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Revista da SBEnBio - Número 9 - 2016
VI Enebio e VIII Erebio Regional 3
CONSTRUÇÃO DE MODELOS FACILITADORES PARA O ENSINO E
APRENDIZAGEM DO TEMA “FLUXO DA INFORMAÇÃO GENÉTICA”:
CORDÃO TRIPLO DO FLUXO GÊNICO
Tânia Goldbach (NEDIC – IFRJ e Espaço Ciência Viva-ECV),
Thiago Saide Martins Merhy (NEDIC - IFRJ),
Sheila Albert dos Reis (NEDIC - IFRJ),
Cristiane Pereira-Ferreira (NEDIC - IFRJ),
Thais Marques Junger (graduanda IFRJ e bolsista IC – CNPq),
Renanda Paiva (graduanda IFRJ e bolsista IC – PIBIC-IFRJ),
Karen Diocesano (graduanda IFRJ e bolsista IC – CNPq),
Resumo
Os modelos didáticos são utilizados como estratégia didática e facilitadora da aprendizagem.
Comumente a genética escolar enfatiza mais a abordagem mendeliana que a molecular; além
disso, a presença de abordagem integrada (mendeliana, cromossômica e molecular) é escassa
nos livros didáticos. O material didático em questão visa contribuir para a dinamização do
ensino de Genética, no ensino médio e na formação continuada dos professores,
concretizando de forma lúdica o fluxo da informação genética. Propõe a confecção de trechos
de moléculas de DNA, RNA e proteínas, associando os elementos simplificados do modelo a
outras representações didáticas e fontes de informações. O uso adotado pelo professor ou
dinamizador no ambiente não-formal, como é o caso do Espaço Ciência Viva pode favorecer
a um enfoque contemporâneo do processo.
Palavras-chave: modelo didático, ensino de genética, material lúdico
1 - INTRODUÇÃO
É inquestionável a importância do entendimento das bases conceituais da genética na
formação dos cidadãos em nossos dias. Com estas é possível se entender fenômenos próprios
do cotidiano, muitas vezes instigantes – como os relativos à herança de características
humanas e de outros organismos domesticados, à expressão e desenvolvimento dos caracteres
particulares, por exemplo. Estes conceitos envolvem os vários níveis de abordagem do
processo de herança – desde os fenótipos e como se expressam, como são transmitidos de
geração para geração, promovendo diversidade; até as células, cromossomos, e genes com sua
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rede de interações envolvendo os demais componentes moleculares e ambientais (ESCONDINO e GOES, 2013; GOLDBACH e FRIEDRICH, 2009; PEDRANCINI et al, 2007).
Nestas bases se ancoram outros aspectos da formação cidadã, que não se pode perder
de vista, que são os debates contemporâneos e deles participar – por exemplo, pode-se eleger
algumas das inúmeras aplicações e avanços da biologia molecular e da biotecnologia que
merecem ter a compreensão da população. Seja para maior consciência e discernimento destes
avanços, evitando preconceitos quanto ao determinismo genético, assim como excesso de
otimismo nas possibilidades de intervenção na natureza e outros olhares críticos; seja para
favorecer tomadas de decisão geradas por aspectos éticos, morais, políticos e econômicos
envolvidos na produção científica e tecnológica deste campo (CARVALHO, NUNES-NETO
e EL-HANI, 2011), como é o caso de decisões de consumir ou não alimentos transgênicos, de
realizar testes genéticos e considerar suas consequências, de apoiar ou não financiamento de
pesquisas comprometidas com a indústria farmacêutica, etc. Acrescente-se a estes pontos as
considerações de Santos e El-Hani (2009) fazem quanto ao papel da educação científica ao
tratar de genes e genética, ao sugerir que:
“o foco em promessas exageradas como as de curar (...) doenças ou de alimentar
a população do terceiro mundo poderia ser deslocado para objetivos mais
modestos, nos quais prevalecesse um sentido ético e de prudência na intervenção
sobre a natureza. (...) Não se poderia mais usar compreensões simplistas da
relação entre genes e características fenotípicas para estigmatizar grupos étnicos
(...). É evidente que a educação científica tem responsabilidade fundamental na
construção do modo como entendemos os genes e seu papel nos sistemas vivos e,
portanto, deve ter igual responsabilidade na transformação que sustentamos ser
necessária em tal compreensão. (SANTOS e EL-HANI, 2009, p.4)
É sábido que no contexto escolar, a temática Genética ocupa um espaço privilegiado
nas orientações e organização curriculares (ESCONDINO e GOES, 2013).
