Apresentação

somos um grupo de alunos do 10ºA, constituido pelos alunos Luís Rodrigues, Leon Petsch, e Kevin Brum.
pretendemos com este blog tratar e divulgar assuntos/projetos cientificos que levemos a cabo.

Projeto DOP

iremos iniciar um projeto do DOP (Departamento de Oceonagrafia e Pescas).
Este projeto foi-nos proposto, tanto ao nosso grupo como a todos os grupos da turma, pelo Dr. Filipe Porteiro.
O Dr. Filipe Porteiro Apresentou-nos quais os projetos que o DOP esta a levar a cabo tendo o nosso
grupo escolhido a Genómca dos Mexilhões Hidrotermais, liderado pelo Dr. Rui Bettencourt.
A nossa turma efetuou uma visita de estudo ao DOP, onde o nosso grupo visitou o laboratório onde trabalhavam nos mexilhões.
A Drª teresa explicou-nos como isolar um gene e multiplicálo pela técnica do PCR, e ainda deu-nos a conhecer todo o laboratorio, os seus equipamamentos, bem como o funcionamento de cada um.

Genómica dos Mexilhões Hidrotermais

Estes mexilhões ja têm o genoma sequenciado graças ao departamento de oceonagrafia
e pescas(DOP), da Universidade dos Açores.
Este grupo é liderado pelo Dr. Raul Bettencourt, que criou o primeiro transcriptoma deste mexilhão.
Segundo o Dr. Raul o estudo destes seres pode trazer aplicações práticas, principalmente na área da medicina.
Os mexilhões hidrotermais vivem em ambientes insuportáveis á vida humana ou de outros organismos que não utilizem a quimiosíntese.
O estudo do bivalve Bathymodiolus azoricus, que habita o campo hidrotermal Lucky Strike (a 1700 metros de profundidade e a 200 milhas sudoeste da ilha do Faial), interessou a Raul Bettencourt pelas questões biológicas que levanta. A investigação sobre a sua adaptação fisiológica teve início em 2004 “com a identificação de genes”.
Daí foi necessário olhar de uma forma global para a expressão de todos os genes (ou transcriptoma) que indicam “os mecanismos moleculares envolvidos nos processos de adaptação a ambientes caracterizados por ausência de luz solar, elevados níveis de pressão hidrostática e de concentração de metais pesados, níveis muito baixos de pH e, ainda, valores extremos de temperatura”. Este trabalho de sequenciação do transcriptoma de um invertebrado é o primeiro a nível nacional. É também o primeiro a nível mundial respeitante a um animal das fontes hidrotermais de ambiente marinho profundo.

Aplicação prática

Existe um vasto potencial para a aplicação prática deste estudo. “As moléculas que participam na defesa do organismo são antibióticos naturais, que poderão ser aplicados a nível farmacêutico”, afirma. Existe também “um gene que participa no desenvolvimento da visão, bem como moléculas que têm funções de desintoxicação”. A medicina será, então, uma área privilegiada para a aplicação dos estudos que se vão continuar a realizar. O próximo passo será a publicação do estudo e a sua extensão a outros animais, nomeadamente a um camarão, uma esponja e um peixe.

PCR

Em 1993, Kary Mullis, um geneticista ao serviço da Cetus, uma empresa de Biotecnologia da Califórnia, recebeu o prémio Nobel da Química pelo desenvolvimento de um método que permite sintetizar, em poucas horas e in vitro, uma grande quantidade de um determinado fragmento de DNA. Esta técnica faz parte integrante da moderna biotecnologia molecular, tendo trazido um enorme progresso a áreas como o diagnóstico de doenças, medicina forense entre muitas outras para além da Investigação em Biologia.
A técnica de PCR (polymerase chain reaction - reacção em cadeia pela polimerase) baseia-se no processo de replicação de DNA que ocorre in vivo . Durante o PCR são usadas elevadas temperaturas de forma a separar as moléculas de DNA em duas cadeias simples, permitindo então a ligação de oligonucleótidos iniciadores (primers), também em cadeia simples e geralmente constituídos por 15 a 30 nucleótidos, obtidos por síntese química. Para amplificar uma determinada região são necessários dois iniciadores complementares das sequências que flanqueiam o fragmento de DNA a amplificar, nos seus terminais 3', de modo a permitir a actuação da DNA polimerase durante a síntese da cadeia complementar, usando como molde cada uma das duas cadeias simples constituintes do DNA a amplificar (figura 1).

Para realizar PCR são necessárias pequenas quantidades do DNA alvo, um tampão salino contendo a polimerase, oligonucleótidos iniciadores, os quatro desoxinucleótidos constituintes do DNA e o cofactor Mg²⁺. Esta mistura é submetida a vários ciclos de amplificação que consistem em:

• Desnaturação do DNA alvo pelo calor (tipicamente 1 minuto a 94-96ºC), de modo a separar as duas cadeias
• Associação dos iniciadores por ligações de hidrogénio ao DNA alvo em cadeia simples. Para permitir essa associação, a mistura de reacção é arrefecida (tipicamente a temperaturas entre 50 e 65ºC, durante 1 minuto; a temperatura a usar depende da % GC da sequência a amplificar)
• Extensão dos iniciadores através da síntese da cadeia complementar de cada cadeia molde, catalisada pela DNA polimerase (tipicamente 1 minuto a 72ºC)

O processo envolvendo estes três passos, pode ser repetido várias vezes (25 a 30 ciclos) sendo possível aumentar, em cada ciclo, duas vezes a concentração de DNA pré-existente (figura 2). Em teoria, se for possível levar a cabo 25 ciclos de amplificação seguidos, a concentração de DNA aumentaria 2²⁵ vezes embora, na prática, devido a alguma ineficiência no processo de amplificação, esse aumento fique por um milhão de vezes.

Como na técnica de PCR se encontram envolvidos vários ciclos de amplificação, foi desenvolvido equipamento que permite programar, de forma contínua e automatizada, os vários ciclos de aquecimento e arrefecimento. Para tal ser concretizável, as DNA polimerases utilizadas deverão ser termoestáveis, tendo tal sido conseguido com o isolamento da DNA polimerase da estirpe termofílica Thermus aquaticus (Taq DNA polimerase) que actua a temperaturas elevadas levando assim a um aumento da especificidade da reacção. De referir ainda que o produto de PCR pode ser visualizado após electroforese em gel de agarose e o seu tamanho ser estimado por comparação com padrões lineares de DNA.