genÉtica_na_escola_2014_vol.09_n°02

Volume 9 No 2 2014

Conceitos em Gentica

Gentica e Sociedade

Investigaes em Ensino de Gentica

Materiais Didticos

Resenha

Um Gene

ISSN 19803540

Investigaes em Ensino de Gentica

ndice Conceitos em Gentica

Herana monognica: alm de Mendel, alm do DNA ................................................................................................................80

Gentica e SociedadeA Gentica e as invases biolgicas: dois estudos de caso de bivalves invasores do Brasil .......................................................86

Investigaes em Ensino de GenticaGeneralizaes que distanciam os conhecimentos dos livros didticos das referncias em Gentica .....................................92

Materiais DidticosAvaliao da depresso endogmica em populaes de araticunzeiro: apoio pedaggico ao Ensino de Gentica ...............104

Tirinhas no ensino da estrutura, funo e conceito de gene .......................................................................................................118

A Gentica contra os crimes ambientais: identificao de madeira ilegal provenientes de unidades de conservao utilizando marcador molecular ..........................124

Como desvendar enigmas genticos a partir da comparao de sequncias .............................................................................136

ResenhaMitos da Gentica Humana ..........................................................................................................................................................146

Um GeneO gene da intolerncia lactose ....................................................................................................................................................148

Gentica na Escola | Vol. 9 | N 2 | 2014

Sociedade Brasileira de Gentica

Gentica na Escola ISSN: 1980-3540

Maria de Nazar Klautau-Guimares1, Sabrina Guimares Paiva2, Silviene Fabiana de Oliveira1

1 Departamento de Gentica e Morfologia, Instituto de Cincias Biolgicas, campus Darcy Ribeiro, Universidade de Braslia. 2 Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia do Tocantins (IFTO) e doutoranda no Departamento de Gentica e Morfologia,

Instituto de Cincias Biolgicas, campus Darcy Ribeiro, Universidade de Braslia.

Autor para correspondncia: [email protected]

CONCEITOS EM GENTICA

Herana monognica: alm de Mendel, alm do DNA

80 Gentica na Escola | Vol. 9 | N 2 | 2014

O artigo prope uma refl exo sobre o ensino da herana monognica, apontando as limitaes decorrentes da sua simplifi cao e sugerindo a apresentao do quadro atual dos conceitos envolvidos. importante transmitir ao aluno de graduao a diversidade de novos conhecimentos que se contrapem ideia simples da herana monognica, que foi inicialmente proposta e ainda persiste no ensino. O artigo no pretende apresentar uma frmula pronta e sim uma ideia a ser construda por professores e demais graduados.

Sociedade Brasileira de Gentica 81



O ENSINO DA HERANA MONOGNICA

O modelo clssico de investigao genti-ca, principalmente da espcie humana, baseia-se em estudos familiares e na trans-misso de um fentipo, que tradicional-mente utilizado como exemplo em sala de aula e nos livros didticos. Porm, de fato, apenas poucas caractersticas apresentam reconhecidamente herana monognica, que conceitualmente representa a transmisso de uma caracterstica, de uma gerao a outra, cuja expresso do fentipo depende de so-mente um gene. E ainda, o nmero de carac-tersticas e doenas cuja variao fenotpica pode ser explicada por mutaes em um ni-co lcus est se reduzindo signifi cativamente ao longo das dcadas, devido ao avano do conhecimento na rea da genmica.

Rotineiramente, para o ensino dos padres de herana em humanos utiliza-se a obser-vao da transmisso de caractersticas fe-notpicas de fcil visualizao, como cor dos olhos, lbulos da orelha, cor de cabelos, entre outros. Porm, comumente o fentipo dessas caractersticas simplifi cado para duas clas-ses distintas derivadas do produto da expres-so de um nico gene e dois alelos com rela-o de dominncia completa entre eles, isso , um de expresso dominante e o outro, de expresso recessiva. Grande parte dos livros didticos apresenta a variao e a expresso fenotpica desse modo simplifi cado, apon-tando uma relao gentipo-fentipo direta e associada a um padro de herana mende-liana, como apresentado no artigo Mitos da Gentica Humana (MCDONALD, 2011). Considerando a literatura atual e o banco de dados Online Mendelian Inheritance in Man (OMIN), grande parte das caractersticas humanas de fato no se encaixa nesse mode-lo gentico simples.