Em livros
didáticos, por exemplo, o espaço destinado para a temática é bem extenso, embora predomine
um tratamento fragmentado e simplificado no que diz respeito ao fenômeno da herança.
Investigações apontam uma persistência da abordagem mendeliana e a concepção do que é
um gene está longe de corresponder a abordagem atualizada e interacionista (GOLDBACH e
EL-HANI, 2008). As pesquisas contemporâneas do campo da genética e biologia molecular e
os debates provindo da filosofia da biologia indicam a necessidade de reposicionar o
entendimento dos genes e as interações existentes no organismo e com o meio. Boa parte dos
exemplos oferecidos como características monogênicas, de simples determinação gênica, no
âmbito escolar, estão longe de ter esta explicação!
Este é um dos problemas cruciais que tem sido apontado no campo do ensino e
divulgação da temática, o que se expressa numa ausência de visão contemporânea quanto ao
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gene, por exemplo em pesquisas que tem como objeto os livros didáticos, material de
divulgação geral, etc...não está presente nestes livros (PITOMBO et al, 2007)
Em recente trabalho, Goldbach e colaboradores (2015), tendo como base a bibliografia da área
(GOLDBACH e BEDOR, 2011; JOAQUIM e EL-HANI, 2010; SANTOS e EL-HANI, 2009;
GERSTEIN et al, 2007; EL-HANI et al, 2007; GOLDBACH e EL-HANI, 2008; etc), adotaram três
(3) definições simplicadas para agrupar as abordagens/visões de genes referentes às características
herditárias encontradas/citadas em 3 coleções de livros didáticos de biologia recomendados pelo
Programa Nacional do Llivro Didático para o Ensino Médio (PNLD - Edição 2012). Estas foram:
visão mendeliana, visão cromossomial e visão molecular. Partiu-se das seguintes definições:
a) A visão mendeliana refere-se à representação direta dos denominados „fatores‟ (definidos por
Mendel, 1866), representados por letras (maiúsculas e minúsculas). Não foi considerado
necessariamente a afirmação da proporção mendeliana (3:1) como obrigatória nesta visão. Esta visão
considera o gene como uma partícula, que existe aos pares no individuo e é associada a um fenótipo.
(GOLDBACH e BEDOR, 2011). No campo da filosofia da biologia, Santos e El-Hani (2009),
lembram que o „gene mendeliano‟ “acabou por se afirmar como um conceito chave da nascente
genética, no começo do século XX, sendo inicialmente entendido como um conceito abstrato de
natureza instrumental, uma unidade de cálculo para expressar a regularidade da transmissão de
caracteres fenotípicos em cruzamentos, sem qualquer hipótese sobre possíveis entidades materiais,
reais que corresponderiam a eles”.
b) A visão cromossomial refere-se ao gene como algo que ocupa uma parte específica (locus) do
cromossomo, segundo Thomas H. Morgan definiu, na década de 20, como “contas em um colar
cromossômico”. Nesta visão as representações de gene estão associadas à esquemas e desenhos
correlacionando letras aos cromossomos homólogos e seus genes alelos, associados a características
fenotípicas. Os genes são entendidos como partículas que definem certo caracter, que recombinam-se
e podem mutar, formando novos alelos na população (GOLDBACH e BEDOR, 2011).
