Os vírus dependem sempre de um ser celular para se replicarem, uma vez que fora das células não conseguem reproduzir-se, alimentar-se ou crescer. O DNA constitui o suporte universal de informação genética codificada em sequências de quatro bases que determinam as características dos organismos. A descoberta da estrutura de dupla hélice do DNA marcou o início de uma nova era nas ciências biológicas.

1. ESCOLA SECUNDÁRIA JAIME MONIZ
Disciplina: Biologia e Geologia Ano Lectivo: 2011/2012
Tema: Universalidade e variabilidade da molécula de DNA
Nome: __________________________________________________________ Nº: ___ T: ___
DOCUMENTO DE TRABALHO
DOC.1 – Vírus
Anthony van Leuwenhoek (1632 – 1723), aos microrganismos que encontrou em diversos
locais chamou “animáculos muito pequenos”. Durante mais de um século após as suas
descobertas, era do saber comum que estes pequenos “animais” surgiram espontaneamente
da matéria inanimada. O químico Louis Pasteur (1822 – 1895), e o físico John Tyndall (1820 –
1839), mostraram de forma conclusiva que, tal como os grandes organismos, os micróbios são
produzidos somente por outros micróbios. Todos os organismos são seres unicelulares ou são
compostos de células.
As formas de vida que questionavelmente não se encaixam nesta descrição são os vírus.
Estudando os vírus, os investigadores entram na esfera da “nanobiologia”, onde as estruturas
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são medidas em nanómetros – um nanómetro (nm) é igual a 10 metros. Os vírus tê,
tipicamente, 50 a 100 nm de diâmetro.
Figura 1 – Diferentes formas de vírus, © Silva, A. et al., (2008).
Os vírus, compostos de DNA (ácido desoxirribonucleico) ou RNA (ácido ribonucleico)
envolvidos por uma capa de natureza proteica, são muito mais pequenos do que as células.
Eles só podem replicar-se quando estão dentro de células e usando os dispositivos de vida
destas.
Fora das células os vírus não podem reproduzir-se, alimentar-se ou crescer. Alguns vírus
podem mesmo cristalizar como minerais. Neste estado, sobrevivem durante anos sem se
transformar, até que entram em contacto com tecidos vivos específicos dos quais necessitam
para de poderem replicar.
Lynn Margulis & Karlene Schwartz, Cinco Reinos
Docente: Cecília Ferreira Página 1

2. QUESTÃO DE EXPLORAÇÃO:
A – Justifique porque os vírus dependem sempre de um ser celular (hospedeiro).
DOC.2 – DNA – Uma nova era das ciências biológicas
O DNA constitui o suporte universal de toda a informação genética que define as
características de cada organismo vivo. Esta informação encontra-se codificada nas
sequências nucleotídicas, derivadas das quatro bases púricas (A e G) e pirimídicas (T e C),
que compõem as moléculas do DNA genómico (Esquema I da Figura 2).
Figura 2 – Esquema I – Bases púricas e pirimídicas constituintes do DNA, © Silva, A. et al., (2008).
A identificação da estrutura helicoidal do DNA nativo, macromolécula linear em cadeia dupla,
constituída por sequências polinucleotídicas complementares e antiparalelas, que culminou, em
1953, com os trabalhos de James Watson & Francis Crick, marca o início de uma nova era das
ciências biológicas (Esquema II da Figura 2).
Figura 2 – Esquema II – Estrutura molecular do DNA em cadeia helicoidal. Emparelhamento das cadeias
antiparalelas (5’→3’; 3’→5’), assente na complementaridade de bases A-T, G-C, © Silva, A. et al., (2008).
Docente: Cecília Ferreira Página 2

