Plano de Aula: DNA e RNA: moléculas essenciais à vida
Tempo Previsto: 7 aulas
Conteúdos e Temas: Nós e o DNA . Como produzimos proteínas e enzimas, que regulam as reações do nosso organismo. DNA e doenças genéticas, os transgênicos e a fome no mundo.
Competências e Habilidades: Utilizar a linguagem química para compreender as moléculas de DNA e RNA. Construir conceitos para a compreensão da organização e funcionamento celular básicos, de engenharia genética das prevenções de doenças genéticas. Reconhecer o DNA como um polímero formado por unidades básicas (ou nucleotídeos) repetidas ao longo da molécula; reconhecer o significado da repetição de unidades para o papel desempenhado pela molécula de DNA; elaborar esquemas explicativos do processo de duplicação do DNA; reconhecer o emparelhamento específico entre bases nitrogenadas que compõem o DNA; reconhecer as semelhanças e diferenças entre o DNA e o RNA; relacionar as técnicas usadas em Biotecnologia aos principais conceitos de Genética e Biologia Molecular; analisar os argumentos relativos ao risco e benefícios da utilização de produtos geneticamente modificados disponíveis no mercado.
Estratégias: exposição dialogada e debates entre professor e alunos.
Recursos: Kit DNA; textos; pesquisas em livros didáticos, revistas; pesquisas na internet e vídeo retirado do youtube.
Avaliação: contínua, com resolução de questões, participação nas atividades com opiniões e conclusões.
Público Alvo: Alunos do 2º ano do ensino médio
Texto 1:
Nós e o DNA
Para o ser humano ter seu crescimento desenvolvido, é importante destacar que este crescimento será de acordo com o material genético que herdará de seus pais: "O DNA".
Segundo o modelo proposto por Watson e Crick, o DNA é uma molécula orgânica que quando transcrita em RNA , tem a capacidade de codificar proteínas . Tem a forma parecida com uma escada espiral cuja disposição dos degraus se dá em quatro partes moleculares diferentes. Esta disposição constitui as chamadas quatro letras do código genético. Onde as bases nitrogenadas são simbolizadas pelas letras A (adenina), C (citosina), G (guanina) e T (timina). Essas moléculas (DNA) são encontradas nos núcleos das células dos seres humanos e somam vinte e três pares (2n) nas células somáticas, e vinte e três (n) nas células germinativas.
O projeto Genoma Humano teve início oficial em outubro de 1990. Tendo como objetivo decifrar a sequência de todos os nucleotídeos e identificar todos os genes humanos. Finalmente entre os anos de 2000 a fevereiros de 2001, trabalhos relataram o seqüenciamento do genoma humano com três bilhões de pares de bases, onde apenas 3% correspondem á genes. O restante 97% são sequências não codificantes, isto é, não transcritas para moléculas de RNA (ácido ribonucléico). No Brasil, o primeiro genoma a ser totalmente seqüenciado foi a bacteria Xyllela fastidiosa.
Definição:
Cromossomos - moléculas de DNA (esta possui 10 cm de comprimento, onde há 150 milhões de pares de nucleotídeos.
Proteínas - macromoléculas que desempenham diversas funções no organismo.
Genes -"pedaços" de DNA que codificam uma proteína; sendo chamados DNA codificantes.
Duplicação do DNA - semiconservativa.
Bases nitrogenadas: T-A ; C-G.
Experimento 1
No primeiro momento, será apresentado um vídeo que tem o objetivo de ilustrar a molécula de DNA. Após a apresentação do vídeo, professor "entrará" com uma breve esplicação do assunto abordado no texto e no vídeo apresentado e, em seguida a classe deverá ser dividida em grupos que montarão o kit DNA e proteínas. Serão entregues peças de pentoses, açucares e bases nitrogenadas,ligadas por pontes de hidrogênio. Após a montagem os alunos irão desenhar a molécula química (DNA) observando o modelo.
Questões propostas:
1.O que são células somáticas e germinativas? Nós seres humanos possuímos estas células? Justifique.
2.Porque falamos que no “DNA encontramos o código da vida”. Façam um breve relato.
Observação: para a resolução das atividades propostas. Os alunos poderão pesquisar em livros didáticos, trocando idéias com outros grupos da sala ,com a ajuda e intermediação do professor.
Conclusão: A equipe observará e poderá concluir que, cada molécula de DNA é formada por dois filamentos que são moléculas que transmitem fatores hereditários de uma geração para outra, além de comandarem as atividades celulares.
Texto 2:
Como produzimos proteínas e enzimas, que regulam as reações químicas do nosso organismo?
