ISSN 1980-3540

03.01, 8-10 (2008) www.sbg.org.br

DESCOMPLICANDO A VARIABILIDADE GENTICA UMA PROPOSTA DE ATIVIDADE INTERATIVA PARA O ENSINO DE GENTICAReginaldo Justino Ferreira Departamento de Ensino e Pesquisa DEPEN, Universidade Tecnolgica Federal do Paran UTFPR campus Toledo; Av. XV de Novembro, 2191, CEP 5902-040, Toledo-PR.E-mail: reginaldojf@utfpr.edu.br

Palavras-chave: ensino de gentica, variabilidade gentica Resumo A construo do conhecimento em Biologia depende da compreenso do conceito de variabilidade gentica e de sua importncia nos vrios nveis de organizao dos seres vivos. Devido sua relevncia didtica e a atual disponibilidade de um grande nmero de notcias sobre pesquisas contemporneas para uso como recurso pedaggico, propomos uma atividade interativa que simula e refora os conceitos de genes, alelos e variabilidade gentica. Introduo A compreenso do conceito de variabilidade gentica e de sua importncia nos vrios nveis de organizao dos seres vivos fundamental para a construo do conhecimento em Biologia. Esta compreenso determinante no processo ensino-aprendizagem de diversos temas contemplados pela Biologia no ensino mdio. Entre eles, podemos citar: mutao, permutao (crossingover), padres de herana, reproduo sexuada e assexuada, evoluo e relaes ecolgicas. A variabilidade gentica, por vezes subentendida sob termos mais abrangentes como diversidade biolgica ou biodiversidade, foco atual de grande parte das pesquisas cientficas, as quais so freqentemente expostas em diferentes veculos de mdia. Para ilustrar esta condio, uma busca rpida realizada no incio de 200 na internet, por informaes em portugus divulgadas durante o ano de 2007, utilizando as palavras-chave variabilidade gentica, diversidade biolgica e biodiversidade no site Google, resultou em aproximadamente 1.000.000 de pginas. Mesmo que nem todas contenham informaes criteriosas sobre o tema, muitas apresentam contedo que pode ser explorado didaticamente, dependendo do domnio e compreenso do tema e tambm do grau de aprofundamento que se deseja. A expresso variabilidade gentica (ou biodiversidade molecular) utilizada para se referir diversidade de alelos existentes nos vrios locos gnicos de uma espcie. menos abrangente que diversidade biolgica ou biodiversidade, pois esta aplicada ao conjunto de variabilidade ecolgica (como o nmero de espcies de uma comunidade e suas interaes) e gentica. A fonte primria de toda a variabilidade gentica a mutao. Este termo tem significado bastante abrangente pois aplicado tanto aos vrios tipos de alteraes que ocorrem no material gentico quanto aos processos que lhes do origem. A mutao um processo aleatrio, que d origem a novas verses de genes, os alelos. um fenmeno considerado no-adaptativo, ou seja, no ocorre com a finalidade de tornar um indivduo adaptado. Como as condies ambientais podem variar de forma no previsvel, organismos portadores destas mutaes podem vir a ter maior ou menor chance de sobreviver e produzir descendentes, num processo conhecido como seleo natural. Caso o alelo mutante no tenha influncia sobre a chance de sobrevivncia dos portadores, sua freqncia na populao ir oscilar ao longo das geraes (deriva gentica), podendo tanto desaparecer quanto se fixar. Embora somente um pequeno nmero destes alelos confira vantagem adaptativa, considera-se que quanto maior o repertrio de alelos diferentes em uma populao, maior ser a chance de indivduos desta populao sobreviverem a variaes ambientais. a variao gentica que fornece o material bsico para a seleo natural e, portanto, para a evoluo das espcies. Essa mesma variabilidade que permite aos pesquisadores comparar indivduos, populaes e mesmo

