articulando conceitos em biologia molecular
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Biologia MolecularTRANSCRIPT
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ARTICULANDO CONCEITOS EM BIOLOGIA MOLECULAR?
Marlia de Frana Rocha,
1Instituto de Cincias Biolgicas, Universidade de Pernambuco,
Ana Maria dos Anjos Carneiro Leo,
2Departamento de Morfologia e Fisiologia Animal, Universidade Federal Rural de
Pernambuco,
RESUMO
A construo conceitual em Biologia Molecular convoca diferentes competncias, como a
leitura de textos especficos e compreenso de tcnicas, at a navegao em sites de
genmica. Este trabalho objetivou analisar a formao/articulao de conceitos em Gentica
Molecular, no tema Replicao, no Bacharelado em Cincias Biolgicas. Aps aula anterior
do tema, com durao de trs horas e 20 minutos, ministrada por um professor da rea, foram
disponibilizadas 17 palavras-conceito, que deveriam constar em um texto construdo por
estudantes do 3 perodo. A amostra comps um total de 20 textos, possibilitando a
identificao de lacunas na aprendizagem envolvendo a clula e o ciclo celular, especialmente
sobre diviso celular, interfase, mitose, meiose, cromatina, cromossomo, DNA, gene e
nucleotdeo. Quanto replicao propriamente dita nenhum texto demonstrou um
encadeamento lgico do processo, observando-se, inclusive, dificuldade em diferenciar
transcrio e traduo. Assim, como trabalhar com discentes que passaram por disciplinas
como Citologia, Bioqumica, Gentica Bsica/Geral e no conseguem articular esses
conceitos? Sugere-se a necessidade de rever paradigmas docentes na formao inicial, de
modo a que o estudante se perceba como um produtor ativo de significados.
PALAVRAS-CHAVE: ensino superior; paradigmas; complexidade
INTRODUO
Vrias reas contribuem para o corpo conceitual das Cincias Biolgicas. Uma delas
a Biologia Molecular (BM), que compreende o estudo dos genes no nvel molecular e tem se
desenvolvido rapidamente, em razo dos avanos das micas. De acordo com Pierce (2011), a
Genmica tenta compreender o contedo, a organizao, o funcionamento e a evoluo de
genomas inteiros, enquanto a Protemica o estudo do proteoma, ou seja, o conjunto
completo das protenas de uma determinada clula. A BM convoca diferentes competncias,
como a leitura de textos especficos e compreenso de tcnicas, at a navegao em sites de
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dados estabelecidos para coletas e anlise de informaes (sobre sequncias de DNA e
protenas) em bancos de dados pblicos ligados a internet, tais como: GenBank, EMBL-Bank,
FlyBase e UniProt.
Dados disponveis sobre BM tm aumentado assustadoramente e, at para os
envolvidos em seu estudo, difcil acompanhar toda a gama de novos conhecimentos, pois
articular esses conceitos requer transitar entre os diferentes nveis de organizao biolgica.
No entanto, a forma como estas informaes chegam escola e ao cidado comum,
superficial e muitas vezes carregada de determinismo gentico, como observado no Brasil
(GOLDBACH; EL-HANI, 2008; SCHNEIDER et al., 2011; LEGEY et al., 2012), e em
outros pases (BOUJEMAA et al., 2010; CASTRA e CLMENT, 2014). De acordo com
Capra (2005 p. 174)
... os conceitos tradicionais do determinismo gentico entre os quais o
conceito de programao gentica e, talvez, o prprio conceito de gene no
correspondem realidade e precisam ser radicalmente revistos.
Alm disso, comum observar a supervalorizao de conceitos considerados atuais ou
de ponta por leigos e especialistas, em detrimento de concepes bsicas como destacam
Camargo; Infante-Malaquias; Amabis (2007, p. 3):
comum, por exemplo, que o professor queira saber sobre transgnicos e
clulas-tronco, mas no se preocupe em relacionar este conhecimento a
conceitos fundamentais, como expresso gnica e diferenciao celular.
Conceitos como os listados acima fazem parte de diferentes disciplinas, a exemplo da
Biologia Celular e Molecular, da Bioqumica e da Gentica Molecular. Dessa forma, como
falar sobre clonagem, terapias celular e gnica, cncer, entre outros se a compreenso dos
conceitos bsicos e suas relaes no foi atingida? Isto decorre de uma abordagem
conservadora, na qual a caracterstica fundamental a repetio do conhecimento e a viso
mecanicista.
Uma questo subjacente ao estudo da Biologia, que ainda parece pouco clara entre os
profissionais da rea, inclusive os formadores compreender o significado de Vida. Desde a
Educao Infantil nos deparamos com formulaes de natureza cartesiana, como animais
tm vida; pedras, no tm vida. Assim, a partir dessa perspectiva, reforada ao longo da
escolarizao, assumimos algumas questes como vlidas, como o fato de estar vivo se
relaciona a respirar, comer e se movimentar. Estas assertivas partem do senso comum em
geral e quanto Cincia tudo o que pode ser percebido com nossos cinco sentidos, pode ser
testado e reproduzvel; portanto, significa que confivel (CHALMERS, 1993).
