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O funcionamento dos genes: jogos e metáforas

Publicado por 
novaescola
Objetivo(s) 

Descrever o código genético e as bases da ação gênica; estimular os alunos a criar jogos que mostram como é o código genético.

Conteúdo(s) 
  • Biologia molecular
  • código genético
  • modo de ação gênica
  • organização dos genes eucarióticos
Tempo estimado 
3 aulas
Desenvolvimento 
1ª etapa 

Introdução

Com base na entrevista com o cientista Craig Venter, publicada na revista Veja, trabalhe com a turma a composição do código genético e a organização dos genes eucarióticos em três aulas. A primeira aula é expositiva, para que você apresente alguns conceitos e provoque os alunos com algumas questões. Nas demais aulas, peça para que todos elaborem um jogo sobre o código genético. As propostas devem ser compartilhadas entre os estudantes.

Leia com os alunos a entrevista de Craig Venter e inicie a discussão com a turma, indagando qual seria o significado de um número de genes humanos abaixo do esperado? E o que os estudantes pensam sobre um número bastante aproximado entre genes humanos e os de camundongos? A resposta a essas questões leva à simplicidade da organização da informação genética e à complexidade do modo como essa informação transforma-se em ação gênica.

Trabalhe com os alunos a estrutura do DNA, do RNA - o ácido ribonucléico - e do código genético. Mostre como a informação está inscrita e organizada na molécula de DNA e explique à turma que o "alfabeto da biologia molecular" contém apenas quatro letras, lidas três a três. Cada trinca codifica uma sequência de RNA que, por sua vez, codifica um determinado aminoácido na cadeia protéica.

Desse modo, do ponto de vista da informação, as 'letras' formam palavras cujo significado são proteínas ou parte delas. Embora não o determinem diretamente, essas proteínas estão fortemente envolvidas na construção e no funcionamento do organismo. Esclareça que a relação não é determinista porque existem variáveis ambientais envolvidas.

Volte à reportagem de Veja, na passagem em que Venter utiliza a ideia de software para falar das informações genéticas. O cientista afirma que a grande questão é "entender profundamente o funcionamento detalhado deste software". Pergunte aos alunos o que sabemos com segurança sobre o funcionamento deste software? Em outras palavras, a pergunta é: como funcionam os genes? Ou, ainda, como os genes se expressam?

Pondere com a classe que esse conhecimento ainda é limitado, mas que existem mecanismos cujo esquema geral está bem descrito. É o chamado dogma central da biologia molecular, no qual a sequência de nucleotídeos de DNA é transcrita em RNA mensageiro e depois traduzida nos chamados polipeptídeos (fragmentos ou proteínas completas).

Pontue que nos organismos eucarióticos - cujas células possuem um núcleo real - ainda existe um processo de ¿edição¿ entre a transcrição e a tradução da informação gênica. Este processo é um dos responsáveis pela maior complexidade de funcionamento e a regulação dos organismos eucarióticos em relação aos procarióticos - as bactérias.

2ª etapa 

Proponha algumas atividades para que o aluno exercite a ideia de gene como uma informação cuja mecânica pode ser equiparada a uma espécie de software. Desenvolva com a turma um jogo chamado Expressão Gênica: Produzindo Hemoglobina (entenda aqui o passo a passo para confeccionar o jogo e disputar uma partida com a turma). Os alunos podem confeccionar o jogo apoiados por uma pesquisa realizada em grupos, sob sua orientação. Para jogar, a classe é dividida em duas equipes, com dez alunos ou mais. O jogo não tem um vencedor, embora exista uma contagem de pontos que deve ser levada em conta na avaliação.

3ª etapa 

Retome os conceitos aprendidos durante o jogo da aula anterior e discuta com os alunos como se expressam os genes.

Conte à turma que na década de 1970 os biologistas alemães Christiane Nüsslein-Volhard e Eric F. Wieschaus conseguiram descrever em detalhes os genes que controlam o desenvolvimento do corpo das moscas de fruta. Esses genes já eram conhecidos como homeóticos - os genes que decidem como serão construídos os organismos. Eles conseguiram achar uma sequência regular de 180 bases que codificam uma sequência de 60 aminoácidos presentes em todos os genes da mosca. Essa sequência é exatamente a parte da proteína que se liga ao DNA e controla a expressão do processo de transcrição do mesmo.

Atualmente, está claro como os genes homeóticos definem o padrão de segmentação do embrião e que estruturas se desenvolverão de cada segmento. Em moscas, por exemplo, os genes homeóticos definem que as asas, pernas e antenas se desenvolvam nos locais corretos. Da mesma forma, na espécie humana, esses genes controlam o desenvolvimento de pernas, braços e dedos.

Para finalizar, distribua a figura abaixo, de embriões de Drosophila e camundongo, aos alunos e peça para que pintem o gene responsável e o referido segmento do animal com a mesma cor, utilizando cores diferentes para cada gene. Chame a atenção da classe para a homologia encontrada nos genes. Isso vai ajudá-lo a perceber se os alunos compreenderam a complexidade da estrutura genética.

Esquema mostrando a sequencia de genes homeóticos em Drosófila (Drosophila melanogaster) e camundongo (Mus musculus).

 

Biologia
Avaliação 

O jogo serve como objeto de avaliação, de acordo com a pontuação de cada grupo e da participação dos alunos - desde a etapa de pesquisa e preparação, até a partida disputada em sala. Avalie, também, o trabalho proposto na terceira aula, que vai ajudá-lo a perceber se os alunos compreenderam o funcionamento e a estrutura do código genético.

Créditos:
Ricardo Paiva
Formação:
Professor de Biologia do Colégio Santa Cruz, de São Paulo
Autor Nova Escola

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