A arte em movimento: a célula

Relatório
“A arte em movimento: a célula”
Estágio – Instituto de Histologia e Embriologia, da Faculdade de
Medicina da Universidade do Porto e IBMC
Introdução
No dia 6 Agosto, iniciamos o nosso estágio no Instituto de Histologia
e Embriologia da Universidade do Porto coordenado pela Drª. Sandra Rebelo
e ao abrigo do Programa Ciência Viva.
Este estágio tinha como tema “A arte em movimento: a célula”, o que
à partida é um tema muito abrangente. No entanto, a nossa área de pesquisa
foi dirigida para a Biologia Molecular e Celular. Seguidamente, iremos
referir, de uma forma sucinta os conhecimentos mais relevantes adquiridos
durante o estágio.
Numa primeira abordagem tomámos conhecimento com novas técnicas
e protocolos científicos, assim como, com uma linguagem e instrumentos
desconhecidos, demonstrando-nos a sua importância em investigação.
Técnicas e experiências realizadas
Extracção de DNA de embriões de ratinho
Para extrair DNA é necessário proceder à remoção de embriões do
útero materno. Dirigimo-nos para a sala de cirurgia onde pudemos observar
esta técnica.
A ratinha tinha ainda poucos dias de gestação, pelo que os embriões
eram bastante pequenos. Após remoção dos embriões, procedeu-se ao corte
de um pouco de tecido para extracção do DNA. O DNA extraído foi
seguidamente amplificado através da PCR– Polymerase Chain Reaction.
PCR – Polymerase Chain Reaction
Esta técnica permite-nos amplificar pequenos segmentos de DNA de
modo a poderem ser estudados, o que não seria possível em quantidades
mínimas.
O termociclador é um aparelho onde se faz a amplificação do DNA
seguindo três etapas: na primeira, a cadeia de DNA sofre desnaturação
(abertura da dupla cadeia), seguidamente, dá-se o annealing, ou seja, ligação
dos primers que vão identificar o segmento a ser amplificado e, por último
dá-se a polimerização, isto é síntese de DNA a partir da cadeia molde, pela
DNA polimerase.
DNA “Fingerprinting” e Análise do Mapa de Restrição
O DNA “Fingerprinting” consiste em, a partir de quantidades ínfimas
de DNA realizar testes de paternidade, identificar criminosos, etc.
No nosso caso, tínhamos pela frente um desafio que consistia em
descobrir quem era o criminoso, numa situação hipotética onde havia 5
suspeitos. Em primeiro lugar, extraímos DNA de uma amostra recolhida na
cena do crime, e de cada um dos 5 suspeitos. Através de enzimas de
restrição apropriadas cortámos o DNA e corremos num gel da agarose. Por
comparação do padrão de bandas, de cada suspeito com a amostra crime,
encontrámos o criminoso. As quantidades de DNA eram muito pequenas e
como tal foram amplificadas pela PCR.
Resultados obtidos:
1
2
3
4
5
6
Legenda:
1 – Amostra do Crime
2 – Suspeito António
3 – Suspeito Pedro
4 – Suspeito Tiago
5 – Suspeito Sílvia
6 – Suspeito Sandra
Como é possível observar o criminoso era o Pedro (poço nº3), porque o
seu padrão de bandas de DNA corresponde ao criminoso.
Microscópio electrónico de transmissão
O microscópio electrónico é um aparelho utilizado em diversos ramos
da ciência com a finalidade de observar porções ínfimas de matéria, com
poder de resolução sub-molecular.
É um aparelho de grande porte, alimentado por uma fonte de energia
que em condições de trabalho habituais estabelece diferenças de potencial
de 80 mil volts.
Com o Dr. Henrique Almeida pudemos compreender melhor como este
aparelho trabalha. Colocam-se as amostras no revólver, de seguida
proporciona-se-lhes um vácuo e liga-se o filamento que, sob a diferença de
potencial referida, emite um feixe de electrões. Estes, encontrando áreas
onde existam elementos pesados são reflectidos. Este fenómeno vai
possibilitar a visualização das amostras num certo jogo de contrastes
devido à coloração destas. Quando partes da imagem aparecem claras, é
devido a essa zona não possuir elementos pesados (chumbo e urânio
utilizados para corar) o que provoca a passagem do feixe de electrões e não
a sua reflecção; ao contrário, as zonas escuras são aquelas que tendo
depósitos de elementos pesados, reflectem os electrões. Deste jogo de
contrastes claro/escuro resulta a imagem que se observa.