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Em 2007, S avaliou as concepes sobre respirao em alunos de diferentes nveis de
escolarizao (desde o Ensino Fundamental ao mestrado Stricto Sensu em Bioqumica,
passando pela Licenciatura em Cincias Biolgicas), traando um perfil conceitual
longitudinal. O que foi observado? Que as primeiras concepes sobre respirao eram de
natureza vitalista, colocadas em assertivas simples, como respiro para viver. O que seria
esperado medida que a escolarizao formal avanasse? Que uma maior capacidade de
abstrao fosse alcanada e que isto se refletisse na fala (verbal e/ou textual) dessas pessoas.
Entretanto, observamos frequentemente uma sofisticao aparente no discurso, ainda que as
primeiras concepes se mantivessem. Lidamos, assim com um paradoxo a crena nas
primeiras ideias sobre respirao convivendo com concepes abstratas e processuais, como a
respirao celular. Este termo utilizado a partir do Ensino Mdio para significar um
conjunto de vias metablicas que se inicia com a degradao oxidativa da glicose e culmina
com a biossntese de ATP seja ao longo do processo, seja atravs da enzima ATP sintetase,
na membrana mitocondrial interna1.
Assim, medida que mais abstraes se fazem necessrias e existe a necessidade de
integrar outras vises de mundo mais articuladas e contextuais, esse vcuo se torna evidente.
O Paradigma Sistmico-Complexo, desenvolvido a partir de nossa prtica e de nossas
concepes sobre Cincia, valoriza a reelaborada articulao das partes para a compreenso
do todo. Esta concepo diferencia o olhar do professsor quanto a sua perspectiva de mundo e
sua prtica docente em sala de aula.
Como, ento, compreender e construir o conceito de gene? Por que a expresso gnica
fundamental para a homeostase de um indivduo (em qualquer espcie) quanto ao seu
ambiente? Como esta interao homem-ambiente se relaciona com a Evoluo? Que
processos mediam a interao ambiente-indivduo? Onde (e como) essas interaes se
materializam?
Dificilmente poderamos pensar nesse assunto, sem considerar os nveis de
organizao biolgica em um nico indivduo. Tomando a espcie Homo sapiens como
modelo, estamos organizados em sistemas, rgos, tecidos e clulas. Estas, por sua vez,
reproduzem esse modelo de organizao, considerando a funo e integrao das organelas.
A organizao curricular dos cursos de formao inicial em Cincias Biolgicas
(Bacharelado e Licenciatura) ainda considera que os nveis de organizao citados
pertencem ao domnio disciplinar, consequncia do Paradigma Cartesiano, fragmentador e
1 Processos citoslicos (gliclise) e mitocondriais (converso de piruvato a Acetil CoA, ciclo do cido ctrico e
fosforilao oxidativa na Cadeia Transportadora de Eltrons)
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reducionista. Desse modo, torna-se extremamente difcil compreender que um homindeo
precisava ter reservas moleculares (para utilizao de energia) na perspectiva da
sobrevivncia. Essas reservas permitiriam aes rpidas, como buscar uma presa ou fugir de
um predador. Da mesma forma, permitiriam a mdio e longo prazo sobreviver a um inverno
ou estiagem prolongada.
Entretanto, em nossa prtica docente atual, lidamos com os contedos disciplinares de
forma estanque, importantes per se, em uma vertente tecnicista (BEHRENS, 2007, 2010). A
integrao de todos esses conhecimentos considerada como mera responsabilidade do aluno.
Sem dvida, tem havido um esforo em determinadas reas, como na Gentica, para
facilitar a compreenso da abordagem molecular. Um aspecto notvel o aumento de
modelos didticos objetivos e prticos, que facilitam a sua explanao, como apresentados na
Revista Gentica na Escola, disponvel no site da Sociedade Brasileira de Gentica
(www.sbg.org.br). Entretanto, preciso ressaltar que se faz necessria uma prtica docente
questionadora, problematizadora e que estimule reflexo sobre como os conceitos esto
sendo construdos. Em outras palavras: as mudanas do mundo, do Conhecimento, da Cincia
devem se refletir em nossa prtica. Behrens (2010) traa a relao entre a prtica pedaggica e
o paradigma emergente, compreendido por ns como o Paradigma Sistmico-Complexo.
Nesse contexto, procuramos contribuir para o aperfeioamento do ensino na rea da
Biologia Molecular ao analisar a formao/articulao de conceitos em Gentica Molecular,
no tema Replicao, no Bacharelado em Cincias Biolgicas por meio da construo de
textos e de sua discusso. Esta atividade um recorte especfico do projeto Estimulando o
pensar em grupo: construir, ligar e interligar conceitos por meio de oficinas pedaggicas
interdisciplinares2.
O estudante do Ensino Superior (ES) ao partilhar com seus pares o que estudou
academicamente pode aprender de forma significativa ao confrontar seus saberes e expor seu
ponto de vista. O estudante tendo direito a voz aprende a questionar, discordar,
exemplificar, duvidar e buscar subsdios para fortalecer a sua argumentao. Aprende
tambm, a ouvir o colega, exercitando a ouvirtude (ou a virtude de saber parar para ouvir o
outro e esperar sua vez de falar). Nesse processo, tambm ensina ao desafiar o professor a
buscar formas de transpor o saber da academia para o saber do cotidiano.
