Ficha Informativa (Experiência com Ratos)

Biologia e Geologia____________________________________________________________________11º ano
Escola Secundária D. Afonso Sanches
Exercício de Inquérito Científico
Nome:____________________________________________________________Nº:___Turma:___
Assunto: Natureza química da informação genética.
Cada organismo contém informação genética que o caracteriza como indivíduo e que controla todas as
actividades vitais.
Parte I – Experiência de Griffith
Em 1928, o bacteriologista inglês Fred Griffith, ao investigar a bactéria Diplococcus pneumoniae,
responsável pela pneumonia em mamíferos, verificou que estas se apresentavam aos pares, existindo sob
duas formas.
Nas bactérias do tipo S (do inglês smooth, liso) o par de células é envolvido por uma cápsula brilhante,
de natureza glicídica e formam colónias de aspecto liso.
As bactérias do tipo R (do inglês rough, rugoso) não são capsuladas e formam colónias de aspecto
rugoso.
A figura esquematiza as etapas da experiência de Griffith (I) e os respectivos resultados (II):
A - Foram injectadas
bactérias tipo S
vivas
B - Foram injectadas
bactérias tipo R
vivas
C - Foram injectadas
bactérias tipo S
mortas
D - Foram injectadas
bactérias tipo R
vivas e tipo S mortas
pelo calor
O rato morre.
Encontram-se
bactérias no
sangue
O rato sobrevive.
Não tem bactérias no
sangue.
O rato sobrevive.
Não tem bactérias no
sangue.
O rato morre.
Encontram-se
bactérias tipo S e
tipo R vivas.
1.1 - Com base nos resultados da experiência diga, justificando, qual destas bactérias é patogénica,
provocando a pneumonia em mamíferos.
1.2 - Formule uma hipótese explicativa da presença de bactérias do tipo S e tipo R vivas no sangue dos ratos
da situação D.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Os resultados da experiência de Griffith mostram que a variedade tipo S é patogénica para estes ratos
ou seja, estas bactérias resistem à fagocitose realizada pelos glóbulos brancos, causando a pneumonia. A
variedade tipo R de bactérias não é patogénica ou seja, são inofensivas.
Ao analisar os resultados, Griffith verificou que as bactérias do tipo S, mortas pelo calor, não
infectaram o rato na situação C. Na situação D, as bactérias do tipo S conseguiram transmitir a sua
virulência às bactérias do tipo R, não virulentas, que se tornaram patogénicas, transmitindo essa
característica à descendência.
Conclusão: Existiria um princípio que, ao libertar-se pelo aquecimento, penetrava nas células não
virulentas, transformando-as em virulentas. Este princípio transformante deveria estar associado ao
material genético pois era transmitido à descendência.
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Parte II – Experiências de Avery, MacLeod e MacCarthy
Em 1944, o bacteriologista americano Avery e os seus colaboradores procuraram identificar a
substância química responsável pela transformação das bactérias Diplococcus pneumoniae não patogénicas
em bactérias patogénicas.
A figura evidencia as experiências realizadas por Avery e seus colaboradores:
A - Extracto
celular
(bactérias tipo
S mortas)
B - Vários C - Bactérias
constituintes tipo R vivas
isolados
D - Resultados
2.1 - Qual o problema que Avery e seus colaboradores pretendiam investigar, ao isolarem os constituintes
das bactérias tipo S?
2.2 - Depois de uma análise atenta de todos os dados da experiência de Avery, interprete os resultados
obtidos por estes cientistas, respondendo ao problema inicial.
2.3 - Se no tubo 4 se adicionar uma enzima que hidrolise o DNA, que resultados seriam de esperar em D?
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Graças a tratamentos enzimáticos, estes investigadores procederam a isolamentos sucessivos dos
diferentes componentes (proteínas, glícidos, lípidos e DNA) do extracto celular, obtido a partir de uma
cultura de bactérias tipo S mortas, tendo verificado que apenas a cultura à qual foi adicionado DNA (4)
provocou a morte dos ratos; a análise do sangue destes ratos revelou a presença de bactérias capsuladas
(tipo S) vivas.
Através de outra experiência verificou-se que, por acção de uma enzima, a desoxirribonuclease, enzima
que degrada a molécula de DNA, o extracto de bactérias tipo S ficava inofensivo, não conseguindo
transformar as bactérias tipo R em bactérias tipo S patogénicas.
Os resultados destas experiências mostraram pela primeira vez que o DNA é o suporte da informação
genética, responsável pela formação da cápsula nos Diplococcus pneumoniae de tipo R.
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Parte III – Experiência de Hershey e Chase
Um outro argumento adicional, relativo à pesquisa da natureza química do material genético, resulta de
experiências realizadas com vírus.
Em 1952, os investigadores Alfred Hershey e Martha Chase interrogaram-se sobre o modo como se
reproduzem os vírus que infectam bactérias, os bacteriófagos. Realizaram experiências com Escherichia
coli, uma bactéria intestinal comum, e bacteriófagos que a infectam, baseando-se em dois princípios:
- as proteínas da cápsula do vírus incorporam enxofre (S) e não têm fósforo (P);
- o DNA incorpora fósforo mas não tem enxofre.
Nas suas experiências isolaram dois lotes de bacteriófagos marcados radioactivamente. Num dos lotes
marcaram o DNA dos bacteriófagos com fósforo radioactivo (32P) e no outro lote marcaram as proteínas
com enxofre radioactivo (35S).
Os bacteriófagos dos dois tipos considerados foram colocados em contacto com bactérias não marcadas
radioactivamente.
3.1 - Qual o objectivo de Hershey e Chase ao
marcarem radioactivamente o DNA e as proteínas
da cápsula do bacteriófago?
3.2 - Como interpreta a ausência de proteínas
marcadas com enxofre radioactivo (35S) nos
invólucros
proteicos
dos
bacteriófagos
descendentes?
3.3 - Em que medida, permitem os dados desta
experiência deduzir que é o DNA viral que controla
os processos celulares da bactéria?
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Ao analisarem o conteúdo das bactérias infectadas, para determinarem a localização do DNA viral, e
das proteínas da cápsula, constataram que o DNA marcado com 32P se encontrava no interior da bactéria,
enquanto que as proteínas marcadas com 35S foram detectadas no exterior.
Na realidade, quando o bacteriófago se fixa sobre a parede da bactéria, injecta a molécula de DNA no
interior da bactéria, permanecendo a sua cápsula no exterior.
Embora a bactéria tenha o seu próprio DNA, este é destruído, e é o DNA viral que, depois de se
multiplicar usando nucleótidos da bactéria, passa a controlar a síntese do DNA e das proteínas. Assim, o
DNA viral “obriga” a bactéria a produzir as proteínas necessárias à formação de novos bacteriófagos.
Todas estas experiências permitiram verificar que é o DNA que suporta a informação genética.
A Professora:
Rosário Ferreira