c) Para a visão molecular foi considerada, de uma forma geral, a visão molecular clássica e uma certa
atualização referente a esta, como uma só. Nessa visão, o gene é um trecho presente no DNA, com
uma seqüência de nucleotídeos específica, codificadora de informação (proteína ou RNA). Na visão
molecular clássica o produto final do gene necessariamente é uma proteína, e esta está envolvida em
um certo caráter. Porém, pode-se considerar que essa conceituaçao é simplificada e precária, pois
numa versão atualizada, o produto final do gene não é mais necessariamente uma proteína, podendo
ser um RNA. Além disso, com o reconhecimento da presença universal de introns nos genomas, o
gene não é mais considerado um trecho simples e contínuo de DNA, podendo ter inúmeras
interrupções e uma infinidade de interações com outros trechos (o que caracterizaria a idéia da visão
interacionista).
Para fins de destaque que justifica o objetivo deste presente trabalho, temos que os resultados
da investigação acima citada mostraram a presença total de 168 características genéticas na coleção
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[A], 114 na coleção [B]; 63 na coleção [C]. A maior parte das visões abordadas foi identificada como
mendeliana (respectivamente, 35,7%, 45,6% e 33,3%), sendo que a visão molecular somou os
seguintes valores percentuais (7,1%, 9,7% e 7,9%, respectivamente nas 3 coleções). Foi encontrado
também um índice pequeno de abordagens com integração entre as visões mendeliana, cromossomial e
molecular, a saber: 11 eventos (6,54%) na coleção [A], 4 eventos (3.5%) na coleção [B]; e 5 (7,93%)
na coleção [C]. Estes valores indicam que a abordagem molecular e um viéis integrador estão sendo
desenvolvidos de forma bastante precária. (GOLDBACH et al, 2015).
Acreditamos que, uma vez uma abordagem integradora construída, para os diferentes
caracteres hereditários estudados, poderia ser favorecida uma aprendizagem mais significativa. Esta
inclui uma visão mais consistente sobre a construção destes conhecimentos, apontando para o
reconhecimento do desenvolvimento dos diferentes paradigmas na história do conceito de gene,
entendimento do fenômeno da herança e da expressão das características. O que nos aproxima das
conclusões de importantes autores do campo (MEYER, BONFIM e EL-HANI, 2013; GERICK, 2007).
Os resultados destas análises são surpreendentes, pois reforçam as investigações em âmbito
internacionais que apontam para o excesso de simplificação na identificação de fenótipos como sendo
de herança simples, do tipo mendeliano; quando é sabido que a maior parte das características
possuem uma rede de interação entre genes e elementos ambientais para que se expressem. Vale
lembrar de influências epigenéticas que tem sido cada vez mais valorizadas no entendimento dos
processos e desenvolvimento de estruturas vivas. Chamar atenção para este fato é ter um olhar crítico
para o determinismo genético muito usual nos meios de comunicação e em outros veículos de
divulgação científica ou divulgação geral, ou até mesmo em livros didáticos de vários países do
mundo (CASTÉRA et al, 2008).