2 CAAE 19224113.6.0000.5207, aprovado no parecer CEP 555.762
http://www.sbg.org.br/
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DESENVOLVIMENTO
Metodologia
A pesquisa desenvolveu aes voltadas para analisar a formao de conceitos em
Gentica Molecular, no tema Replicao, em 31 discentes, de uma turma de 3 perodo de
graduao do Curso de Bacharelado em Cincias Biolgicas de uma universidade de
Pernambuco.
Nesta turma foram ministradas duas aulas, por um professor da rea, sobre Estrutura
de cidos Nucleicos e Replicao, com durao de trs horas e 20 minutos cada. Deste
perodo de tempo, duas horas foram destinadas a exposio do assunto e uma hora e vinte, a
aplicao de listas de exerccios/ps-testes. Para a segunda aula, foi feita uma proposta pelas
pesquisadoras de substituir esta atividade avaliativa por outra, na qual 17 palavras-conceito
deveriam constar em um texto construdo pelos estudantes: clula, cromatina, cromossomo,
DNA, DNA polimerase, eucariontes, gene, helicase, interfase, meiose, mitose, nucleotdeo,
pares de bases, procariontes, replicao, SSbs, topoisomerase.
Apesar do processo de replicao ocorrer em clulas, tambm foi solicitado que
organizassem suas construes partindo de uma viso macro para a microscpica (ou vice-
versa), considerando suas relaes, a fim de perceber como os estudantes transitam em
diferentes nveis de organizao estrutural e funcional.
O corpus de anlise deste trabalho comps um total de 20 textos, sendo 11 feitos em
dupla e nove construdos individualmente, podendo fazer uso de consulta. O projeto foi
previamente apresentado aos estudantes, convidando-os a participar. Todos os participantes
foram esclarecidos e assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido. Nenhum aluno
foi fotografado ou filmado, sendo mantido o anonimato de cada indivduo.
Os textos produzidos foram identificados de T1 a T20. Foram consideradas as
seguintes variveis: (A) Dezessete termos envolvidos na gentica propostos pelas
pesquisadoras e, adicionalmente, cinco pelos discentes (diviso celular, ligase, ncleo,
primase/primer e semiconservativa); (B) Conceitos de mbito mais geral na perspectiva do
trabalho (viso macro organismo, diviso celular) e mais especfico (viso micro estrutura
e funo do DNA, replicao); (C) Relao entre conceitos; (D) Concepes errneas ou
infundadas sobre o tema e suas inter-relaes. O passo seguinte consistiu no processo de
relacionar categorias a partir das observaes da lista de palavras, com o propsito de
reorganizar os dados e identificar processos e suas relaes, de forma qualitativa. Foram estas:
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(1) No citou o conceito; (2) Apenas citou o conceito; (3) Conceito correto; (4) Conceito
incompleto/parcialmente correto e (5) Conceito incorreto.
As definies dadas pelos aprendizes foram comparadas utilizando-se as dos conceitos
do glossrio ou de trechos dos livros Introduo Gentica (SNUSTAD; SIMMONS,
2013) e Fundamentos da Gentica (GRIFFITHS et al., 2013) adotados na disciplina de
Gentica Molecular.
Na semana seguinte foi dado o feedback das construes individuais e coletivas. Foi
feito um acordo verbal sobre respeitar a opinio do outro, esperar a vez de falar, e se abster de
qualquer comentrio no construtivo, no intuito de exercer a ouvirtude.
2. Resultados alcanados e discusso
Dos 20 textos, apenas um no apresentou erros conceituais. No entanto, foi sugerido
dupla comparar a replicao procaritica com a eucaritica, com o intuito de se apropriarem
melhor do tema e visualizarem semelhanas e diferenas entre os dois processos. Quanto
organizao, apenas trs o fizeram partindo da viso macro at a micro. A maioria dos textos
apresenta uma mistura dessas vises na sua construo, notando-se a dificuldade em perceber
o que mais micro neste universo celular. Embora seja habitual a utilizao de um sistema
hierrquico, Capra (2006 p. 45) destaca que
...isso uma projeo humana. Na natureza, no h acima ou abaixo, e
no h hierarquias. H somente redes aninhadas dentro de outras redes.
Para facilitar a visualizao e a discusso dos dados, os grficos (Grficos 1-3) foram
construdos com at seis conceitos. O primeiro grfico trata dos conceitos selecionados pelas
pesquisadoras e considerados macro para a discusso em tela, enquanto os grficos 2 e 3
apresentam os categorizados como micro. Alguns conceitos podem estar includos em duas
das cinco categorias. As categorias (4) Conceito incompleto/parcialmente correto e (5)
Conceito incorreto foram tratadas conjuntamente, sendo a primeira destacada em itlico e a
segunda em sublinhado, respectivamente, para facilitar a discusso. A seguir, o grfico 1
apresenta os conceitos considerados macro para a discusso do tema replicao.
