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CRISPR - Edição Genética ou Terapia Gênica

Lista de 13 exercícios de Biologia com gabarito sobre o tema CRISPR - Edição Genética ou Terapia Gênica com questões de Vestibulares.


Você pode conferir as videoaulas, conteúdo de teoria, e mais questões sobre o tema CRISPR - Edição Genética ou Terapia Gênica.



01. (ACAFE) Mosquito transgênico pode ajudar a combater a malária

Cientistas americanos criaram, em laboratório, centenas de mosquitos, geneticamente modificados, incapazes de transmitir malária. Usando uma técnica revolucionária, chamada CRISPR/Cas9, os pesquisadores da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, inseriram nas células reprodutivas dos insetos Anopheles stephensi (um dos vetores da malária), genes que bloqueiam a ação da doença. Assim, cruzando com outros membros da espécie, esses mosquitos geram descendentes que não transmitem a malária e que poderiam combater a doença que atingiu 214 milhões de pessoas em 2015, causando 438 000 mortes.

Fonte: Veja, 24/11/2015 Disponível em: http://veja.abril.com.br

Acerca das informações contidas no texto e dos conhecimentos relacionados ao tema, é correto afirmar, exceto:

  1. Hospedeiro intermediário é aquele que apresenta o parasito em sua fase larvária ou de reprodução assexuada, sendo na malária, mosquitos do gênero Anopheles. O hospedeiro definitivo é aquele que apresenta o parasito em sua fase de reprodução sexuada, sendo na malária, o ser humano.
  2. Um organismo geneticamente modificado é aquele que foi submetido a técnicas laboratoriais que, de alguma forma, modificaram seu genoma.
  3. O ácido desoxirribonucleico, conhecido simplesmente como DNA ou ADN, é responsável pela hereditariedade. Nele encontram-se quatro tipos de nucleotídeos que diferem quanto às bases nitrogenadas. As bases púricas do DNA são Adenina e Guanina, enquanto que as bases pirimídicas são Timina e Citosina.
  4. A doença falciforme é uma alteração genética caracterizada por um tipo de hemoglobina mutante designada como hemoglobina S (HbS). Ela decorre da substituição de uma adenina por uma timina, provocando a troca do ácido glutâmico pela valina na cadeia polipeptídica. Indivíduos portadores de hemoglobina normal (HbA) e de HbS, portanto heterozigotos, apresentam relativa imunidade à malária, mesmo quando expostos ao vetor da doença contaminado.

02. (PUC-PR) Leia a notícia a seguir.

Cientistas alteram mutação em embrião humano para evitar doença hereditária

Um grupo de cientistas conseguiu pela primeira vez corrigir uma mutação causadora de uma doença hereditária, em embriões humanos, utilizando um novo método de edição do genoma. Os pesquisadores empregaram a revolucionária técnica de edição genética Crispr-Cas9 para modificar, no DNA dos embriões, o gene mutante que causa a cardiomiopatia hipertrófica, uma doença genética comum que pode levar à insuficiência cardíaca e à morte súbita.

Disponível em: https://noticias.r7.com/saude/cientistas-alteram-mutacao-em-embriao-humano-para-evitar-doenca-hereditaria-02082017. Acesso: 13/02/2018.

As alterações mais comuns que ocorrem no DNA (mutações) são as pontuais, ou seja, aquelas que alteram uma única base nucleotídica.

As consequências dessas alterações pontuais podem

  1. resultar em mutações silenciosas, nas quais são geradas códons de parada, com consequente término prematuro de tradução.
  2. gerar indivíduos euploides 3n, os quais são inviáveis na espécie humana.
  3. acarretar aneuploidias cromossômicas, como é o caso da síndrome de Down (2n+1), porque há um gene a mais em um dos cromossomos do par 21.
  4. ocasionar nulissomia, ou seja, a perda de dois genes pode provocar a formação de um indivíduo 2n-2 com consequências letais.
  5. acarretar uma nulissomia, na qual a perda de dois genes leva à formação de indivíduos com constituição cromossômica 2n-2.

