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Manipulações moleculares realizadas em propósitos biotecnológicos requerem o uso de regentes de elevado grau de pureza para preparar as soluções, assim como água ultrapurificada. Dentre as alternativas apresentadas, indique aquela que melhor representa soluções químicas utilizadas em ensaios de estudos biotecnológicos.
Soluções aquosas diluídas e tamponadas.
Soluções vaporisadas mantidas sob pressão.
Soluções saturadas são tipicamente empregadas na manipulação de DNA para evitar a ruptura das longas cadeias mantidas em dupla hélice.
Nos estudos envolvendo catálise, o emprego de soluções com condutividade elétrica determinada é fundamental para a correta mensuração reacional.
A prática de cultura de tecidos exige um elevado grau de assepcia de todos os materiais utilizados. Dentre as citações a seguir, indicar o equipamento mais comum e utilizado na preparação (assepcia) adequada de instrumentos, materias e soluções requeridos para a prática de cultura de células.
Autoclave.
Estufa bacteriológica.
Cabine de segurança biológica.
Purificador de água por fase-reversa.
Técnicas de edição gênica, sequenciamento genômico e análises “ômicas” têm revolucionado a genética moderna. Entretanto, a aplicação dessas ferramentas exige compreensão dos mecanismos de regulação gênica e da interação com fatores epigenéticos e ambientais.
Dadas as afirmativas sobre esse tema,
I. Técnicas como RNAi permitem modificar permanentemente a sequência de DNA em todos os tipos celulares.
II. Polimorfismos genéticos identificados por sequenciamento de DNA podem não se manifestar fenotipicamente, devido à influência de fatores epigenéticos e ambientais.
III. O uso de CRISPR-Cas em células-tronco humanas pode gerar efeitos fora do alvo que precisa ser monitorado para evitar mutações não intencionais.
IV. A engenharia genética de plantas transgênicas depende, exclusivamente, de alterações no DNA nuclear, sendo impossível afetar genes do cloroplasto ou da mitocôndria.
verifica-se que estão corretas apenas
I e III.
II e III.
II e IV.
I, II e IV.
I, III e IV.
Avanços recentes da biotecnologia permitiram o desenvolvimento de ferramentas capazes de modular a expressão gênica com alta especificidade, explorando o princípio da complementaridade de bases entre ácidos nucleicos. Entre essas ferramentas destacam-se o sistema CRISPR-Cas9, originalmente descrito como um mecanismo de defesa adaptativa em bactérias, e o RNA de interferência mediado por microRNAs (miRNA), um processo regulatório natural presente em células eucarióticas.
Embora ambos dependam de moléculas de RNA para reconhecer sequências-alvo, esses sistemas diferem quanto ao tipo de ácido nucleico sobre o qual atuam, ao complexo molecular envolvido e às consequências biológicas de sua ação. Enquanto um deles pode resultar em modificações estáveis do material genético, o outro promove ajustes dinâmicos na produção de proteínas, sem alterar diretamente a sequência do DNA.
Considerando essas características, a distinção CORRETA entre o sistema CRISPR-Cas9 e o mecanismo de regulação mediado por miRNA está expressa em:
Ambos atuam diretamente sobre o DNA genômico, porém apenas o sistema mediado por miRNA promove quebras de dupla fita, enquanto o CRISPR-Cas9 regula a tradução de proteínas no citoplasma.
O sistema CRISPR-Cas9 promove alterações permanentes no genoma por meio da clivagem do DNA, enquanto o miRNA atua regulando a estabilidade ou a tradução do mRNA, sem modificar a sequência gênica.
O reconhecimento do alvo em ambos os sistemas depende da presença de uma sequência PAM, responsável por garantir a especificidade da ligação entre o RNA guia e o ácido nucleico alvo.
O miRNA funciona como um sistema de defesa adaptativa contra vírus, enquanto o CRISPR-Cas9 atua como um mecanismo eucariótico de regulação pós-transcricional da expressão gênica.
A especificidade do CRISPR-Cas9 depende de moléculas de DNA guia, enquanto o sistema de miRNA utiliza RNAs transportadores para reconhecer genes-alvo no núcleo celular.