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Grfico 1- Representao das concepes dos estudantes envolvendo organismos e
diviso celular
Os termos procariotos e eucariotos foram os que mais apresentaram conceitos
construdos de forma correta, no entanto um texto apresentou a seguinte citao:
T17- Todo ser vivo apresenta caractersticas que o constitui em uma perfeita organizao
estrutural, onde h clulas procariontes e eucariontes. [grifos nossos]
preocupante observar tal construo realizada por um aluno do 3 perodo de
Biologia. Durante a discusso dos textos (feedback) foi verificado, que era de fato uma ideia
trazida pelo estudante, como se clulas procariotas e eucariotas pudessem compor um mesmo
ser. Nesse momento, foram feitas, por seus colegas, muitas aluses simbiose de bactrias,
que compem a flora dos tratos digestrio e urinrio humano. Comentrios desse participante
sobre tecido epitelial evidenciaram, tambm, a confuso sobre epitlio de transio
compreendido como se fosse metaplsico. Essas observaes corroboram os dados de Legey
et al. (2012, p. 213) quando afirmam que
....a aprendizagem de conceitos cientficos, como os de clula, um processo
mental complexo que engloba a construo de representaes episdicas e a
memria de longo prazo.
Outra concepo digna de nota foi a do texto 16, a qual explicita Os seres
eucariticos so mais complexos, pois compreendem a maioria dos seres vivos, j os
procariontes compreendem apenas os seres do reino monera. Eucariotos no so mais
complexos por este motivo. comum se pensar em complexidade como sinnimo de
evoluo, fato observado durante a discusso, mostrando como difcil abordar nveis de
complexidade. importante esclarecer que, para um dado tempo e espao (ambiente), todos
os seres que ali vivem so evoludos, ou seja, adaptados para manter e perpetuar a Vida.
02468
10121416
No Citou
Citou
Conceito Correto
ConceitoIncompleto
Conceito Incorreto
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Quanto complexidade, segundo Capra (2006), em cada nvel os fenmenos estudados
mostram propriedades que no existem no nvel anterior.
Outro ponto de destaque est relacionado quantidade. possvel usar a citao de
parte de um texto de um divulgador de cincia, muito popular, o Dr. Druzio Varela.
Sabe-se, hoje, que metade da biomassa terrestre ... constituda por seres
unicelulares. As bactrias representam, ento, o maior exemplo de sucesso
ecolgico na histria da vida desse planeta. O nmero de bactrias que nos
colonizam, especialmente na pele e no trato digestivo, muito superior ao
nmero de clulas que constituem nosso corpo e sua diversidade tanta que
s conhecemos mais ou menos 50% delas, pois as demais nunca foram
cultivadas. (http://drauziovarella.com.br/audios-videos/drauzio-entrevista/o-
mundo-das-bacterias/ Acesso em 02 de out 2014)
Ora, estas informaes esto na mdia e no fazem parte apenas do conhecimento
acadmico, ento como entender a afirmao de que eucariotos so mais abundantes? O que
no percebido com os sentidos, no caso a viso, faz parte do mundo invisvel, possibilitando
uma gama de concepes alternativas. O mesmo pode ser observado conceitos de outras
disciplinas tais como Biologia Celular, Biofsica, Bioqumica, Gentica, Microbiologia, entre
outras. Alm de especializados, tais conceitos so tratados de forma abstrata, na perspectiva
de Morin (2002, p. 41):
A especializao abs-trai, em outras palavras, extrai um objeto de seu
contexto e de seu conjunto, rejeita os laos e as intercomunicaes com seu
meio, introduz o objeto no setor conceptual abstrato que o da disciplina
compartimentada, cujas fronteiras fragmentam arbitrariamente a
sistemicidade (relao da parte com o todo) e a multimensionalidade dos
fenmenos; conduz abstrao matemtica que opera de si prpria uma
ciso com o concreto, privilegiando tudo que calculvel e passvel de ser
formalizado.
O termo clula foi citado pela maioria apenas dentro do contexto. Somente quatro
textos desenvolveram o conceito de forma simplificada, referindo-se a unidade morfolgica
e fisiolgica dos seres vivos. Isto tambm foi observado por outros autores como Legey et al.
(2012), que destacam a apropriao de conceitos corretos, porm simplistas como o
observado. Isto agravado pelo pensamento cartesiano como destaca Capra (2006, p. 37)
Quando Rudolf Virchow formulou a teoria das clulas em sua forma
moderna, o foco dos bilogos mudou de organismos para clulas. As funes
biolgicas, em vez de refletirem a organizao do organismo como um todo,
eram agora concebidas como um resultado de interaes entre os blocos de
construes celulares.
Vrios trabalhos apontam a dificuldade de aprendizagem referente ao conceito de ciclo
celular, essencial na existncia e manuteno do organismo vivo. Sobre a interfase, foi
http://drauziovarella.com.br/audios-videos/drauzio-entrevista/o-mundo-das-bacterias/
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notria a dificuldade de desenvolver o conceito, o qual agrupa vrias construes
incompletas/parcialmente corretas (destaque em itlico) e incorretas (sublinhado), como
presente nas seguintes construes:
T3-A interfase e uma fase que precede a mitose....
T16-O perodo de vida de uma clula dividido em interfase (perodo em que a clula esta se
preparando) e diviso celular (mitose e meiose).
T1- Antes de iniciar a diviso celular, o DNA encontra-se descondensado, esta fase conhecida
como cromatina....