espcies diferentes. Nestas pesquisas, quando um determinado alelo ou um conjunto deles pode ser associado a uma caracterstica em estudo, a anlise estatstica dos resultados permite verificar se esse alelo ou no herdado junto com aquela caracterstica. Com o intuito de contribuir para o desenvolvimento do tema variabilidade gentica em sala de aula, apresentamos uma proposta de atividade interativa utilizando cartas de baralho. Instrues Esta atividade pode ser realizada com dois baralhos comuns, utilizando-se as cartas numeradas de 2 a 10 para que as variveis sejam apenas nmeros e naipes. Cada carta do baralho representa dois genes: o gene nmero e o gene naipe. Ao optarmos pela investigao do gene naipe, sabemos que podero ser encontrados apenas quatro alelos (paus, copas, espada e ouro), enquanto se a opo for o gene nmero, a variao ser maior, apresentando nove alelos (2 -10). Aps embaralhar todas as cartas, prossiga da seguinte forma: a) Distribua duas cartas para cada aluno; b) Solicite a participao de alguns voluntrios para compor um grupo (amostra populacional); c) Reproduza a tabela exemplificada a seguir (Tabela 1) no quadro-negro, preenchendo-a com as informaes obtidas na amostra populacional: Tabela 1. Resultado da avaliao dos alelos dos genes nmero e naipe na amostra populacional. Amostra populacional Alelos dos genes Indivduo Nmero Naipe 1 2 3 n d) Faa uma lista dos alelos que no foram encontrados nessa amostra populacional. Esta etapa da atividade permite a comparao da taxa de variabilidade existente na amostra e sua representatividade em relao populao (a turma inteira). Enquanto na investigao do gene naipe h grande chance de se detectar a presena de todos os alelos na amostra (pois cada naipe corresponde a 25% da populao total de cartas), no gene nmero, a variabilidade maior e a baixa freqncia de cada alelo resultar, muito provavelmente, em no deteco de alguns alelos

na amostra, uma vez que cada alelo do gene nmero corresponde a aproximadamente 10% das cartas. necessrio ressaltar que, diferentemente desta atividade, nas situaes reais de pesquisa no se conhece a variabilidade total existente em uma populao. A simulao possibilita a oportunidade de discutir o tamanho adequado das amostras populacionais para investigao cientfica, para que estas sejam representativas da populao. Aps esta etapa, continue a atividade com a leitura da notcia Variao gentica ligada a doena cardaca.Notcia: Os caucasianos com uma variao gentica comum tm 60% mais chances de desenvolver uma doena cardaca do que os que no a possuem, no importando seu estilo de vida, destacaram dois novos estudos. As pesquisas, que analisaram 40.000 pessoas em quatro pases, indicam que os fatores genticos podem desempenhar um papel no fato de uma pessoa desenvolver uma doena cardaca, mais ainda se fumar, for sedentria ou no fizer dieta, fatores de risco j conhecidos. As doenas cardacas so a principal causa de morte nos pases ocidentais. Aproximadamente 25% das pessoas de origem europia tm esta variante gentica, que aparece numa regio do cromossomo 9, informaram os cientistas. Se pudermos identificar os fatores genticos que influem no risco de desenvolver uma doena cardaca alm dos fatores de risco conhecidos, podemos fazer um trabalho melhor na hora de identificar as pessoas que se beneficiaro mais de uma interveno precoce para reduzir seu risco, disse Ruth McPherson, diretora do Heart Institute Lipid Research Laboratory da Universidade de Ottawa e principal autora de um dos estudos. McPherson e seus colegas analisaram o DNA de 1.300 pacientes cardacos e 1.500 pessoas saudveis em Ottawa, procurando variaes genticas. Os resultados foram confrontados com os de outro amplo estudo gentico feito nos Estados Unidos e na Dinamarca com 22.000 pacientes. Dos pacientes de Ottawa, 33% daqueles com doenas cardacas precoces tinham esta variao gentica, contra 24% das pessoas saudveis mais velhas, disse McPherson. Os dois estudos foram publicados na revista Science. (http:// g1.globo.com/Noticias/Ciencia/0,,MUL30956-5603,00.html)