O desenvolvimento de plantas resistentes a doenças é uma estratégia fundamental para mitigar perdas agrícolas. Nesse contexto, a bioinformática atua como uma ferramenta essencial, acelerando a identificação e a caracterização de genes de resistência em diferentes espécies vegetais.
Assinale a alternativa que indica uma consequência positiva dessa aplicação.
A redução do tempo e dos custos em programas de melhoramento genético, uma vez que genes de interesse podem ser analisados em computadores antes de serem validados no campo.
Erradicação sistemática e definitiva de todas as linhagens conhecidas de fitopatógenos que comprometem a saúde vegetal e a produtividade agrícola.
A eliminação completa da variabilidade genética natural para garantir a padronização das safras comerciais.
A substituição completa das técnicas de cultivo e inoculação utilizadas em laboratórios de fitopatologia.
A eliminação da necessidade de validação experimental em estudos de resistência de plantas a patógenos.
A Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) revolucionou a pesquisa nas ciências biológicas e na medicina, e influenciou a criminologia e o direito. Diversas descobertas científicas importantes, incluindo a purificação da DNA polimerase e a elucidação do mecanismo de replicação do DNA, foram essenciais para o desenvolvimento da tecnologia de PCR atual. Assinale a alternativa CORRETA com relação às técnicas usadas na PCR.
A primeira etapa é o anelamento, que ocorre a 72℃ para que a DNA polimerase adicione os nucleotídeos para formar a nova fita de DNA.
A etapa de desnaturação ocorre geralmente em baixas temperaturas, próximas de 25 °C, para evitar danos ao DNA.
O íon magnésio (Mg2+) atua como um inibidor da enzima Taq Polimerase, devendo ser totalmente removido do tampão da reação para que a amplificação ocorra.
A PCR ocorre em três etapas principais: desnaturação do DNA, ligação dos primers (anelamento) e extensão da nova fita pela DNA polimerase.
Na etapa de extensão, os primers são degradados para liberar nucleotídeos livres para a reação.
Durante uma atividade prática de ensino fundamental, um professor de Ciências utiliza um kit educacional de extração de DNA vegetal com morangos. Após a separação das fases, alguns estudantes confundem o material precipitado no tubo com “espuma de sabão”, acreditando que aquilo não é DNA. O professor decide aproveitar o momento para revisar conceitos de genética e biotecnologia. Qual explicação é cientificamente adequada e didaticamente correta para esclarecer aos alunos o que está sendo observado?
O material precipitado não é DNA, mas proteínas estruturais das células do morango, já que o DNA não pode ser visto sem microscópio eletrônico.
O DNA torna-se visível porque o etanol desnatura as membranas celulares, gerando bolhas que agregam resíduos e formam o precipitado branco.
O DNA vegetal, quando liberado das células e exposto ao etanol gelado, precipita devido à insolubilidade nesse solvente, formando uma massa esbranquiçada que pode ser observada a olho nu.
A presença do detergente impede que o DNA precipite completamente, de modo que o material branco é apenas pectina e polissacarídeos do morango.
A coloração branca do precipitado indica oxidação do DNA, fenômeno esperado quando o material permanece exposto ao ar.
A Edição Gênica é uma das mais avançadas técnicas utilizadas em biotecnologia. Com respeito a esta técnica é correto afirmar:
O fundamento da técnica de Edição Gênica esta associado a ação enzimática de mRNA.
Emmanuelle Charpentier demostrou que o nucleotídeo Cas9 é o alvo que pode ser usado para fazer cortes em qualquer sequência desejada de DNA.
Os trabalhos de Jennifer Doudna ajudaram a consolidar a técnica de edição gênica a partir de repetições palindrômicas curtas agrupadas e regularmente espaçadas.
Ainda que extremamente poderosa e de grande precisão, a técnica conhecida como CRISPR/Cas9 só é viável em sistemas celulares animais devido a sua especificidade de reconhecimento e ação.