T7-Material gentico que tambm precisa ser dividido para que ocorra a diviso celular, esse
processo ocorre na fase em que chamamos de interfase ou fase S.
Vrios textos se referem interfase como uma fase de preparao e no como o
perodo no qual a maioria das nossas clulas est, ou seja, em plena atividade metablica.
como se a clula entrasse novamente na interfase apenas para que uma nova diviso celular
acontea. Em outras palavras, a compreenso sobre interfase (e seu significado no contexto do
ciclo celular) incompleta e distorcida. Alm disso, no diferenciam a fase e suas etapas.
Observa-se ainda a noo do DNA empacotado, ou seja, no se diferenciam as concepes
de cromatina e cromossomo, existindo uma ideia descontextualizada de menor ou maior
condensao do DNA. O ciclo celular, assim, visto como um amontoado de nomes sem
conexes.
Lopes (2007) destaca que ciclo celular por ser um contedo abstrato e microscpico
se constitui numa barreira intransponvel para a maioria dos estudantes, em razo do nvel de
abstrao necessrio a sua compreenso como, por exemplo, a relao entre o mundo micro e
o macro, que permite o entendimento do funcionamento do corpo de forma sistmica.
Das palavras selecionadas para aparecer nos textos, dentro desse recorte (conceitos
macro), apenas mitose se fez presente em todos. Alguns textos apenas citaram os conceitos de
mitose e/ou meiose. A maioria desenvolveu os conceitos corretamente. Entretanto, por ter
utilizado apenas o texto e devido a discusso envolver muitos elementos, no foi possvel
verificar at que ponto, o conceito escrito algo apenas memorizado.
A seguir, so exibidas algumas concepes, consideradas inadequadas, sobre diviso
celular inseridas nos textos sob anlise, sem seguir um encadeamento lgico dos processos
celulares e de sua implicao para os organismos envolvidos.
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T4-...mitose (uma clula divide o seu citoplasma..)...ou meiose ....e que podem acontecer
simultaneamente na mesma clula.
T17- tambm no ncleo que ocorre as divises celulares sucessivas denominadas mitose e
meiose, cujo perodo entre elas chamado de interfase que o intervalo das duas divises e
onde a atividade do ncleo mais alta.
T17-A mitose o tipo de reproduo assexuada, onde uma clula d origem a duas outras....
T11-No planeta existem seres procariontes e eucariontes, eles passam por um processo de
diviso celular, sendo eles mitose e meiose.
T1-...as clulas esto em constant(i)mente em processo de diviso ....
T10-Dentre os muitos papis e atividades desenvolvidas pelas clulas vivas, a diviso possui o
maior xito.
Alguns textos apontam para a ideia de que a diviso celular ocorre no ncleo
(mitose/meiose) ou no citoplasma (citocinese), desconsiderando o fato de que o processo
dinmico e integrado. importante frisar que as fases envolvidas so uma forma didtica de
se analisar o processo, pois ao microscpio possvel observar rotineiramente fases
intermedirias. Os mtodos de fixao do material biolgico (para Histologia e Citogentica)
captam um momento da diviso celular para uma dada clula, como uma fotografia (esttica).
Os estudantes tambm desconsideram a impossibilidade da mitose e da meiose serem
simultneas em uma mesma clula. Nem toda clula ir sofrer mitose, a exemplo de muitos
dos nossos neurnios, e muito menos meiose, observada apenas nas clulas germinativas.
Alm disso, procariotos sofrem fisso, por no possurem citoesqueleto e, por esta razo, no
poderiam sofrer mitose e meiose (ALBERTS et al., 2011).
Ao apontarem a diviso celular como possuindo maior xito dentre os papeis
celulares, fica clara a no compreenso da interfase como a fase constitutiva de nossas
clulas e da sua importncia no metabolismo e manuteno celular. A interfase deve ser
considerada em sua perspectiva e no trat-la como um mero intervalo - concepo antiga
perpetuada por mtodos memorsticos e descontextualizados. Klautau et al. (2009) apontam
que estudantes universitrios e de ensino mdio dificilmente revelam uma compreenso
fundamentada dos fenmenos e processos celulares, nem os relacionam com os conceitos da
gentica. Se alcanado, seria possvel estabelecer relaes entre o ciclo celular, a manuteno
dos tecidos e a perpetuao da Vida.
Os dados seguintes trataram dos conceitos considerados micro, divididos em dois
grficos e suas respectivas discusses. O grfico 2 tratou de conceitos que transitam entre os
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conceitos considerados macro e micro e abordam a estrutura e funcionalidade do DNA e o
grfico 3 abordou a replicao propriamente dita.
Grfico 2- Representao das concepes envolvendo estrutura e funo do DNA
Os conceitos de cromatina e cromossomo apresentaram muitas concepes
inadequadas, como podem ser observados nos recortes abaixo.
T5-Na interfase, o cromossomo est totalmente descondensado formando a cromatina, que
uma protena....
T7-O material gentico pode ser encontrado em duas formas morfolgicas, a cromatina e o
cromossomo....
T8-Nas clulas eucariontes o cromossomo e a cromatina (cromossomo condensado) se
encontram no ncleo.
T10-Os filamentos formados por todos os cromossomos dentro do ncleo no estado da mitose
identificado como cromatina.