HISTRICO O interesse humano pela compreenso da variao gentica descrita desde a cultura grega at a contempornea. Porm, o pri-meiro grande marco nesta rea ocorreu em meados do sculo XIX com os trabalhos de Gregor Mendel, que introduziram os prin-cpios da herana biolgica. Em seus traba-

lhos demonstrou que as variaes detectadas para algumas caractersticas da ervilha eram transmitidas de gerao a gerao, em um determinado padro. Aps a redescoberta dos trabalhos de Mendel em 1900, o interes-se nesta rea envolveu estudos em diferentes organismos modelos, os quais confi rmaram, de forma geral, a aplicao dos princpios da herana mendeliana. Esses princpios referem-se aos pares de fatores (genes), aos conceitos de dominncia/recessividade e segregao aleatria dos alelos para os ga-metas. Assim, a variao fenotpica est re-lacionada presena de dois alelos para um determinado gene nas caractersticas anali-sadas que apresentem o padro de segrega-o mendeliana.

Aps o desenvolvimento da microscopia, foi possvel associar os conhecimentos gerados na rea da herana com os da rea da cito-logia. Desta forma foi observado que os fa-tores de Mendel (genes) e os cromossomos tinham comportamento similar durante a meiose, o que levou a proposta da Teoria Cromossmica da Herana. Essa proposta estabelece que as caractersticas hereditrias so controladas por genes que se localizam nos cromossomos, que so transmitidos por meio dos gametas, mantendo a continuidade gentica de gerao em gerao. Esse foi o inicio do conhecimento sobre as bases fsicas da herana.

No sculo XX, com o desenvolvimento da gentica, comearam a ser observadas varia-es ao padro de segregao mendeliana. Com isso, novos conceitos foram cunhados na tentativa de registrar e explicar esses even-tos. A partir da observao dessas variaes, o conhecimento sobre a variao gentica j se encontrava alm de Mendel.

Ainda no sculo XX, o segundo grande mar-co na rea da Gentica foram as descobertas das bases qumica, molecular e funcional da herana com a defi nio da estrutura dos cidos nuclicos e do Dogma Central da Biologia Molecular, conceito de que o fl uxo da informao gentica ocorre do DNA ao RNA e do RNA para as protenas. Contu-do, uma srie de descobertas sobre os genes e os processos de expresso gnica difi cultou a interpretao clssica do gene como unida-


de hereditria que possui estrutura, funo e localizao defi nidas, afetando diretamente a compreenso da herana monognica. Dian-te da complexidade do genoma e da maqui-naria celular, a proposta de uma relao de 1:1:1 entre um gene, um produto proteico e uma funo apresenta-se simplifi cada. Con-siderando a crise do conceito de gene, ressal-ta-se que sua expresso no ocorre de forma isolada e sim na dependncia da estrutura do DNA, do ambiente celular e externo, o que demonstra a defi nio de padro de heran-a muito mais complexa ( JOAQUIM; EL HANI, 2010).

J no sculo XXI, o terceiro grande marco, foram os conhecimentos sobre a estrutura e funo dos genes e genomas advindos das novas tecnologias. Nos ltimos anos, a rea da epigentica est esclarecendo as bases da variao fenotpica herdada por meio de pro-cessamento de sinais externos. As interaes do genoma com uma diversidade de fatores ambientais geram diferentes padres de ex-presso por meio de modifi caes qumicas reversveis do DNA e da estrutura da croma-tina (KLUG et al. 2013).

Realmente, no possvel predizer comple-tamente o quadro fenotpico com base na alterao gentica para a maioria das caracte-rsticas e/ou doenas ditas monognicas, de-vido a efeitos adicionais que a transformam em caractersticas complexas de padres de herana atpicos. Assim, o padro de herana monognica j se encontra alm de Mendel e alm do DNA.

REFLEXES SOBRE O ENSINO ATUAL DA HERANA MONOGNICA NA GRADUAOOs novos conhecimentos nos obrigam a fa-zer uma refl exo sobre o ensino da herana monognica, principalmente diante da cri-se do conceito de gene. Destacamos alguns pontos importantes a abordar como: a) a ampliao da viso sobre hereditariedade para alm do genecentrismo; b) a amplitu-de da variao fenotpica esperada para uma caracterstica monognica; c) e a diversidade de fatores envolvidos na relao gentipo x fentipo. Se considerarmos os vrios modos de interao allica e o nmero de alelos, essa relao com certeza ser de um gene: muitos fentipos. Se adicionarmos a interao com outros genes e com o meio ambiente, poder advir uma maior variao fenotpica.