Anunciado em novembro de 2018, durante o Congresso Mundial de Edição Genética, em Hong Kong, o experimento do cientista chinês He Jiankui, que revelou ter editado embriões saudáveis com a técnica de CRISPR-cas9, no caso, tornando-o imune ao vírus HIV. Ademais, a CRISPR-Cas9 tem revolucionado a terapia genética ao trazer promessas de cura de doenças antes incuráveis. Seu rápido avanço tem contribuído, significativamente, para as pesquisas (e atuais ensaios clínicos) que envolvem seu uso terapêutico a partir da edição somática humana. Sobre esse tema, analise as assertivas a seguir:
I. Uma característica importante do melhoramento genético clássico é a transferência de material genético entre organismos. Assim, há previsibilidade das alterações do genoma.
II. Por se tratar de uma tecnologia muito avançada, uma grande vantagem da engenharia genética é poder trabalhar com várias características ao mesmo tempo, em detrimento ao melhoramento genético clássico, que só permite trabalhar com um caráter por vez.
III. Atualmente, o consenso da comunidade científica internacional proíbe o uso de técnicas de edição genética na linhagem germinativa e em embriões humanos com fins reprodutivos.
Após análise, conclui-se que é correto o que se afirma em:
I, II e III.
I e II.
II e III.
III, apenas.
I, apenas.
A digestão anaeróbia de resíduos orgânicos em biodigestores é um processo biotecnológico que exemplifica a cooperação entre diferentes grupos funcionais de microrganismos para a recuperação de energia e tratamento de efluentes. Esse processo é dividido em etapas sequenciais: hidrólise, acidogênese, acetogênese e metanogênese. Em relação à ecologia microbiana e às aplicações biotecnológicas envolvidas na produção de biogás, é correto afirmar que
as arqueias metanogênicas são microrganismos aeróbios facultativos que utilizam a glicose diretamente como substrato para a produção de metano (CH4) durante a fase de hidrólise.
o biogás produzido consiste exclusivamente em Oxigênio (O2) e Nitrogênio (N2), sendo a metanogênese um processo puramente químico que independe da atividade enzimática microbiana.
a hidrólise é a etapa final do processo, em que polímeros complexos como celulose e proteínas são sintetizados por leveduras recombinantes para aumentar o valor nutricional do lodo residual.
na etapa de acetogênese, bactérias sintróficas convertem ácidos graxos voláteis e álcoois em acetato, H2 e CO2. Esse processo é termodinamicamente favorável apenas se a pressão parcial de H2 for mantida baixa pelas metanogênicas (transferência interespecífica de hidrogênio).
a biorremediação de solos contaminados por metais pesados é facilitada pela metanogênese, uma vez que as arqueias utilizam o chumbo e o mercúrio como aceptores finais de elétrons em substituição ao gás carbônico.
No estudo da genética, temas relacionados com as práticas de biotecnologia têm mobilizado debates sobre ética na pesquisa científica. Com relação às técnicas de biotecnologia e suas características, analise as sentenças apresentadas a seguir:
I.O sequenciamento genômico permite identificar, na ordem correta, a sequência de nucleotídeos de uma molécula de DNA ou RNA, visando conhecer a informação genética contida nessa estrutura e entre as técnicas utilizadas está a marcação do DNA, alvo a ser sequenciado com fósforo radioativo (P32).
II.A clonagem terapêutica dá-se por meio do DNA recombinante, possibilitando o isolamento de um gene de um dado organismo e sua transferência para outro organismo.
III.A terapia gênica consiste em pegar um óvulo, cujo núcleo foi substituído por um de uma célula somática, e, ao invés de inseri-lo em um útero, deixa-se que ele se divida no laboratório, tendo a possibilidade de usar essas células que, na fase de blastocisto, são pluripotentes, para fabricar diferentes tecidos.
IV.A transgenia tem o objetivo de regular, reparar, substituir, adicionar ou deletar uma sequência genética e/ou modificar a expressão de um gene, com vistas a um resultado terapêutico, preventivo ou de diagnóstico.
É correto o que se afirma em:
I, apenas.
II, III e IV, apenas.
I e III, apenas.
II e IV, apenas.
I, II, III e IV.
As enzimas de natureza proteica se constituem em um dos mais importantes insumos/agentes utilizados em processos biotecnológicos na indústria alimentícia, farmacêutica e ambiental. Qual dentre as opções apresentadas a seguir descreve corretamente um processo ou um produto auxiliado pelo uso de enzimas?