T20-....o conjunto dentro do ncleo formado por cromossomos chamado de cromatina.
A cromatina forma complexos de DNA/protenas (especialmente as histonas) e diversos
tipos de pequenos RNAs. Somente quando a clula entra em processo de diviso, essa fica
mais compactada sob a forma de cromossomo (SNUSTAD; SIMMONS, 2013). Os textos,
alm de refletirem o desconhecimento sobre a importncia do empacotamento de DNA, como
j referido na discusso sobre interfase, tambm se reportam cromatina como uma espcie
de local, tal qual um ncleo, na concepo do texto 17. Sabe-se tambm que a configurao
da cromatina, se menos ou mais descondensada (eucromatina e heterocromatina,
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No Citou
Citou
Conceito Correto
Conceito Incompleto
Conceito Incorreto
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respectivamente) esto sob regulao epigentica que modifica a estrutura e o funcionamento
do genoma, repercutindo sobre o perfil fenotpico, por meio da ativao ou desativao de
genes (PIERCE, 2011; GRIFFITHS et al., 2013). Como transpor tal dificuldade conceitual?
Como fazer o estudante perceber que se trata do mesmo DNA com configuraes diferentes a
depender do ambiente e de suas interaes?
O local onde fica o DNA ainda motivo de dvida, como observado em T7 Nos
procariotos, o material gentico, est disperso no citoplasma.... E quanto ao nucleoide?
Em relao ao DNA e sua estrutura, era esperado que os discentes apresentassem uma
coerncia lgica e conceitos melhor formados. Mas no foi o que ocorreu, como o
exemplificado:
T1-O material gentico dos eucariontes e procariontes, de um modo geral composto pelo
DNA, o qual constitudo por polmeros de nucleotdeos, que por sua vez so formados por
protenas, grupo fosfato, pentose e pares de bases nitrogenadas....
T6-Cada nucleotdeo formado por: (a) um acar ...,(b) um grupamento fosfato e (c) um par de
bases pricas (adenina e guanina) e um de bases pirimdicas (citosina e timina, no DNA ou
uracila, no RNA).
T15-Os pares de base se ligam atravs de pontes de hidrognio para formar os nucleotdeos.
T19-O DNA uma molcula formada por 1 pentose (desoxirribose), 1 fosfato, 1 pares de base
nitrogenadas compostas por, 4 nucleotdeos diferentes: adenina, timina, guanina e citosina, que
se ligam ao seu nucleotdeo complementar por ligaes de hidrognio.
Seria simplista responsabilizar os estudantes, o ensino bsico, os livros didticos e o
processo de ensino fragmentado. Precisamos rever a prtica docente, os professores do ensino
bsico so formados nas licenciaturas, cursos de graduao. Assim, todos tm seu quinho de
responsabilidade para no perpetuar o ciclo de concepes equivocadas pela falta de
compreenso e contexto. Dessa forma, como explicar a importncia de interao entre
molculas (protenas, por exemplo) a depender do encaixe no sulco maior ou menor da
estrutura da dupla hlice, para alunos que no compreendem nem a estrutura bsica de um
nucleotdeo? Como faz-los pensar sobre diferentes funes de nucleotdeos, a exemplo do
ATP, ao falar de estrutura de cidos nucleicos? Como falar de hlices triplas e qudruplas
(PIVETTA, 2013) relacionadas regulao gnica?
Em relao ao conceito gene foi interessante notar que, mesmo elencando a palavra a
ser utilizada em um texto, ela pode no aparecer. Isto ocorreu em 50% dos textos e nos
chamou a ateno pelo fato de a disciplina ser Gentica Molecular. No entanto, sabe-se que o
conceito de gene um dos mais difceis da Biologia, equiparando-se ao de espcie. A maioria
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dos textos que trataram desse termo apresentaram concepes inadequadas, como pode ser
notado, a seguir.
T5-Os cromossomos so responsveis por carregar as informaes presentes nas clulas, ficam
localizadas no ncleo celular, so constitudos por DNA, que tem padres especficos e so
denominados genes. O gene um segmento de uma molcula de DNA que contem cdigo para
a produo de aminocidos de cadeia polipeptdica e as sequncias reguladoras para a
expresso.
T7-O DNA contm uma sequncia de cdigos para a produo de aminocidos chamados de
genes...
T19-No segmento da molcula de DNA encontra-se os genes, que so partes deste segmento
que contm um cdigo para sintetizar aminocidos.
As concepes apresentadas focam a sntese de protenas, sem levar em conta que um
RNA tambm pode ser um produto final. Alm disso, confundem sntese de protenas e
sntese de aminocidos e corroboram uma gama de trabalhos, que apresentam dados
consistentes sobre a necessidade de se mudar a forma de tratar o conceito gene. Estes
abordam as similaridades superficiais de mitose e meiose, o uso indiscriminado dos termos
gene e alelo, da crise do conceito gene e de diferentes nomenclaturas para a palavra gene,
metforas e ideias sobre gene (JOAQUIM et al., 2007; GOLDBACH; EL-HANI, 2008;
KLAUTAU et al., 2009; BOUJEMAA et al., 2010; SCHNEIDER et al., 2011).
