela professora Juliana Santos para o Blog do Enem. Juliana é formada em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de Santa Catarina. Dá aulas de Ciências e Biologia em escolas da Grande Florianópolis desde 2007. Facebook: https://www.facebook.com/juliana.evelyndossantos.