Enzimas proteolíticas são utilizadas em amaciantes de carne
Enzima isomerase é utilizada na remoção da lactose para obtenção de leite hipoalergênico.
Enzimas lipases são exploradas em biotecnologia para produção de etanol de terceira geração.
Enzimas de restrição são usadas nas construções de plasmídeos para uso em tecnologias proteômicas.
Em biotecnologia, expressar, purificar e produzir proteínas recombinantes exige o cumprimento de uma série de etapas experimentais e acesso a tecnologias de caráter multidisciplinar. A este respeito, apontar a afirmativa correta:
A purificação de proteínas recombinantes é onerosa pele cumprimento obrigatório de DUAS etapas cromatográficas sequenciais e independentes, correspondentes a (1) extração, a (2) purificação e ao (3) polimento, respectivamente.
A purificação de proteínas recombinantes é facilitada pela disponibilidade da elevada quantidade da proteína obtida após a lise celular realizada em meios de crescimento acelerado.
Técnicas bioquímicas, moleculares, microbiológicas e protocolos de biossegurança são necessários no fluxo de trabalho de purificação de proteínas recombinantes.
Técnicas de partição orgânica envolvendo solventes como água, etanol e clorofórmio, são amplamente utilizadas em estratégias de purificação de proteínas recombinantes.
Pesquisadores trabalham na construção de uma linhagem bacteriana capaz de produzir insulina humana recombinante em larga escala e a baixo custo. Para atingir esse objetivo, utilizam a tecnologia do DNA recombinante, inserindo o gene humano de interesse em um vetor de expressão adequado e transformando células bacterianas para que passem a sintetizar a proteína. Nesse contexto, uma startup de biotecnologia busca otimizar o sistema produtivo, enfrentando desafios frequentes como a formação de corpos de inclusão, a necessidade de correto enovelamento proteico e a possível secreção da proteína para o meio extracelular. Considerando as bases genéticas e moleculares da biotecnologia microbiana, assinale a alternativa que apresenta corretamente um aspecto crítico desse processo.
A utilização de promotores constitutivos é sempre preferível em biorreatores de grande escala, pois permite que a bactéria direcione toda a sua energia para a produção da proteína desde o início da fase lag, sem a necessidade de indutores químicos.
Os corpos de inclusão são agregados citoplasmáticos de proteínas mal enoveladas que facilitam a purificação direta da proteína em sua forma ativa, dispensando etapas de renaturação (refolding) in vitro.
A inserção de sequências de sinal (peptídeo sinal) no gene recombinante pode ser utilizada para direcionar a proteína sintetizada para o periplasma ou para o meio extracelular, facilitando o processamento e reduzindo a toxicidade intracelular.
Como o código genético é universal, a expressão de genes de eucariotos em procariontes como a E. coli dispensa qualquer otimização de códons, já que a abundância de RNAs transportadores (tRNAs) é idêntica em todas as espécies.
A produção de proteínas glicosiladas (com adição de açúcares) é realizada com alta eficiência por Escherichia coli, sendo esta a principal razão pela qual bactérias são preferidas em relação a leveduras ou células de mamíferos para a produção de anticorpos complexos.
O texto I evidencia que o diagnóstico da mpox pode ser feito por meio de testes moleculares ou por sequenciamento genético, a partir das amostras coletadas das lesões dos pacientes. Acerca do sequenciamento genético, do ponto de vista biotecnológico, analise as alternativas a seguir assinalando a CORRETA.
A helicase é a enzima responsável por catalisar a adição de novos nucleotídeos à fita de DNA em formação durante técnicas de sequenciamento genético.
O sequenciamento genético é uma técnica que modifica o DNA viral para produção de vacinas.
O sequenciamento genético é a técnica utilizada para medir apenas a quantidade total de DNA viral presente em uma amostra biológica.
O sequenciamento genético é uma técnica por meio da qual é possível identificar a ordem dos ácidos nucleicos presentes no DNA ou RNA de uma amostra biológica.
