Plano de aula

A aula será ministrada para alunos do sexto ano (quinta série).
Será explicada a molécula de DNA e sua importância e função.

Para isso será levado um modelo feito de "jujuba" como ilustrado na imagem a seguir?

Posteriormente será explicado o conceito de Paleogenética e quais suas principais contribuições para o estudo da evolução.
Para finalizar será dada uma prática de como realizar a extração de DNA do morango.

O que é o DNA?

Em português, a sigla DNA significa ácido desoxirribonucléico. Mas este nome é muito complicado! O que importa é você saber que o DNA é uma molécula que existe dentro das células de todos os seres vivos, desde as bactérias, fungos e protozoários até os animais e plantas, e contém as informações necessárias para formar um ser vivo e para que ele possa se reproduzir. O DNA é como um código secreto de letras, que ao ser decifrado pela célula, produz os componentes que fazem parte do nosso corpo.

Não conseguimos ver uma molécula de DNA a olho nu. Para estudá-la precisamos utilizar técnicas e aparelhos específicos.

O DNA é formado por unidades menores chamadas nucleotídeos. Existem 4 tipos de nucleotídeos, representados pelas letras A, C, G e T (veja a figura). A forma como esses nucleotídeos se arrumam é que faz com que os seres vivos sejam diferentes um dos outros. Para ficar mais fácil, veja um exemplo com as letras A, O, M, R. Com estas 4 letras podemos formar as palavras AMOR, ROMA, ORAM, MORA, RAMO. Se uma das letras puder ser repetida, podemos formar ainda as palavras MORRO e AMORA, por exemplo. Observe que usamos as mesmas letras, porém formamos palavras com significados diferentes. A mesma idéia pode ser aplicada para o DNA. Os 4 tipos de nucleotídeos se arrumam de diversas maneiras na molécula de DNA, formando os diferentes seres vivos.

Os nucleotídeos (representados por G, C, A e T)
são as unidades que formam o DNA.

Estrutura da molécula de DNA

Uma molécula de DNA é formada por duas fitas de nucleotídeos, como mostra a ilustração abaixo. Note que nessas fitas o nucleotídeo “A” sempre se liga ao “T” e “C” sempre se liga a “G”. Essa regra é respeitada por toda a molécula de DNA. 

Os desenhos mostrados aqui são somente representações
da molécula de DNA. Lembre-se que não conseguimos ver
a molécula de DNA a olho nu.

 Dentro das células, as duas fitas de DNA não se encontram lado a lado como mostrado acima. Elas se encontram retorcidas e interligadas entre si em diversos pontos. Veja na figura I. A maneira como os nucleotídeos se organizam, formando uma dupla hélice de DNA, foi a descoberta que rendeu o Prêmio Nobel a Watson e Crick. Veja abaixo o desenho que eles fizeram em seu trabalho para representar a dupla fita de DNA (Figura II). 

 Pouco mais de 50 anos se passaram desde a descoberta da estrutura do DNA, e hoje assistimos a um espantoso avanço nesta área de pesquisa. As discussões sobre o DNA estão em toda parte: clonagem, Projeto Genoma, alimentos transgênicos, testes de paternidades; são várias as aplicações desse novo conhecimento, que também levanta questões éticas fundamentais que os cientistas tentam responder.

Adaptado de: http://www.cienciaviva.org.br/arquivo/cdebate/004dna/index.html

Extração de DNA de morango

Material necessário:

· Morangos
· Saco plástico
· Copo transparente
· Filtro de papel
· Coador
· Detergente
· Sal
· Álcool gelado
· Palito de madeira
· Água morna

Como fazer?

1 Retire as folhas e os cabos de 3 ou 4 morangos e coloque os morangos dentro de um saco plástico. Feche o saco e os amasse bem.

 2 Adicione uma colher de chá de detergente, uma pitada de sal e um pouco de água morna aos morangos amassados no saco. Amasse mais e misture tudo muito bem.