Doravante encontramos esforços na formação universitária de novos olhares. Um dos
livros textos de Genética e Biologia Molecular recomendados no ensino superior que atua na
formação do profissional biólogo e no futuro professor é o livro de Griffiths e colaboradores
(2013). Existem outros estudos que investigam outros livros adotados no ensino superior que
merecem ser citados para contraponto futuro (PITOMBO et al, 2007). A edição do livro
“Introdução à genética” de 2013 possui uma interessante forma de apresentar seu conteúdo
na forma de mapa conceitual, quando identifica um “mapa da genética”, ressaltando, na fig.1:
“(...) as divisões gerais da genética em boxes, com setas mostrando as principais
conexões entre eles abordadas (no) livro. Laranja, em termos gerais, é herança, roxo é
função e verde é mudança. Os números indicam os capítulos que abrangem o tema
(...).” (GRIFFITHS, p.13, 2013)
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Figura 1 – Mapa da Genética (retirado de Griffiths et al, 2013)
Vale destacar que o capítulo introdutório do livro oferece uma abordagem bastante
contemporânea ao tema, com vistas a superar a primazia do ensino de genética na perspectiva
mendeliana/simplificada usualmente encontrada nos livros didáticos de ensino médio. Esta
abordagem pode ser percebida na própria listagem dos tópicos presentes no capítulo,
indicando uma ampliação do contexto dos itens em estudo:
1.1 Natureza da informação biológica; 1.2 Como a informação adquire forma
biológica; 1.3 Genética e evolução; 1.4 A genética proporciona uma
abordagem nova e poderosa para a pesquisa biológica; 1.5 Organismosmodelo são cruciais na revolução genética; 1.6 A genética modifica a
sociedade; 1.7 A genética e o futuro. (p. 2)
Levando-se em consideração a distorcida primazia da genética clássica no contexto
do ensino médio (o que equivaleria aos boxes laranjas – conexão herança - da Fig 1 “Mapa
da Genética”), urge se pensar em materiais didáticos que favoreçam a conexão função (boxes
roxos), para que, em uma perspectiva futura pensemos em contribuições para a conexão
adicional, mais ampla, nos boxes verdes, que é mudança. Assim, passaremos nas próximas
sessões a descrever o modelo que auxilia na abordagem molecular, na perspectiva de funçãoprocessos que envolvem os elementos do fluxo de genes à proteínas (caracteres),
elaborado pelos autores deste artigo, tecendo considerações de sua aplicação.
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2 – PESQUISA DE JOGOS E MODELOS VOLTADOS PARA O ENSINO DE
GENÉTICA
O uso de modelos e jogos no ensino de biologia e, em particular, no ensino da genética
é reconhecido como estratégia didática válida para o desenvolvimento de metodologia ativa
para a aprendizagem (GOLDBACH et al, 2012). Ribeiro (2013) e Pereira (2015) realizaram
Trabalhos de Conclusão de Curso se utilizando de levantamentos em anais de eventos ligados
ao Ensino de Biologia e Educação em Ciências (EREBIO/ENEBIO e ENPEC), assim como
na Revista Eletrônica “Genética na Escola” da Sociedade Brasileira de Genética e em sites
referenciados, com objetivo de categorizar estas estratégias didáticas encontradas, de forma
organizada, para auxiliar a seleção e uso por parte de interessados.
No que diz respeito a atividades práticas para o Enfoque Molecular da Herança,
Ribeiro (2013, p.28) registrou 18 atividades, subdivididas nas temáticas: estrutura
DNA/RNA; alterações na molécula de DNA; extração de DNA; eventos moleculares:
replicação, transcrição e tradução. Já Pereira (2015) investigou, de forma a distinguir jogos e
modelos para o ensino da temática Genética e afins. Utilizou um período de dez anos de
produção (2001-2011), tendo como material de investigação também os anais dos eventos
EREBIO-Regional 2 e ENEBIO, do ENPEC e a da SBG (Revista Eletrônica e Genética na
Praça-Congresso Anual). Seus resultados trouxeram à vista a presença de 70 jogos didáticos,
sendo 11 enquadrados no Nicho “Bases Moleculares da Herança (p.16) e 59 modelos, sendo
19 categorizados como do nicho em questão (p.19).
Livros voltados para a disciplina Prática de Ensino para a formação de professores
apresentam alguns exemplos de atividades voltadas para a temática em questão, como é o
caso do modelo histórico elaborado por Krasilchik (1996), envolvendo moldes em papel,
representando fitas de DNA, RNA, e pequenos moldes de RNAs-t e aminoácidos, para
trabalhar os processos de transcrição e tradução.
Estes levantamentos iluminaram os autores do presente trabalho buscar construir algo
original e prático.
3 – O MODELO “CORDÃO DO FLUXO DA INFORMAÇÃO GENÉTICA:
PENDURANDO PARA APRENDER”
Com o intuito de dinamizar e tornar concreto o material didático em questão –
“Modelo do fluxo da informação genética, na forma de cordão triplo” – foi elaborado para
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contribuir na dinamização do ensino de Genética, no âmbito do ensino médio, e também
como atividade em espaço de educação não-formal e na formação continuada dos professores.