Uma frase do texto 10 mereceu destaque
T10-O material gentico dever se replicar, controlar tanto o crescimento quanto o
desenvolvimento do organismo, permitindo adaptaes necessrias ao ambiente.
De acordo com Tidon (2006), as vises de Darwin e Mendel representaram grande
avano cientfico na poca em que foram propostas, mas, posteriormente, atuaram como
obstculos por entrarem em contradio com descobertas da Biologia de Populaes e do
Desenvolvimento. Nesse contexto, duas ideias equivocadas, em especial, comprometem o
entendimento de processos ontogenticos e da Biologia Evolutiva, nas palavras da autora (p.
41 e 42)
Na primeira delas, a ontogenia vista como o desdobramento de formas que
j estavam latentes nos genes, como se o desenvolvimento seguisse
rigorosamente uma receita escrita no DNA dos organismos. Na segunda
idia, o processo filogentico encarado como um problema e soluo: o
ambiente prope um problema e os organismos oferecem solues,
sendo que a melhor delas ser finalmente escolhida.
Essas explicaes se mostram inadequadas uma vez que a relao entre gene, organismo
e ambiente muito mais complexa do que o esperado. Tindon (2006, p. 43) ainda destaca que
-
O fentipo de um organismo est continuamente se modificando, do
nascimento morte. Em qualquer momento, ele no simplesmente o
resultado da interao de seus genes com o ambiente, mas tambm do
prprio fentipo no momento anterior. Portanto, o organismo no apenas o
objeto de foras do desenvolvimento, tambm o sujeito dessas foras.
Os dados seguintes do continuidade discusso dos conceitos considerados micro. O
grfico 3 abordou a replicao propriamente dita.
Grfico 3- Grfico dos conceitos envolvendo a replicao propriamente dita
Dos vinte textos, o conceito geral de replicao foi apenas citado em nove desses, sem
que houvesse uma definio mnima e mesmo sabendo que o tema a ser tratado seria
replicao. Em outros nove, as definies foram corretas. A frase abaixo mostra uma
concepo incorreta sobre snteses de DNA e protena.
T15-As SSBs servem como presilhas para manter a molcula esticada para o incio da traduo,
que a sntese de DNA.
No momento da discusso, o estudante alegou ter escrito de forma equivocada e
argumentou saber o que replicao e traduo. Isto mostra a importncia de escutar o aluno,
que ao expressar o pensamento, pode desfazer uma falsa impresso ou dar a oportunidade ao
mesmo de reformular o pensamento.
A sentena, a seguir, foi escolhida para tratar de um tema importante para o processo.
T4-A clula pode sofrer replicao, que nada mais do que a duplicao do material gentico
atravs de um molde.
Segundo Capra (2005), a fidelidade da replicao do DNA, que est na origem da
estabilidade gentica, no to precisa quanto se esperava e o DNA no to estvel. Alm
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4
6
8
10
12
No Citou
Citou
Conceito Correto
ConceitoIncompleto
Conceito Incorreto
-
disso, parece haver mecanismos que geram erros de cpia por meio da mitigao de alguns
dos processos de controle.
No se pensava em reparo porque ningum imaginava que o DNA se alterasse
tanto. Sabia-se sobre as mutaes e acreditava-se que fossem raras. No entanto, se no
houvesse reparo de DNA, a vida no existiria. Provavelmente, o primeiro mecanismo de
reparo deve estar relacionado com ultravioleta, em razo de a vida ter evoludo na Terra
sem camada de oznio, onde era preciso reparar danos ocasionados ao material gentico.
Assim, nas palavras de Capra (2005, p. 177)
...as mutaes so geradas e controladas ativamente pela rede epigentica da
clula e que a evoluo um elemento essencial da auto-organizao dos
organismos vivos.
No contexto, das novas descobertas da gentica qui possamos vislumbrar uma
mudana lenta e gradual, no qual as estruturas deixam de ser o foco principal e a organizao
das redes metablicas, ou seja, os processos epigenticos, passam a comandar a mudana de
um pensamento reducionista para um sistmico.
Outras citaes que mereceram um comentrio foram as dos textos 1 e 11.
T1- O processo do DNA mais aceito o semiconservativo...
T11-A replicao do DNA pode ocorrer de 3 formas distintas mas apenas uma a mais
adequada para o processo, sendo a replicao semiconservativa...
H claramente uma mistura entre a replicao semiconservativa da molcula do
DNA, que conserva um filamento molde em cada molcula nova, prevista no modelo da
teoria testada por Matthew Meselson e Franklin Stahl, em 1958, caso que
....ilustra a noo de que a teoria antecede a experimentao, sendo esta
planejada sobretudo para testar se a teoria (ou o modelo) est em
conformidade com a realidade (SILVA, 2013, p.58)
Quanto s enzimas implicadas no processo da replicao, a maioria as definiu de
forma correta, no entanto, por estar no final da discusso no foi possvel avaliar o que foi
apreendido de forma memorstica e o que de fato foi construdo. Entre as concepes
inadequadas, a mais frequente foi tratar das DNA polimerases como se sua nica funo
fosse a polimerizao da cadeia: ..as DNA polimerases...., onde a I e a III atuam mais que as
demais (T15).