O RNA (ácido ribonucléico) é outra molécula do núcleo celular podendo também ocorrer no citoplasma da célula. A molécula é formada por (fosfato + ribose + base nitrogenadas), só é diferente quimicamente do DNA pelo açúcar e pela base nitrogenada que se liga a adenina (sendo a Uracila). Então as bases do RNA são A-U e G-C. O RNA é formado por um só filamento e este é "fabricado" a partir de um filamento molde do DNA, utilizando só as partes (genes codificantes para determinada proteina . Este processo é chamado de transcrição gênica e serve de modelo para a fabricação de proteínas no citoplasma celular. Há três tipos de RNA: o RNA transportador, o RNA mensageiro e o RNA ribossomico (que faz parte do ribossomo). Revisando:O RNAm. é "fabricado" no núcleo da célula a partir do DNA.Ele levará a mensagem para o ribossomo montar a proteína no citoplasma. O RNA transportador, que fica no citoplasma, leva os aminoácidos para o ribossomo para fabricação de proteínas.
Experimento II
A partir das moléculas montadas de DNA, serão produzidas as moléculas de RNA. Esta (DNA) será separada, abrindo as pontes de hidrogênio. Onde só um filamento será ativo e servirá de molde para o encaixe das bases nitrogenadas do RNA. Após isto, será retirado o filamento de RNA. E as pontes de DNA serão ligadas novamente. Os grupos desenharão a molécula química de RNA a partir do modelo obtido, e responderão as perguntas pesquisando no livro didático.
1 – O que são proteínas e enzimas?
2 – Comente: “as proteínas produzidas no citoplasma serão especificas para as necessidades metabólicas do organismo”.
Conclusão: após analise, produção e pesquisa. Os grupos poderão concluir que o RNA é produzido a partir dos genes, que são necessários para a produção de determinada proteína especifica para o metabolismo.
Pesquisa: Para casa
Texto base:
DNA e doenças genéticas : Os transgênicos e a fome no mundo
A biotecnologia do estudo do DNA tem explicado varias funções que nosso organismo realiza, além de facilitar o entendimento e a cura de varias enfermidades adquiridas de nossos ancestrais, como a fenilcetonuria.O sucesso da produção de plantas transgênicas abriu a perspectiva de correção de doenças genéticas, processo chamado de geneterapia (substituição ou adição de uma cópia correta do gene alelo alterado, causador da doença). Este tipo de tratamento ainda não é uma realidade prática, além da preocupação com a ética. Pois, poderia levar a um descontrole da distribuição dos genes humanos.
Atividade de pesquisa
1ª – Os transgênicos ajudarão a resolver a fome no mundo?
2ª – Doenças genéticas: FENILCETONÚRIA.
Conclusão: 50 % da classe realizará a 1ª pesquisa. Sendo que poderão concluir que, a biotecnologia dos transgênicos é importante na produção e manutenção das espécies. Também poderão chegar a conclusão de que os genes transgênicos podem ser de determinada espécie como exemplo de bactéria, incluído no gene de plantas, exemplo da soja (a fim de aumentar as defesas, a cor, o tamanho, a resistência da espécie.
Alguns alunos optarão pela resposta sim. A fabricação de alimentos será melhor com plantações mais resistentes e suprirá a fome do mundo .Outros alunos optarão pela resposta não. Pois, os políticos só se preocupam com o dinheiro deixando de lado os "famintos". Ou, os alimentos transgenicos poderão causar doenças na população.
O restante da classe realizará a 2ª pesquisa, podendo concluir que a fenilcetonuria é uma doença hereditária causada por alterações (mutações) em genes que atuam no metabolismo da fenilalanina. Estes genes não conseguem passar o código genético certo para o RNA mensageiro e assim, o ribossomo não consegue produzir a enzima (ou proteína) fenilalanina hidroxilase que quebra a fenilalanina em tirosina. Deste modo há acumulo desta no organismo causando demência, pois poluem o sistema nervoso do indivíduo. A prevenção é fazer o teste do pezinho após o nascimento.
Bibliografia
[1]José mariana amabis - Vol I - Biologia das Células
[2]Gilberto Rodrigues martho - Vol III – Biologia das populações
http://www.youtube.com/watch?v=p_AtV2f-I9c&feature=related
http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/dna/dna.php
http://www.brasilescola.com/biologia/proteinas.htm
Problemática: Após a aplicação das aulas propostas, os alunos poderão reconhecer a importância das moléculas de DNA e RNA na vida do ser humano. Afim de usar os recursos da biotecnologia na resolução de problemas da fome e das doenças dos seres vivos do nosso planeta.
Rosângela Pioli e Elisângela Aparecida Barbette
Curso de Biotecnologia
DE Ribeirão Preto / SP
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