Foi projetado e realizado com uso de materiais de fácil acesso para simulação de
trechos de moléculas de DNA, RNA e proteínas em seus processos de transcrição e tradução.
Chama-se a atenção da associação do modelo, que possui elementos simplificados,
com outras representações didáticas e fontes de informações, destacando-se as vantagens e
limitações do mesmo, ao explorar os conceitos e os processos representados.
a) Objetivo do modelo:

Manipular com os elementos formadores (nucleotídeos) de trechos da fita dupla de DNA e
do RNA-mensageiro equivalente, assim como com os aminoácidos decodificados e
formadores da cadeia de polipeptídeos, nos processos de transcrição e tradução, com o
objetivo de entender o fluxo da informação genética nas células. Realizar associação dos
elementos com o vídeo-animação previamente observado e com esquemas didáticos, na
forma de pranchas/posters correlatos aos elementos do modelo

b) Elementos e dinâmica de confecção do modelo – “Cordão Triplo”:
 Folhas com sequências reais de bases nitrogenadas (representando nucleotídeos) de genes
de proteínas conhecidas, apontando a fonte de consulta da mesma (caso possível, obter
este dado junto aos alunos).
Exemplificando: O gene da alfa-amilase está situado no cromossomo 1 e codifica para esta
proteína que tem 511 aminoácidos. O tamanho do gene é de 12.645 nucleotideos, com 11
exons, no total de 246.000.000 de pares de nucleotídeos totais presentes na molécula de DNA
que se empacota neste cromossomo 1. Estas informações foram obtidas no site do National
Center for Biotechnology Information (NCBI) - http://www.ncbi.nlm.nih.gov – fazendo busca
para este gene. A sequência total ocupa 5 folhas A-4.

Fios de arame (para o cordão duplo de DNA) e de barbante (para o cordão simples de
RNA-mensageiro) e pedaços de canudos com 5 cores equivalentes aos nucleotídeos e
bases nitrogenadas do DNA e RNA, conforme convenção estabelecida (Roxo/Rosa =
Adenina; Laranja = Timina; Amarelo = Citosina; Verde = Guanina e Azul/Listrado =
Uracila).
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
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Fig. 1 – Elementos do modelo
O aluno/visitante escolherá um trecho da sequência do gene, no tamanho de 21 “letras”
(nucleotídeos) para montar o trecho de DNA, seguindo a correlação de cores e
confeccionando o cordão com arame, assim como o complementar, para depois girar e
produzir um cordão duplo em formato helicoidal.

Fig. 2 – Etapas do processo de montagem do trecho de DNA
Uma vez montado as duas fitas de DNA, será solicitado ao aluno/visitante que monte o 2º
cordão com os pedacinhos de canudo equivalentes ao nucleotídeo complementar,
utilizando o suporte de barbante (representando o backbone com açúcar ribose) e
inserindo as cores complementares, tal como ocorre no processo de transcrição. Os
canudinhos com as cores das bases nitrogenadas estão organizadamente/guardadas no
compartimento com 5 gavetas, facilitando a montagem.
Fig. 3 – Etapas do processo de transcrição

Com o auxílio de uma tabela do código genético (que pode ser no formato tradicional ou
no formato de disco colorido), o aluno-visitante realizará a identificação dos trios
(códons) presentes no 2º cordão (o do RNA confeccionado) e faz a leitura do aminoácido
relativo ao mesmo.
Assim será confeccionado, com as peças coloridas de EVA,
guardadas organizadamente em gavetinhas com os nomes dos aminoácidos, na ordem
correta conforme os trios lidos, o trecho da proteína sintetizada.
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Fig. 4 – Etapas do processo de tradução

Todos os elementos simplificados dos modelos são explicados comparando-os com
esquemas didáticos das estruturas químicas equivalentes, usando pranchas.