 3 Passe a mistura pelo coador com filtro de papel para dentro de um copo transparente.

 4 Adicione álcool gelado ao suco de morango que se encontra agora dentro do copo. Coloque mais ou menos o dobro de álcool em relação à mistura de morango.

 5 Mexa a solução e aguarde um pouco. Você verá se formar uma “nuvem branca” na solução. Aí está o DNA!

 6 Puxe o DNA como um palito.

 Adaptado de: http://www.cienciaviva.org.br/arquivo/cdebate/004dna/extracaodna.html

Extração de DNA

Objetivos

1. Obter ácido desoxirribonucléico (DNA) a partir de vegetais (morangos).

2. Visualizar o DNA isolado.

Protocolo para isolamento de DNA vegetal (cebola ou morango)

A. Material permanente

- 1 Becker 200ml

- 2 Beckers 500ml

- 1 prato

- 1Funil

- Papel Filtro

- garfo, faca e colher de sobremesa

- ralador (se cebola)

- recipiente para gelo ou banho-maria gelado

- timer

B. Material para consumo

- água quente a ~ 60°C

- sal

- detergente líquido

- álcool gelado

- gelo

- 6 a 8 morangos ou 1 cebola média

 C. Procedimentos

1. Aquecer a água.

2. Preparar tampão de extração em um dos Beckers de 500ml, misturando bem:

- meio copo de água quente (~ 200ml)

- 2 colheres de sal

- 3 colheres de detergente

3. Descascar e ralar a cebola, ou picar bem e esmigalhar os morangos (sem o cabo),

usando o prato;

4. Misturar bem a cebola ou o morango com o tampão de extração no próprio Becker;

5. Esperar de 10 a 15 min;

6. Esfriar a mistura colocando 2 a 3 cubos de gelo ao redor do Becker (ou em banhomaria

gelado);

7. Esperar de 5 a 10 min;

8. Filtrar a mistura para o outro Becker de 500ml usando o coador;

9. Derramar vagarosamente álcool gelado nas bordas do Becker com a mistura filtrada

até formar uma camada de 2 a 3cm de álcool sobre a mistura;

10. Após alguns instantes, o DNA começará a aparecer junto com bolhas e poderá ser

pescado com o garfo ou colher.

Paleogenética

PALEOGENETICA

A Paleogenética (Arqueologia Molecular) é o ramo das ciências da vida que aplica princípios da biologia molecular e da genética de populações no estudo do passado, quer seja em amostras humanas, animais de modo geral ou em plantas.

Os primeiros trabalhos foram realizados em amostras de esqueletos humanos que utilizavam os achados da arqueologia, antropologia e da genética para investigar os vestígios do passado de populações humanas utilizando a análise de DNA (DNA antigo ou aDNA).

A importância da associação de estudos bioarqueológicos, em restos humanos provenientes de sítios arqueológicos, com estudos já em andamento sobre DNA antigo, encontrado em tais materiais, auxilia na interpretação de fatos e hipóteses sobre o estilo de vida, quantos eram, quais doenças apresentavam e como eram nossos primeiros ancestrais. Em princípio, os materiais biológicos investigados devem ser muito bem preservados, evitando-se manuseio, áreas degradadas, contaminadas, alagadas e remexidas. Infelizmente, apesar de todo o cuidado na realização deste tipo de análise, muitas das técnicas são destrutivas, tal como as datações.

Atualmente, existem poucos Centros de Pesquisas de aDNA no mundo. E mais raros são ainda os Laboratórios de DNA Antigo dentro de Universidades. No Brasil, a Universidade Federal do Pará - UFPA é pioneira neste tipo de linha de pesquisa, estabelecendo-se como o primeiro Laboratório de pesquisas Paleogenética da América do Sul. Essa característica é consequência da dificuldade das análises genéticas, das análises de datação neste tipo de material, somado aos custos elevados e da mão de obra especialista na área em questão.