Por outro lado, a compreenso da etiologia molecular de doenas genticas est alteran-do nossa percepo da transmisso da doen-a. Foi evidenciado um maior nvel de com-plexidade da variao fenotpica em doenas de herana mendeliana e isso nos leva a ver que a nossa classifi cao em herana mono-gnica e multifatorial uma simplifi cao. Cada vez mais se observa que grande parte das doenas genticas apresenta variao fe-notpica como resultado de ao de alelos de vrios genes, alm de outros fatores extrag-nicos (BADANO; KATSANIS, 2002).

Os clssicos exemplos de herana monog-nica, Fibrose cstica (FC) e Fenilcetonria (PKU), apresentam complexidade gentica que envolve genes modifi cadores na extensa variao fenotpica, mesmo na presena de gentipos idnticos para os genes principais, CFTR e PAH, respectivamente. A herana do gene especfi co segue o padro de segrega-o mendeliana, entretanto o conhecimento da mutao no pode predizer exatamente o




fentipo do paciente, indicando que outros fatores genticos e ambientais so impor-tantes moduladores da expresso fenotpica (BADANO; KATSANIS, 2002).

A dificuldade no estabelecimento da corre-lao gentipo x fentipo (PKU e CF), in-dica que o modelo mendeliano til para a identificao primria da causa gentica das doenas familiais e tambm para clculos de riscos de recorrncia, mas pode ser um modelo incompleto para entender a natu-reza do defeito celular e fisiolgico. Prova-velmente, ao menos parte dessas doenas genticas hoje consideradas monognicas poderiam ser melhor descritas como de he-rana oligognica, isso , a transmisso de caractersticas determinadas primariamente por etiologia gentica que requerem a ao sinrgica de alelos de um pequeno nmero de lcus. Embora as bases moleculares dos fenmenos descritos para as doenas de he-rana oligognica permaneam ainda pouco entendidas, sabe-se que a etiologia de deter-minados casos so devidos estrutura dos produtos gnicos envolvidos, como no caso de produtos polimricos, complexos proti-cos, relao ligante-receptor e produtos que participam de uma mesma via bioqumica. Assim, a maioria das mutaes provavelmen-te apresenta efeito quantitativo no fentipo, o que faz parte da expanso do conceito mo-nognico (BADANO; KATSANIS, 2002).

Nesse sentido, Shawky (2009) apresenta os diversos aspectos a serem considerados sobre a extenso da variao que pode ser encon-trada para uma caracterstica de herana mo-nognica, os quais envolvem a base molecu-lar das mutaes e outros mecanismos. So eles: 1) um gene, uma mutao, muitos fe-ntipos; 2) um gene, muitas mutaes, mui-tos fentipos; 3) outros mecanismos como dosagem gnica, regulao gnica, interao gnica, genes modificadores, processamento (splicing) alternativo, imprinting genmico, mecanismos epigenticos e interao com o ambiente.

Novas perspectivas de olhar a hereditarieda-de considerando a importncia do ambiente materno na transmisso de caractersticas hereditrias foram colocadas por Maurel e Kanellopoulos-Langevin (2008). As auto-ras enfatizam que a transmisso heredit-

ria envolvem, no mnimo, trs processos: a herana mendeliana (nuclear), a herana citoplasmtica, que envolve o mtDNA e os componentes citoplasmticos do ovcito, e o microquimerismo. Esse terceiro processo envolve a troca de clulas entre o feto e a me (nos dois sentidos) que podem permanecer ativas na vida adulta. A interao materno/fetal durante a gestao e no aleitamento en-volve a troca de macromolculas, organelas subcelulares e clulas vivas que envolvem processos epigenticos na transmisso de caractersticas. Esses processos apresentam efeito no desenvolvimento do embrio, no processo da regulao da funo imune da criana e pode permanecer por vrias gera-es (MAUREL; KANELLOPOULOS--LANGEVIN, 2008).