Observação da divisão celular
A partir de preparações definitivas, observámos as diferentes fases
da mitose em células vegetais, fotografámos imagens deste fenómeno
celular que vamos expor de seguida:
1- Profase
3- Anafase
2- Metafase
4-Telofase
Identificação do Alu repeat no cromossoma 8
Este experiência teve como finalidade o estudo da ausência ou
presença do elemento Alu repeat num dos introns de um gene localizado no
cromossoma 8. Os indivíduos que possuem este repeat nos dois alelos (+/+),
apresentarão uma única banda no gel, os que não o possuem em qualquer dos
alelos (-/-) terão uma única banda também mas mais leve que os anteriores.
Os indivíduos heterozigóticos (+/-) apresentam duas bandas, uma pesada
com o tamanho dos +/+ e outra leve, correspondente à banda dos -/-.
Para tal procedemos ao esfregaço de células epiteliais localizadas na
mucosa oral de modo a extraímos DNA. Este foi cortado com enzimas de
restrição antes de ser amplificado pela PCR, seguida de electroforese
procuramos identificar quem possuía Alu repeat nos dois alelos, apenas num
alelo, ou em nenhum.
Ficámos também a saber que os introns são regiões não codificadas
do DNA e no caso específico do Alu não se sabe a sua origem e função.
Esta diferença na sequência intrónica entre os indivíduos e outras
permitem por vezes representar a base molecular para a identificação
humana e genética populacional.
Este foi o resultado da actividade experimental:
1
2
3
4
Legenda:
1- Pedro
2- Tiago
3- Sílvia
4- António
+/-
-/-
+/-
+/+
Pela análise das bandas podemos concluir:
¾ O nº1 e o nº3 são heterozigóticos (+/-), porque possuem duas
bandas
¾ O nº2 é um -/-, isto é não possui o elemento em nenhum dos
alelos porque só tem uma banda e esta migrou mais longe (mais
leve). O nº4 é um homozigótico +/+ porque tem uma única banda
que como não percorreu todo o gel pressupõem-se que seja
mais pesado, ou seja, possui o elemento nos dois alelos. O
segmento de DNA é maior devido à presença introns.
Estudo das capacidades neurológicas dos ratos
Uma das actividades que se desenvolvem neste Instituto é o estudo
do comportamento neurológico dos ratos.
Para que tal aconteça realizam-se testes no sentido de observar
diferenças de comportamentos entre ratos normais e outros que foram
alterados com base em algumas pesquisas.
Os testes mais usuais baseiam-se no comportamento à dor. Quando
condicionamos o sistema sensitivo, ou seja subtemos os ratos a uma dor
permanente estes suportam melhor a dor do que os normais.
Discussão de um artigo científico
Tivemos oportunidade de ler e discutir um artigo científico publicado
por investigadores do Instituto sobre um gene- Drg11 - que está relacionado
com o desenvolvimento do sistema nociceptivo.
Conclusão e Crítica
Consideramos que este estágio foi muito interessante e sobretudo
aprendemos muitíssimo.
Nesta área de grande importância para o Homem que é a ciência
ficamos a saber um pouco mais da grande complexidade que a vida encerra.
Teve também um enorme peso na decisão do futuro profissional de
quem neste estágio participou, que deve ser seguido de exemplo por outros
institutos para promover a ciência no seio dos jovens.
Tivemos alguma pena pelos nossos conhecimentos serem ainda muito
limitados, porque não pudemos participar ao nível experimental tanto como
pretendíamos embora tenhamos manipulado e feito coisas que noutro lado
não teríamos oportunidade de realizar.
Por tudo isto, só temos a agradecer a oportunidade, a simpatia e o
conhecimento que nos foi transmitido durante este período.
António
Pedro
Sandra
Tiago
Sílvia
Cientistas de Verão!
António Valpaços
Pedro Lebre
4 a 22 de Agosto de 2003