03. (ACAFE) Edição genética corrige gene humano causador de doença

Um grupo de cientistas dos Estados Unidos, da Coreia do Sul e da China conseguiu eliminar de embriões humanos cópias mutantes do gene MYBPC3, responsável pela miocardiopatia hipertrófica, doença cardíaca que provoca morte súbita e afeta uma a cada 500 pessoas. Os cientistas utilizaram a técnica CRISPR para substituir a sequência de DNA com mutação pela saudável. Dos 58 embriões, 42 se desenvolveram sem o gene que causa a enfermidade, uma taxa de sucesso de 72%.

Fonte: Nature, 24/08/201 Disponível em: http://www.nature.com

Acerca das informações contidas no texto e dos conhecimentos relacionados ao tema, analise as afirmações a seguir e assinale a alternativa que contém todas as corretas.

I O ácido desoxirribonucleico, conhecido simplesmente como DNA ou ADN, é responsável pela hereditariedade. Nele encontram-se quatro tipos de nucleotídeos que diferem quanto às bases nitrogenadas. As bases púricas do DNA são Timina e Citosina, enquanto que as bases pirimídicas são Adenina e Guanina.

II O íntron é inicialmente transcrito no núcleo celular em uma molécula de pré-RNAm (transcrito primário), mas depois é eliminado durante o processamento ou splicing. Esse processo ocorre no citoplasma antes de ocorrer a tradução.

III Enzimas de restrição, ou também denominadas de endonucleases de restrição, são as ferramentas básicas da engenharia genética, desempenhando função de clivagem da molécula de DNA em pontos específicos, em reconhecimento a determinadas sequências de nucleotídeos.

IV Através da terapia genética é possível tratamento de doenças como as neoplásicas, as hereditárias e as degenerativas. O tratamento consiste na inserção da versão funcional do gene para o organismo portador da doença, com o uso de técnicas específicas.

V As diferenças na sequência de DNA entre indivíduos são chamadas de polimorfismos. No genoma humano, o polimorfismo pode ser observado tanto no DNA de sequência única quanto no DNA de sequência repetida em tandem.

  1. III - IV - V
  2. I - II - III
  3. III - IV
  4. IV - V

04. (Enem) Uma nova e revolucionária técnica foi desenvolvida para a edição de genomas. O mecanismo consiste em um sistema de reconhecimento do sítio onde haverá a mudança do gene combinado com um mecanismo de corte e reparo do DNA. Assim, após o reconhecimento do local onde será realizada a edição, uma nuclease corta as duas fitas de DNA. Uma vez cortadas, mecanismos de reparação do genoma tendem a juntar as fitas novamente, e nesse processo um pedaço de DNA pode ser removido, adicionado ou até mesmo trocado por outro pedaço de DNA.

Nesse contexto, uma aplicação biotecnológica dessa técnica envolveria o(a)

  1. diagnóstico de doenças.
  2. identificação de proteínas.
  3. rearranjo de cromossomos.
  4. modificação do código genético.
  5. correção de distúrbios genéticos.

05. (ACAFE) Nova tecnologia CRISPR permite desligar genes sem editar código genético.

Publicado em um artigo na revista Cell, pesquisadores da UC San Francisco e do Instituto Whitehead, nos Estados Unidos, descobriram como modificar o CRISPR para conseguir desligar genes, através do epigenoma, sem precisar alterar o código genético. A nova ferramenta foi batizada de "CRISPRoff". O CRISPRoff consegue ir além do genoma e alcançar o epigenoma, as proteínas e as pequenas moléculas que se ligam ao DNA e controlam quando e onde os genes são ligados ou desligados. A única coisa que pode fazê-lo ligar novamente é a ferramenta complementar CRISPRon, que também faz parte da pesquisa do grupo. O epigenoma desempenha um papel central em doenças, desde infecções virais até câncer.

Fonte: Exame, 20/04/2021

De acordo com o texto e a respeito do tema, analise as afirmações a seguir e marque V para as verdadeiras e F para as falsas.

( ) O código epigenético é quem dá instruções ao genoma de quando e onde os genes devem ser expressos.

( ) O próprio microambiente celular pode afetar os padrões epigenéticos normais, contribuindo para o surgimento de neoplasias, por exemplo.