CONSIDERAES FINAIS Os estudos dos mecanismos envolvidos nas caractersticas de herana monognica per-mitiram o esclarecimento da fisiopatologia de diferentes doenas e, consequentemente, alterou a percepo de padro de transmis-so, revelando a complexidade da determi-nao fenotpica. Embora muitas caracte-rsticas tenham um componente gentico e mostrem recorrncia familiar, no observa-do um padro de herana mendeliana.

Torna-se necessrio apontar ainda que, alm do componente gentico, h diversos fatores envolvidos na determinao de uma carac-terstica ou doena, que ampliam a variao fenotpica. importante que o estudante tenha uma viso global e dinmica dos pos-sveis nveis de organizao relacionados expresso fenotpica: o molecular (genes), o micro (cromossomos e clulas), o macro (or-ganismo e ambiente) e suas interaes.

No texto procuramos propor uma reflexo sobre o ensino da herana monognica, apontando as limitaes decorrentes da sua simplificao e sugerindo a apresentao do quadro atual dos conceitos envolvidos. A reviso de conceitos anteriormente mal compreendidos na formao dos professores e profissionais da sade pode permitir a me-lhor compreenso dos novos conhecimentos sobre a herana biolgica e romper o precei-to de que a maioria das caractersticas fenot-picas apresenta herana monognica.


Figura 1.Esquema sugerindo que a percepo da transmisso de um fentipo possa ser abordada em duas etapas: 1. transmisso do material gentico; 2. ao e controle da expresso do gene.

Na tentativa de facilitar a visualizao dos diversos mecanismos envolvidos no ensino da herana monognica levantados nessa reflexo, a Figura 1 sugere a apresentao da transmisso de um fentipo em duas etapas: 1. transmisso do material gentico (heran-a) e 2. ao e controle da expresso do gene. Essa figura pode ser utilizada pelos docentes no sentido de nortear a discusso e apresen-tao de cada etapa e/ou processo.

REFERNCIASBADANO, J.L.; ANDKATSANIS, N. Beyond

Mendel: a evolving view of human genetic dis-ease transmission, Nature Reviews, v.2, p.770-789, 2002.

JOAQUIM, L.M.; EL-HANI,C.N. A gentica em transformao: crise e reviso do conceito

Fentipo do descendente

alelo do gameta

alelo do gameta

Gentipo parental

Gentipo parental

meiose meiose

1 - H E R AN A

2 - A O E R E G U L A O G N IC A

Herana Monognica

Herana Materna

Gentipo descendente

mtDNA componentes Herana Epigentica

interao allica, interao gnica, Interao ambiente, efeito aditivo, efeitos epigenticos, efeito materno

de gene, Scientla Studia, v.8, n.1, p.93-128, 2010.

KLUG, W.S; CUMMINGS, M.R.; SPENCER, C.A.; PALLADINO, M. A. Conceptos de Gentica, 10a edicin, Madrid: Pearson Edu-cacin, S.A, 2013.

MACDONALD, J. (2011). Myths of Human Genetics. University of Delaware. Dis-ponvel em: , Acessado em 03/02/2014.

MAUREL, M.C.; KANELLOPOULOS-LAN-GEVIN, C . HeredityVenturing Beyond Genetics. Biology of Reproduction, v.79, p.28, 2008.

SHAWKY, R. M . One gene, many phenotypes. Egyptian Journal of Medical Human Genetics, v. 10, p. 1- 12, 2009.



Ramon Pereira Lopes1, Michelle Rezende Duarte2, Edson Pereira da Silva3

1 Mestrando em Biologia Marinha, Universidade Federal Fluminense 2 Doutoranda em Biologia Marinha, Universidade Federal Fluminense3 Laboratrio de Gentica Marinha e Evoluo, Departamento de Biologia Marinha, Universidade Fluminense, Niteri, RJ

Autor para correspondncia: [email protected]

A Gentica e as invases biolgicas:

dois estudos de caso

de bivalves invasores do Brasil

GENTICA E SOCIEDADE


Gentica na escola

As bioinvases tm causado prejuzos econmicos e ambientais em todo mundo e j comeam a trazer os mesmos danos ao Brasil. Uma caracterstica interessante das espcies invasoras que elas no compartilham um passado evolutivo com a comunidade invadida. Quando so introduzidas em um novo ambiente, as espcies invasoras ficam sujeitas a mudanas evolutivas que podem nos trazer informaes importantes sobre a gentica das populaes.