3. Com efeito, é a partir desse momento que se torna possível abordar a questão do modo como
na natureza se encontra codificado todo o programa que comanda o desenvolvimento dos
organismos vivos – determinando as características estruturais e funcionais próprias de cada
célula e de cada espécie – e como essa informação é conservada e transmitida de geração em
geração, presidindo à manutenção das respectivas características genéticas.
O modelo molecular da dupla hélice do DNA permitiu a Francis Crick enunciar, em 1958, o
princípio universal que se designou por Dogma Central da Biologia Molecular, que se pode
resumir como o representado no Esquema III da Figura 2.
Figura 2 – Esquema III – Dogma Central da Biologia Molecular. A informação genética contida nas
moléculas de DNA flui do DNA para as proteínas através de moléculas intermediárias de RNA, que,
reflectindo a estrutura de cada gene, funcionam como moldes para a síntese de proteínas, © Silva, A.
et al., (2008).
Baseado na informação do emparelhamento das bases constituintes dos nucleótidos que
compõem o DNA, A-T, G-C, e no dado entretanto já adquirido das respectivas proporções
constantes características de cada espécie, Francis Crick, avançou a hipótese de que o DNA
genómico de uma dada célula contém em si a capacidade de se autoduplicar. A síntese de
duas novas cadeias polinucleotídicas, também complementares e antiparalelas de cada uma
das cadeias constituintes da molécula original, resulta na formação de duas moléculas – filhas,
rigorosamente idênticas à molécula parental, Desta forma e através da replicação do DNA,
cada célula ao dividir-se dá origem a duas células, cujo equipamento genético é em tudo
idêntico ao da célula original.
A expressão fenotípica dos genes resulta da síntese do conjunto único das proteínas e
respectivas proporções alélicas, que definem cada tipo celular.
Adaptado de Molecular Cell Biology, Lodish, S. et al., (2005).
QUESTÕES DE EXPLORAÇÃO:
B – Identifique os termos/expressões relativos à estrutura da molécula de DNA.
C – Explicite o Dogma Central da Biologia Molecular.
Docente: Cecília Ferreira Página 3

4. D – Fundamente a expressão que se segue: “DNA – Uma Nova era das ciências
biológicas.”
DOC.3 – Um genoma discreto
As mitocôndrias contêm genes que durante muito tempo foram negligenciados. No decurso de
vários anos, os cientistas respondiam que esses genes não serviam para nada. Mas,
actualmente, descobriu-se que os genes mitocondriais influenciam a morfologia do cérebro e o
comportamento.
Figura 3 – Imagem por foto fluorescência do DNA mitocondrial (mitDNA) onde é possível observar-se as
moléculas de DNA a delimitar as cristas internas da mitocôndria, © Silva, A. et al., (2008).
Milhares de vezes mais curto do que o genoma nuclear, o genoma mitocondrial é constituído
por uma molécula de DNA localizada na matriz da mitocôndria, por vezes ligada à membrana
interna. Tanto quanto se sabe, todos os produtos resultantes da transcrição mitocondrial ficam
no organelo. Centenas de proteínas estão envolvidas nos processos que garantem a
integridade funcional das mitocôndrias e apenas uma pequena parte é sintetizada nestes
organelos. Proteínas codificadas pelo núcleo, sintetizadas no citoplasma, são importadas pelas
mitocôndrias, onde são posteriormente distribuídas.
É natural que existam mecanismos de comunicação entre os sistemas genéticos nuclear e
mitocondrial, mas pouco se conhece sobre as relações núcleo/mitocôndrias. É um processo
que continua a merecer a atenção dos biólogos.
Adaptado de Molecular Cell Biology, Lodish, S. et al., (2005).
QUESTÃO DE EXPLORAÇÃO:
E – Cite, tendo por base o texto e os conhecimentos que possui, a forma como é feita a
construção em ciência e o conhecimento científico.
Observação:
Na resposta a esta questão deverá ter em conta os três pressupostos do Ensino Por
Pesquisa (EPP), a saber:
Aprender Ciência;
Aprender sobre Ciência;
Aprender a fazer Ciência.
Docente: Cecília Ferreira Página 4