Dois aspectos fundamentais presentes nesta notcia devem ser abordados: o tamanho da amostra populacional e a objetividade da pesquisa. A importncia do tamanho da amostra, demonstrada na simulao anterior, torna-se mais clara quando se destaca que, em um dos estudos indicados na matria, foram avaliados 1.300 pacientes cardacos, mais 1.500 pessoas saudveis e ento os resultados obtidos foram comparados com os de outro estudo, em que mais 22.000 pessoas haviam sido avaliadas. Como, provavelmente, todas as pessoas possuam ascendncia caucasiana, os resultados so informativos (at o momento, ao menos) apenas para estes, no sendo aplicveis aos asiticos, africanos etc. J nossa populao sob investigao (os alunos de uma nica sala de aula) e a variabilidade que nela cria9

mos (cartas de baralho), certamente constitui um grupo muito pequeno. Alm disso, ao formamos subgrupos dessa populao, criamos condies para o surgimento de vieses estatsticos. Didaticamente, este fato justifica a importncia do tamanho da amostra sob risco de comprometimento dos resultados da pesquisa. O segundo aspecto importante, a objetividade da pesquisa, pode ser destacado ao ressaltar que, diferentemente da simulao que fizemos, na pesquisa relatada no se investigou aleatoriamente a variabilidade em uma populao, mas sim, comparou-se a variabilidade entre dois grupos distintos (pacientes cardacos e indivduos normais). Da mesma forma, podemos formar dois gru-

pos (A e B) com novos voluntrios e investigar a variabilidade gentica entre eles, da seguinte forma: a) Solicite a participao de novos voluntrios, separando-os em dois grupos (A e B); b) Reproduza a tabela exemplificada a seguir (Tabela 2) no quadro-negro, preenchendo-a com as informaes obtidas nos dois grupos; c) Compare os alelos dos genes naipe e nmero de cada indivduo dos dois grupos (para aumentar a chance de discriminao), identificando as similaridades e diferenas entre os alelos presentes em cada grupo.

Tabela 2. Resultados da avaliao dos alelos dos genes nmero e naipe nos grupos amostrais A e B.

Grupo AIndivduo 1 2 3 n Referncias BibliogrficasSNUSTAD, D. Peter; SIMMONS, Michael J. Fundamentos de Gentica. 2a. Ed. Traduo de Paulo Armando Motta. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan. 2001. 756p. SOARES NETTO, Luis Eduardo; MENCK, Carlos Frederico Martins. Estabilidade do material gentico: mutagnese e reparo. In Matioli, Srgio Russo (ed). Biologia Molecular e Evoluo. Ribeiro Preto, Editora Holos. 2001. 202p. SOL-CAVA, Antonio M. Biodiversidade molecular e gentica da conservao. In ______. Variao gentica ligada a doena cardaca. Acesso em 1/01/200. Disponvel em http://g1.globo.com/Noticias/Ciencia/0,,MUL 30956-5603,00.html. Cientistas associam gene do canhotismo esquizofrenia. Acesso em 29/01/200. Disponvel em http://www.farmacia.com.pt/modules. php?op=modload&name=News&file=article&sid=398.

Grupo BNaipe Indivduo 1 2 3 nCientistas americanos acham o calcanhar-de-aquiles do HIV/ Aids. Acesso em 29/01/200. Disponvel em http://www. servidorpublico.net/noticias/2007/07/22/cientistas-americanosacham-o-calcanhar-de-aquiles-do-hiv-aids. Diversidade gentica caiu na Gr-Bretanha nos ltimos mil anos. Acesso em 29/01/200. Disponvel em http://noticias.bol.uol. com.br/ciencia/2007/0/01/ult4296u299.jhtm. ndios brasileiros tm um p na Europa. Acesso em 29/01/200. Disponvel em http://g1.globo.com/Noticias/Ciencia/0,,MUL 9535-5603,00.html. Variao gentica revela cncer fatal. Acesso em 29/01/200. Disponvel em http://jbonline.terra.com.br/extra/2007/07/16/ e1607532.html. Disperso vegetal transocenica. Acesso em 29/01/200. Disponvel em http://www.biotecnologia.com.br/bionoticias/noticia.asp?id= 3219.

Alelos dos genes Nmero

Alelos dos genes Nmero Naipe

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