BIOINVASO E SEUS IMPACTOS

Invaso biolgica, ou simplesmente bioin-vaso, o termo utilizado para definir a presena de determinada espcie em uma re-gio onde ela no foi registrada anteriormen-te. Existem dois tipos de invases: expan-ses e introdues. Enquanto as expanses consistem na disperso de organismos por mecanismo natural, as introdues ocorrem quando as espcies so transportadas por atividades humanas, intencionalmente ou no, para uma rea onde no ocorriam.

O veculo ou atividade pela qual uma es-pcie transportada e introduzida em um novo hbitat denominado vetor. No meio aqutico, podem ser identificados queles que resultam em introdues consideradas intencionais, como a aquicultura e a aquario-filia. Vetores considerados acidentais ou no intencionais incluem a gua e o sedimento dos tanques de lastro, equipamentos de re-creao, as incrustaes nos cascos de navios, plataformas de petrleo, boias de navegao, flutuantes e os detritos slidos flutuantes. Tambm merecem ateno organismos epi-biontes, simbiontes ou parasitas que podem estar associados introduo via aquicultura e aquariofilia, bem como os canais (de nvel, comportas, irrigao).

De certa forma surpreendente que esp-cies invasoras se estabeleam em novos h-bitat. Isto porque, para que uma introduo seja bem sucedida, a espcie invasora deve ser compatvel com o novo ambiente. Por exemplo, pequenas mudanas de tempera-

tura, hora do dia ou nmero de indivduos introduzidos podem representar a diferena entre o sucesso ou o fracasso de uma bioin-vaso. Ou seja, h um conjunto de variveis que fazem o fenmeno da bioinvaso um sistema complexo de difcil previso. A des-peito disso, possvel identificar algumas ca-ractersticas que tornam maiores as chances de sucesso desse jogo. Espcies generalistas, ou seja, com uma maior amplitude de tole-rncia a fatores ambientais (temperatura, salinidade, luminosidade etc.) apresentam vantagens em relao quelas que apresen-tam menor amplitude. O caranguejo verde europeu Carcinus maenas, por exemplo, capaz de viver e se reproduzir numa ampla gama de temperaturas, salinidades e hbitat, bem como apresenta hbito alimentar on-voro, alimentando-se de diversas plantas e animais. A espcie apresenta, ainda, grande fecundidade e extremamente agressiva na competio com outras espcies de crustce-os e bivalves do ambiente. Por outro lado, o sucesso de uma espcie como invasora tam-bm depende do ambiente e da comunidade invadida, que pode apresentar poucos com-petidores ou predadores ou, ainda, recursos disponveis para serem explorados. Este foi o caso, por exemplo, da alga do gnero Spar-tina que invadiu bancos de lama na Baa de Willapa, Estados Unidos.

As invases biolgicas so desafios comple-xos e de grande extenso ao bemestar das populaes humanas. Espcies invasoras podem diminuir o rendimento dos cultivos no setor de maricultura, trazer prejuzos operacionais e financeiros para indstrias,



GENTICA E SOCIEDADE

usinas e transportes martimos em funo de incrustaes em larga escala, provocar a per-da do potencial pesqueiro nos ambientes em que foram introduzidas e, at, desencadear epidemias ou ondas de intoxicao capazes de matar ou incapacitar milhes de pessoas a cada ano. Se alguma ameaa ambiental pode ser considerada irremedivel esta a bioinva-so. Ao contrrio da poluio fsica ou qu-mica, agentes biolgicos se reproduzem e se espalham autonomamente por muito tempo e longas distncias. Apenas uma pequena fra-o das invases biolgicas passvel de erra-dicao e, mesmo assim, com custos imensos. A despeito das suas consequncias adversas, existem muitas dificuldades polticas em se lidar com o problema devido ao fato de que os seus custos econmicos, ambientais e so-ciais se contrapem aos benefcios sociais e econmicos advindos do livre comrcio.