( ) Influências ambientais, como a dieta ou a exposição a poluentes, podem impactar no epigenoma e alterar o fenótipo de um indivíduo.

( ) As mudanças epigenéticas determinam se os genes estão ativos ou não e influenciam a produção de proteínas nas células.

A sequência correta, de cima para baixo, é:

  1. V, V, V e V
  2. F, V, V e V
  3. V, F, V e V
  4. V, F, V e F

06. (Universidade de Fortaleza) A CRISPR- CasQ (sigla em inglês para agrupados de curtas repetições palindrômicas regularmente interespaçadas) e uma nova e revolucionária técnica para a edição de genomas, que permite identificargenes de interesse, no DNAde qualquer espécie, e modifica-Io. É normalmente composto por uma molécula de RNA e uma proteína e a combinação dessas duas moléculas consegue localizar a sequência de DNA de interesse dentro do núcleo da célula e a modifica.

Fonte: http:/lofuturodascoisas.com/crispr-revolucionou- edicao-dna-o-problema-e-que-nao-estamos-preparados- para-consequencias/ Acesso em 12 set. 2017 (com adaptações).

Assim, podemos dizer que o uso dessa tecnologia permite

  1. mudanças apenas na programação genética de um organismo, garantindo que não haja nenhuma alteração na expressão gênica e na produção de proteínas.
  2. a modificação de sequências de DNA em células diferentes de um mesmo organismo de forma seletiva, uma vez que cada tipo celular de um mesmo organismo possui diferente coleção de genes.
  3. provocar mutações pontuais no genoma na tentativa de silenciar genes defeituosos ou conserta-los para tornar possível a cura de diversas doenças de origem genética.
  4. a adição de novas sequências de DNA para acarretar o ganho de novas características positivas, haja vista quanto maior o tamanho do genoma, mais complexo o organismo.
  5. aumentar o número de genes e, consequentemente, o número de proteínas produzidas por uma célula, pois o tamanho do genoma é diretamente proporcional ao número de proteínas do organismo.

07. (Centro de Estudos Superiores de Maceió) Cerca de 25 milhões de pessoas são atualmente infectadas com o vírus HIV. Apesar de os coquetéis com antivirais serem capazes de tornar o vírus indetectável no sangue, não o eliminam completamente de células infectadas. Recentemente, uma técnica chamada CRISPR/Cas9 demonstrou ser capaz de remover de forma seletiva o material genético viral do genoma de animais de laboratório. Assim, é possível concluir que o sucesso do tratamento em humanos:

  1. impediria a reinfecção pelo vírus HIV.
  2. diminuiria a inserção de RNA viral no genoma humano.
  3. eliminaria a necessidade de ingerir coquetéis antivirais.
  4. aumentaria a resistência imune ao vírus HIV.
  5. diminuiria a replicação viral no citoplasma celular.

08. (Faculdades Pequeno Príncipe) Leia o texto.

Técnica de edição de genoma promete revolucionar a ciência

CRISPR, do inglês Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, é uma tecnologia de edição de genoma que permite identificar genes de interesse, no DNA de qualquer espécie, e modificá-lo de acordo com as necessidades da pesquisa, sem a inclusão de genes de outras espécies. Segundo o pesquisador Alexandre Nepomuceno, da Embrapa Soja (Londrina, PR), um dos pioneiros na utilização do CRISPR na Empresa, essa tecnologia é relativamente nova – começou a ser utilizada na agricultura em 2014 [...] De acordo com ele, o CRISPR funciona como um corretor ortográfico. "Por exemplo, no caso de uma doença genética, fruto de uma mutação nas bases nitrogenadas da cadeia de DNA, é possível corrigir isso por meio dessa ferramenta". Nepomuceno explica que o sistema CRISPR é composto por substâncias químicas: uma molécula de RNA e uma proteína. A combinação dessas duas substâncias consegue localizar a sequência de DNA que se quer modificar dentro do núcleo da célula e a modifica. A técnica foi descoberta estudando o sistema imunológico de bactérias, que, quando são atacadas por um vírus, guardam pedaços da informação do DNA desse organismo que ela destruiu. Assim, toda vez que a bactéria é invadida pelo mesmo vírus, ela o reconhece rapidamente. "Então, os cientistas pensaram: e se eu mudar essa informação do patógeno, do vírus, e colocar no lugar a informação de qualquer sequência de DNA que eu quiser identificar? Foi assim que eles conseguiram bolar esse sistema de edição gênica", comenta Nepomuceno.