A DNA ligase é a enzima responsável por adicionar novos nucleotídeos à fita de DNA, durante o sequenciamento genético.
A produção de insulina humana sintética para o tratamento de diabetes melito é feita por meio de engenharia genética. A tecnologia empregada consiste em ligar um fragmento de DNA de interesse, o inserto, a outra molécula de DNA chamada de vetor, formando uma nova molécula de DNA. Esta, por sua vez, é inserida em uma célula hospedeira compatível em um processo denominado transformação. A tecnologia descrita recebe o nome de:
DNA recombinante.
Clonagem terapêutica.
Replicação de DNA.
Transcrição reversa.
Em projetos recentes de melhoramento genético, pesquisadores têm substituído estratégias de transgenia clássica por ferramentas de edição gênica baseadas em CRISPR-Cas, com o objetivo de introduzir alterações mais precisas e controladas no genoma de organismos-modelo e de espécies de interesse agrícola. Nesse sentido, a diferença de precisão entre essas técnicas se dá devido
ao fato de que, na transgenia clássica, a inserção do DNA exógeno ocorre por recombinação homóloga em sítios previamente definidos do genoma, enquanto os sistemas CRISPR-Cas promovem quebras aleatórias de dupla fita e dependem exclusivamente de reparo não homólogo para incorporar o material genético desejado.
ao uso, nos sistemas CRISPR-Cas, de um complexo formado por proteína Cas e RNA guia que reconhece por complementaridade uma sequência específica de DNA e direciona a quebra de dupla fita a esse sítio, ao passo que, na transgenia clássica, o DNA inserido por vetores virais ou plasmidiais integra-se principalmente por recombinação não homóloga em regiões pouco previsíveis do genoma.
à maior fidelidade das DNA polimerases presentes em células tratadas com CRISPR-Cas, que reduzem espontaneamente a taxa de mutações durante a replicação, enquanto na transgenia clássica as mesmas enzimas apresentam menor capacidade de correção de erros, gerando inserções em múltiplas cópias.
à capacidade exclusiva da transgenia clássica de utilizar sequências sinal específicas (PAM) para reconhecer alvos no genoma, enquanto os sistemas CRISPR-Cas dependem de promotores constitutivos inespecíficos para integrar fragmentos de DNA em qualquer região cromossômica disponível.
A expansão da dengue no Brasil tem exigido estratégias combinadas de vigilância e controle vetorial, envolvendo intervenções biotecnológicas, manejo ambiental e ações de bloqueio rápido. No cenário de uma cidade que enfrenta aumento súbito de casos, as equipes de saúde precisam selecionar a abordagem mais eficaz para interromper a transmissão.
Uma ação eficaz e atual relacionada ao combate à epidemia de dengue é verificada na
liberação de mosquitos transgênicos que diminuem a transmissão dos vírus e reduzem as populações de mosquitos.
aplicação de inseticidas residuais na água limpa dos reservatórios domiciliares.
substituição de todas as campanhas de eliminação de criadouros pelo uso contínuo de repelentes individuais.
introdução de mosquitos portadores da bactéria Wolbachia que se alimenta das partículas virais.
utilização do fumacê como método principal para eliminar ovos e larvas de Aedes aegypti.
Em uma casa de vegetação onde são propagadas várias plantas herbáceas por estaquia, o técnico responsável verificou que a taxa de enraizamento estava muito baixa e decidiu utilizar um fitormônio para estimular a emissão de raízes adventícias. Qual hormônio vegetal é a melhor opção para ser aplicado nesse processo?
Citocinina.
Auxina.
Etileno.
Giberelina.
Ácido abscísico.
Experimentações laboratoriais em biotecnologia são muito diversificadas e frequentemente requerem o atendimento a normas de biossegurança por parte do profissional executor da tarefa. Dentre as atividades apresentadas a seguir, indicar a que descreve o nível mais restritivo de biossegurança.
Uso de diferentes EPI para manusear material infeccioso.
Laboratórios de biossegurança para manipulação de bactérias Nível NB1.
Prática de pipetagem de soluções com pipeta de vidro auxiliada por dispensador.
Laboratórios de biossegurança NB4 para manipulações de agentes de mais elevado risco.