-
Quanto as enzimas implicadas no processo da replicao, a maioria as definiu de
forma correta, no entanto, por estar no final da discusso em sala de aula no foi possvel
avaliar o que foi apreendido de forma memorstica e o que de fato foi construdo.
Dentre as concepes inadequadas, a mais frequente foi tratar das polimerases como
se sua nica funo fosse polimerizao da cadeia, a exemplo do texto 15 ..as DNA
polimerases...., onde a I e a III atuam mais que as demais.
Quanto as demais enzimas, alguns exemplos de concepes incompletas ou incorretas
foram elencados.
T5-As SSBs so protenas que se juntam a fita de DNA que a enzima DNA helicase separou,
impedindo assim que ela volte a se ligar
Fitas de DNA que no podem fazer pareamento devido a ao das SSBs da forma
como colocada seria extremamente perigoso para a clula, porm sabemos que isto
temporrio e dinmico, pois a medida que a sntese ocorre as SSBs do espao aos novos
desoxirribonucleotdeos que iro formar ligaes fosfodister no sentido 5-3 e tambm
formaro pontes de hidrognio entre as bases nitrogenadas.
Em alguns textos fica claro a memorizao, a exemplo dos textos 10, 3 e 16.
T10-A topoisomerase que catalisa a introduo ou remoo de superhlices no DNA.
T3-Com isso a primase coloca um primer para ser o molde de um DNA....
T16-A replicao inicia-se quando a enzima primase liga-se uma sequncia de nucleotdeos que
forma 1 curto fragmento de RNA....
O problema bsico nesses exemplos para que servem essas enzimas e em que
momento atuam. Para que so introduzidas ou removidas superhlices no DNA? Elas so
negativas ou positivas? Responder a estas perguntas permite ao estudante mostrar uma
compreenso mais adequada do papel da topoisomerase. Da mesma forma, podemos fazer
perguntas semelhantes para a primase, visto sua funo bsica ser por um primer de RNA
para fornecer uma extremidade 3OH livre. O texto 16 mostra o desconhecimento em relao ao
incio da replicao e sua origem, nica para procarioto e mltipla para eucarioto, em razo da
quantidade e tamanho de cromossomos a serem replicados (SNUSTAD; SIMMMONS, 2013).
Por fim, podemos citar a ligase, cuja concepo mais frequente ilustrada no texto 10
Se um filamento de DNA sintetizado descontinuamente necessrio um mecanismo para
unir os fragmentos, esse mecanismo realizado pela enzima ligase.
Muitos dos textos se referem a ligase apenas durante a sntese descontnua, e
esquecem que a fita contnua tambm necessita de primer, cujo RNA ser retirado e
substitudo por DNA e a ltima ligao ser selada pela ligase (GRIFFITHS et al., 2013).
-
Considerando o papel fundamental do DNA como material gentico, esse ser capaz,
ento, de desempenhar trs funes essenciais: a funo genotpica replicao, a funo
fenotpica expresso gnica e a funo evolutiva mutao (SNUSTAD; SIMMONS,
2013).
CONCLUSES
Os textos possibilitaram a identificao de lacunas na aprendizagem envolvendo a
clula e o ciclo celular, especialmente sobre diviso celular, interfase, mitose, meiose,
cromatina, cromossomo, DNA, gene e nucleotdeo. Quanto replicao propriamente dita
nenhum texto demonstrou um encadeamento lgico do processo. Assim, como trabalhar com
discentes que passaram por disciplinas como Citologia, Bioqumica, Gentica Bsica/Geral e
no conseguem articular esses conceitos? Sugere-se a necessidade de rever paradigmas
docentes na formao inicial, de modo a que o estudante se perceba como um produtor ativo
de significados.
Para promover um aprendizado ativo e significativo, em que o aluno transcenda a
memorizao de nomes, fundamental que os conhecimentos se apresentem por meio do
desenvolvimento de atividades que solicitem dos alunos vrias habilidades, destacando-se o
estabelecimento de conexes entre conceitos (ROCHA; JFILI, 2005), o que representar
uma efetiva contribuio na rea educacional. Pois segundo SCHOPENHAUER (2005, p.39)
.... uma grande quantidade de conhecimentos, quando no foi elaborada por
um pensamento prprio, tem muito menos valor do que uma quantidade bem
mais limitada, que, no entanto, foi devidamente assimilada. Pois apenas
por meio da combinao ampla do que se sabe, por meio da comparao de
cada verdade com todas as outras, que uma pessoa se apropria do seu prprio
saber e o domina....
Textos podem revelar uma topografia conceitual e, ao mesmo tempo, favorecer o
reconhecimento das concepes prvias (ou alternativas) e as revistas pela sistematizao da
aula), o que favorece a identificao de lacunas na aprendizagem dos discentes envolvendo a
clula e alguns de seus processos. Isto pode auxiliar o professor em uma melhor elaborao na
interveno didtica, pontuando as dificuldades e/ou conceitos inadequados revelados.
Entender sistemicamente, de acordo com Capra (2006) significa utilizar um contexto e
estabelecer a natureza de suas relaes, o que o oposto do pensamento analtico. Assim,
-
enquanto a anlise isola algo a fim de entender, o pensamento sistmico coloca-o no contexto
de um todo.
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