Disponível em: https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/-/noticia/13563997/tecnica-de-edicao-de-genoma-promete-revolucionar-a-ciencia. Acesso em: 17.06.2017.

Suponha que com o uso da tecnologia CRISPR se consiga produzir mosquitos Anopheles darlingi fêmeas que sejam resistentes ao protozoário Plasmodium falciparum. Uma das vantagens de ter tais mosquitos é

  1. reduzir o número de casos de malária.
  2. reduzir as chances de um humano adquirir febre amarela.
  3. aumentar a possibilidade de imunização completa contra a dengue e reduzir o número de casos de chikungunya.
  4. proporcionar menor contaminação pelo vírus zika.
  5. reduzir o uso da técnica de transgenia para a produção de mosquitos transmissores da dengue.

09. (Imepac-MG) Edição inédita de DNA humano revela a possibilidade de cura para diversas doenças genéticas

Divulgado esta semana pela revista científica Science, estudo realizado por um grupo de pesquisadores, [...] do Centro de Terapia Genética Celular e Embrionária da Oregon Health and Science University, em Portland, nos Estados Unidos, resultou na edição do DNA de embriões humanos para a eliminação de uma mutação genética que afeta diretamente o músculo cardíaco. Esta mutação é responsável pela cardiomiopatia hipertrófica, uma das principais causas de morte súbita entre jovens [...] uma doença incurável que se beneficia, até hoje, apenas de tratamento paliativo com o objetivo de reduzir os sintomas.

Este avanço é resultado da técnica chamada CRISPR, sigla para Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, ou Repetições Curtas Palindrômicas Agrupadas e Regularmente Interespaçadas. Os cientistas puderam localizar mutações genéticas específicas, corrigindo o DNA de uma célula viva tanto por adição, substituição ou remoção de bases.

Disponível em: . Acesso em: 04 set. 2017 (Adaptação)

Embora abra perspectivas fantásticas para o tratamento de diversas doenças, a técnica traz problemas éticos advindos de possíveis usos indevidos.

É um potencial uso indevido dessa técnica:

  1. cultivo de alimentos geneticamente modificados.
  2. o uso de microrganismos modificados para produção de drogas sintéticas.
  3. Seleção genética de embriões humanos para certas características.
  4. desenvolvimento de tecnologias de edição genética ainda mais avançadas.

10. (Universidade Positivo) A revista “Nature” publicou um artigo que descreve detalhadamente como pesquisadores modificaram genes humanos defeituosos gerando embriões humanos saudáveis por meio uma técnica revolucionária de edição genética – a Crispr-Cas9, que permite a modificação precisa de genes. O estudo foi liderado por Shoukhrat Mitalipov, da Oregon Health and Science University, nos EUA. A façanha é particularmente importante porque indica que o genoma humano pode ser modificado para a correção de doenças.

(Fonte: <https://g1.globo.com/bemestar/noticia/pesquisadores-corrigem-genes-defeituosos-em-embrioes-humanos.ghtml>. Acessado em 01/08/2018.)

Esse tipo de tecnologia, que envolve o reconhecimento de regiões específicas do DNA por uma molécula de RNA, só pode ser desenvolvida a partir de uma característica básica dessas moléculas, que é a:

  1. recombinação gênica.
  2. formação de cromossomos.
  3. duplicação semiconservativa.
  4. substituição de adenina por uracila.
  5. complementaridade de bases.

11. (Olimpiadas Brasileiras de Biologia) A CRISPR é uma nova ferramenta de edição de genoma que pode transformar esse campo da biologia e um recente estudo feito em embriões humanos geneticamente modificados pode ajudar a transformar essa promessa em realidade. Mas cientistas querem mexer com genoma há décadas. Por que a CRISPR de uma hora para outra se tornou uma grande esperança?