PESQUISA

Paleogenética
Estuda restos de tecidos biológicos (fragmentos ósseos, dentes, pele) que foram conservados, em amostras de sítios arqueológicos. Tem como objetivo principal reconstruir a história evolutiva das populações, utilizando como ferramenta a genética. O Laboratório de Paleogenética utiliza esta ferramenta para investigar a variabilidade genética de amostras ancestrais de populações humanas, que habitaram as Américas.

Paleopatologia
É o estudo do passado das doenças, humanas ou de outros seres vivos, através dos sinais encontrados em partes conservadas de seus corpos, ou em textos escritos, representações de arte, objetos de diferentes naturezas, ambientes, estruturas ocupadas pelo homem ou outros testemunhos arqueológicos e paleontológicos. A Paleopatologia se dedica à origem, frequência, dispersão e tipos de doenças nas populações antigas. Analisando os esqueletos, o pesquisador identifica várias anomalias, que podem ter sido causadas por doenças infecciosas, hormonais, nutricionais, metabólicas, tumores, stress mecânico ou inflamação dos tecidos moles. Porém somente algumas doenças deixam marcas evidentes nos ossos como a lepra, o câncer, a polio, a sífilis, a artrite e a osteoporose. Nas fezes fossilizadas e preservadas (coprólitos), os estudiosos obtêm informações detalhadas sobre parasitas intestinais.

Genética de Populações
É a aplicação das leis de Mendel e outros princípios genéticos a populações inteiras de organismos (animais, plantas e etc). Estuda a variação genética dentro e entre espécies e tenta entender o processo resultante de mudanças adaptativas evolucionárias nas espécies ao longo do tempo.

Adaptado de: http://www.ufpa.br/paleogenetica/index.php?conteudo=home.php

Plano de aula

Dados da Aula

 

O que o aluno poderá aprender com esta aula

• Desenvolver uma atividade experimental que permita compreender como ocorre a Mineralização de fósseis, e o que é um fóssil e em quais ambientes são encontrados

Duração das atividades

50mim (1 aula)

 

Estratégias e recursos da aula

Introdução

Os fósseis contam uma história, os  paleontologistas procuram e estudam os fósseis. Primeiro, os pesquisadores procuram por evidências, depois, os paleontologistas estudam essas evidências para responder, uma questão básica: o que aconteceu no passado?

Ao estudar os fósseis, você pode explorar perguntas como:

• Quais foram às primeiras formas de vida em nosso planeta?
• De onde vieram essas formas de vida? O que aconteceu com elas?
• Como a vida na Terra mudou com o tempo?
• Como o clima na Terra mudou com o tempo?
• De onde vieram novas espécies de plantas e animais, e qual sua relação com as espécies extintas?

Como fornecem um registro físico da vida no passado, os fósseis são uma grande fonte de informações sobre o que aconteceu na Terra.

Mas os fósseis não nos contam a história completa. Eles geralmente preservam somente parte de um organismo: a parte que era dura e resistente.

Os fósseis são restos de animais e vegetais ou evidencias de suas atividades que ficaram preservados nas rochas e outros materiais como gelo, âmbar e asfalto por um extenso período chamado tempo geológico. Esse período é de no mínimo 11.000 anos.

A aula será dada para alunos do sexto ano (quinta série).

No desenvolvimento abordaremos uma linguagem de fácil etendimento, e será explicado o processo de mineralização e formação de um fóssil.

Será feita uma atividade prática, na qual ensinaremos os alunos a construirem um fóssil com água, areia e esponja. (essa prática já foi exemplificada em um dos postes desse blog)

Como conclusão, os alunos terão que explicar através da prática feita, as etapas da mineralização, para a formação de um fóssil.