A montagem dos 3 cordões – com nucleotídeos de DNA em fita dupla, com
ribonucleotídeos equivalentes e com os aminoácidos decodificados – separadamente em
cordão duplo com arame, com barbante e canudos e com barbante e peças de EVA
coloridas, facilita a observação do fluxo da informação representado.

Para um público com formação acadêmica avançada, pretende-se solicitar modificações
no modelo apresentado, para incluir alguns tópicos e processos para aprofundamento dos
conhecimentos, como sequenciamento de genoma, pós-transcrição, pós-tradução e
processos interativos associados ao fluxo gênico.
4 – OS DIFERENTES CONTEXTOS ONDE FORAM APLICADOS O MODELO
As duas experiências de utilização do modelo apresentado neste trabalho ocorreram
em ambientes educativos bem diferenciados.
A primeira aplicação se deu no evento denominado “Sábado da Ciência”, em abril
deste ano (2016), cujo tema central era “Genética nossa de cada dia”. O modelo fez parte da
oficina denominada “Linguagem do DNA” e contou com uma sequência de atividade, logo
depois da Oficina “DNA – molécula superstar da vida”.
A Oficina continha as seguintes atividades:
a) Apresentação do vídeo de 3 minutos na tela do computador com uma animação
computacional de trecho de molécula de DNA no núcleo, desempacotando e sendo
ativada num certo trecho (gene) ocorrendo os processos de transcrição e tradução. O vídeo
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foi legendado pelo grupo e possui excelente visual (Your genome – “From DNA to protein
– 3D)
b) Conversa sobre os painéis montados e convite a confecção do Cordão, a partir da
sequência de DNA com gene conhecido.
c) Mediação do Jogo de trilha e dados intitulado “GENES e INTERAÇÃO” (Ver dinâmica e
elementos do jogo no site www.nedic-ifrj.weebly.com): este jogo permite ampliar a idéia
do fluxo, inserindo um olhar dinâmico, com novos elementos como processamento do
RNA, pós-tradução e interação com o meio.
Fig. 4 – Cenas do Galpão do Museu Espaço Ciência Viva e a Oficina em questão, no Sábado
da Ciência de Abril de 2016 – “Genética nossa de cada dia”.
Já a aplicação em ambiente escolar está em curso e ocorreu no contexto de um Curso
de Extensão oferecidos para alunos do 2º período do Curso Técnico Regular do Instituto
Federal do Rio de Janeiro cujo objetivo é trabalhar com várias atividades lúdicas envolvendo
a temática genética. O processo de avaliação está em curso, visto que o Curso ainda não
terminou, mas a percepção da equipe é que os alunos estão tendo excelente aceitação.
Entende-se que esta atividade está sendo favorecida por ocorrer em horário de contra turno
das aulas regulares.
Sabe-se que o tempo escolar se constitui como um desafio para
atividades desta natureza. Pretende-se avaliar a diferença de aprendizagem dos alunos na
disciplina regular Biologia pelos alunos que frequentaram o Curso e aqueles que não o
fizeram.
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Fig. 5– Cenas da aplicação da atividade no laboratório do IFRJ
5 - CONSIDERAÇÕES FINAIS
O material em questão já sofreu adaptações para facilitar o transporte e sua disposição
nos ambientes onde pode ser utilizado. O grupo está em processo de melhoria de pranchas
acessórias, para serem utilizadas junto a sua aplicação, com a finalidade de contribuir com os
professores ou mediadores na elaboração de sequências didáticas que permitam explorar a
construção dos “cordões”.
Reconhece-se que a abordagem molecular é extremamente abstrata e a vivência de
manipulação de elementos materiais, quando bem relacionado com outras representações e
modelos pedagógicos (esquemas, vídeos, etc) pode ser de grande valia para o ato educativo. É
preciso resguardar, em paralelo, uma rica discussão sobre o conceito de gene e das limtações
que o próprio modelo contém. Entretanto a experiência dos autores tem sido positiva e
estimulante na utilização do mesmo, daí o interesse na socialização para a comunidade de
educadores.
6 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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