Uma explicação rápida para isso é que a CRISPR permite que cientistas modifiquem genomas com uma precisão nunca antes atingida, além de eficiência e flexibilidade. Os últimos anos foram cheios de conquistas para a CRISPR, que criou macacos com mutações programadas e também evitou a infecção do HIV em células humanas. No começo deste mês, cientistas chineses anunciaram que aplicaram a técnica em embriões humanos, o que dá uma dica dos potenciais da CRISPR para curar qualquer doença genética. E sim, isso pode nos levar à era do design de bebês (no entanto, como os resultados desse estudo nos mostram, ainda estamos longe de conseguir levar essa tecnologia para a medicina).

A CRISPR é na verdade um mecanismo de defesa antigo e natural encontrado em diversas bactérias. Nos anos 1980, cientistas observaram um padrão estranho em alguns genomas bacterianos. Uma sequência de DNA poderia ser repetida diversas vezes, com sequências únicas entre as repetições. Eles chamaram essa configuração estranha de “agrupados de curtas repetições palindrômicas regularmente interespaçadas”, ou CRISPR, na sigla em inglês.

Isso era um enigma até os cientistas perceberem que as sequências únicas entre as repetições combinavam com o DNA de vírus. A CRISPR é uma parte do sistema imunológico bacteriano, que mantém partes de vírus perigosos ao redor para poder reconhecer e se defender dessas ameaças durante os próximos ataques. A segunda parte desse mecanismo de defesa é um conjunto de enzimas chamadas Cas (proteínas associadas à CRISPR), que podem cortar precisamente o DNA e eliminar vírus invasores. Convenientemente, os genes que codificam para o Cas são sempre os que estão próximos às sequências CRISPR.

Fonte: http://gizmodo.uol.com.br

Enzimas que cortam o DNA em segmentos específicos são utilizadas há décadas em biologia molecular. Um exemplo de produto biotecnológico ou organismo obtido a partir do uso destas enzimas é:

  1. vinho.
  2. pão.
  3. insulina recombinante.
  4. ovelha dolly.
  5. frutos partenocárpicos.

12. (Imepac-MG) Edição inédita de DNA humano revela a possibilidade de cura para diversas doenças genéticas

Divulgado esta semana pela revista científica Science, estudo realizado por um grupo de pesquisadores, [...] do Centro de Terapia Genética Celular e Embrionária da Oregon Health and Science University, em Portland, nos Estados Unidos, resultou na edição do DNA de embriões humanos para a eliminação de uma mutação genética que afeta diretamente o músculo cardíaco. Esta mutação é responsável pela cardiomiopatia hipertrófica, uma das principais causas de morte súbita entre jovens [...] uma doença incurável que se beneficia, até hoje, apenas de tratamento paliativo com o objetivo de reduzir os sintomas.

Este avanço é resultado da técnica chamada CRISPR, sigla para Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, ou Repetições Curtas Palindrômicas Agrupadas e Regularmente Interespaçadas. Os cientistas puderam localizar mutações genéticas específicas, corrigindo o DNA de uma célula viva tanto por adição, substituição ou remoção de bases.

Disponível em: . Acesso em: 04 set. 2017 (Adaptação)

Dentre as doenças que podem ter seu tratamento beneficiado pelo uso dessa técnica, se encontram, EXCETO:

  1. Síndrome de Down.
  2. Albinismo.
  3. Fenilcetonuria.
  4. Anemia falciforme.

13. (Unioeste) A edição de genes, que envolve a alteração ou desativação de genes existentes, pode vir a ser utilizada no tratamento de doenças genéticas e para criar animais, como porcos com genes editados, livres de vírus, e assim seus órgãos poderão ser utilizados para transplantes

(Fonte: Adaptado de http://ciencia.estadao.com.br/noticias/geral,edicao-de-genes-abre-caminho-para-transplante-de-porcospara- humanos,7000193248. Acesso: 10-08-2017).

Sobre genes, é CORRETO afirmar que
  1. estão em todos os segmentos do DNA, inclusive nos telômeros.
  2. a enzima polimerase do RNA une-se aleatoriamente ao gene.
  3. constituem a maior parte do DNA, chamado DNA não codificante
  4. são segmentos de DNA que codificam a síntese de RNA e/ou proteínas
  5. a tradução gênica é o processo que tem como produto final a formação de RNAm.

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