O conhecimento que vem da pedra: estudando os fósseis

Quando os pesquisadores olham para uma camada de rocha, eles olham para todos os fósseis contidos lá, determinando quais espécies viviam no mesmo período. Ao olhar para as camadas de rochas vizinhas, os pesquisadores podem eventualmente determinar como a vida se desenvolveu durante os bilhões de anos da história da Terra. Todas essas descobertas ajudam a criar o registro fóssil: a coleção total de todos os fósseis conhecidos na Terra.

O professor Fernando Novas demonstra sua teoria de que os pássaros são descendentes diretos dos dinossauros durante uma conferência de imprensa na National Geographic Society, em Washington, D.C.

 Esses relacionamentos podem dar aos cientistas muitas pistas sobre como a vida mudou com o tempo. Aqui estão alguns exemplos:
Um súbito aumento no número de algas fossilizadas pode estar relacionado a uma mudança no clima e nas fontes de alimento disponíveis; pólen fossilizado pode revelar os tipos de árvores e outras plantas que cresciam durante períodos específicos, mesmo se as próprias plantas não foram fossilizadas; diferenças nos tamanhos dos anéis em madeira petrificada podem corresponder a mudanças no clima.

O estudante de PhD, Erich Fitzgerald, da Universidade Monash e Pesquisador do Museu Victoria, inspeciona o crânio de um fóssil de 25 milhões de anos do sudoeste da Austrália

 Os cientistas podem usar os relacionamentos entre fósseis de diferentes períodos para embasar a teoria da evolução. Por exemplo, um paleontólogo poderia estudar os restos fossilizados de cavalos pré-históricos para determinar como eles se relacionam com os cavalos modernos. As similaridades entre alguns ossos de dinossauros e os ossos dos pássaros de hoje sugerem que alguns dinossauros eventualmente evoluíram para pássaros.
Fósseis transicionais, ou fósseis que exibem características de mais de um tipo de animal, também podem embasar a teoria da evolução. Por exemplo, o crânio mostrado acima é um fóssil de 25 milhões de anos de uma baleia com barbatana. Mas diferentemente das baleias com barbatanas de hoje, essa tinha dentes afiados. Ela parece ser uma etapa intermediária entre as baleias extintas, que tinham pernas e dentes, e as baleias de hoje.
Os cientistas também podem usar os fósseis para identificar espécies de plantas e animais que existem atualmente. Pesquisadores identificaram a espécie de pinheiro mostrada à direita com a ajuda de uma impressão de fóssil de 90 milhões de anos de idade.
E os fósseis podem até ajudar os pesquisadores a compreender a vida humana. As espécimes de fóssil revelam muitos ancestrais parecidos com os humanos que viveram há milhões de anos. Os crânios mostrados acima são de uma variedade de antigos ancestrais humanos, e eles demonstram como o formato do crânio, que se relaciona com o tamanho e estrutura do cérebro, pode ter mudado à medida que os humanos evoluíram.

Essa réplica de fóssil de uma espécime de folha de 90 milhões de anos foi usada para ajudar a identificar o pinheiro Woollemi, uma antiga e rara espécie de pinheiro

 Esses e outros fósseis fizeram enormes contribuições à vida na Terra, e os cientistas continuam a fazer novas descobertas. Algumas das mais novas descobertas vêm dos recentemente escavados depósitos fossilíferos na China. Um depósito como esse se encontra na Província de Liaoning, no noroeste da China. Em 2005, pesquisadores escavaram amostras de 90 espécies de vertebrados, 300 espécies de invertebrados e 60 espécies de plantas. Algumas dessas descobertas estão preenchendo lacunas no registro fóssil, enquanto outras estão confirmando teorias existentes de cientistas, como a de que alguns dinossauros tinham penas.

Uma coleção de fósseis considerada como a série evolucionária do homem desde sua mais remota existência há milhões de anos é retratada no Museu Nacional, que tem 75 anos, em Nairóbi

 Adaptado de: http://ciencia.hsw.uol.com.br/fossil6.htm