MUDANAS EVOLUTIVAS EM ESPCIES INVASORASAs espcies invasoras no compartilham um passado evolutivo com a comunidade invadi-da e esse fato faz das invases biolgicas um modelo interessante para compreenso dos processos que atuam na evoluo dessas es-pcies e suas populaes. As espcies invaso-ras esto sujeitas a cinco tipos de mudanas evolutivas:

1. Hibridao Cruzamento entre espcies de bioinvasores com espcies nativas ou com outras espcies invasoras.

2. Rearranjos genmicos Fenmeno que pode determinar a rpida adaptao das

populaes invasoras. A poliploidia (du-plicao do genoma) e a alopoliploidia (hibridizao seguida de duplicao do genoma) so processos de reconhecida importncia na evoluo das plantas.

3. Modificao do genoma induzida pelo estresse A exposio s condies bi-ticas e abiticas do novo ambiente pode causar uma instabilidade no genoma, nes-se caso, mediada pelo estresse ambiental e tais modificaes facilitam a adaptao.

Essas trs primeiras mudanas, de um modo geral, trazem aumento da variao gentica populacional.

4. Efeito de determinados genes De for-ma semelhante, o efeito de determinados genes e no obrigatoriamente o seu nme-ro, pode auxiliar a habilidade de coloniza-o das espcies invasoras.

5. Bottleneck O efeito gargalo (em portu-gus), por outro lado, um caso extremo de deriva gentica (quando o acaso tem papel importante na determinao de quais genes estaro presentes na prxima gerao) que ocorre pela reduo drstica do tamanho populacional (ver Figura 1), tendo como consequncia a reduo dos nveis de variao gentica da populao. A chegada acidental de um ou poucos in-divduos de uma espcie em um novo am-biente, como se d no caso das bioinvases, um exemplo de bottleneck (conhecido, nesse caso, como efeito fundador). Nesses casos, os baixos nveis de variao gentica podem afetar a capacidade das populaes de se adaptarem ao novo ambiente.

Figura 1.Representao grfica do efeito bottleneck ou gargalo no qual uma populao geogrfica natural d origem a vrias populaes menores, cada uma com apenas parte da variao gentica original.

PopulaoGeogrfica

Natural

Populao 1

Populao 3

Populao 2

Bottleneck


Outro fator importante para o sucesso das espcies invasoras a qualidade do ambiente invadido: sabe-se, por exemplo, que ambien-tes poludos podem facilitar o crescimento de algumas espcies invasoras, provavelmente, pela diminuio da competio.

BIVALVES INVASORES NO BRASILOs bivalves so organismos exclusivamente aquticos pertencentes ao filo dos moluscos. Eles formam um grupo extremamente bem sucedido e diversificado, podendo ocorrer em ambientes de salinidade diversa como gua salgada, doce ou salobra.

Existem registros de bivalves exticos intro-duzidos em vrias partes do mundo, sendo que no Brasil, at o momento, foram iden-tificadas nove espcies: Myoforceps aristatus; Mytilopsis leucophaeta; Perna perna; Corbicula fluminea; Corbicula manilensis; Corbicula lar-gillierti; Limonperna fortunei; Crassostrea gigas e Isognomon bicolor.

Os bivalves Myoforceps aristatus e Mytilopsis leucophaeta so classificados como espcies detectadas: classificao dada para as esp-cies que tiveram registros isolados no ambien-te natural, no tendo registros posteriores do aumento de abundncia ou disperso. Caso a espcie detectada volte a aparecer, sendo en-contrada de forma recorrente e apresentando indcios de aumento populacional, ela passa a ser classificada como espcie estabelecida ou naturalizada, porque j mantm interaes com as demais espcies. Essa a situao em que se enquadra o bivalve Perna perna, que foi introduzido entre os sculos XVIII e XIX e encontrado hoje em grande parte do litoral brasileiro.

Quando as espcies exticas vencem as pres-ses ecolgicas e conseguem se dispersar para outras regies so chamadas de espcies in-vasoras, atual classificao de Corbicula flum-nea, Corbicula manilensis, Corbicula largillierti, Crassostrea gigas, Limonperna fortunei e Isog-nomon bicolor.

A ABORDAGEM GENTICA possvel afirmar que as invases biolgi-cas so, geralmente, constitudas de rpidos eventos evolutivos, resultando em populaes

geneticamente dinmicas, tanto no espao, quanto no tempo. Assim, a abordagem gen-tica constitui-se numa importante alternativa no esforo para entender o processo de esta-belecimento dessas espcies nos ecossistemas aquticos do Brasil.

Como j foi discutido antes, o sucesso no estabelecimento de uma populao bioinva-sora pode estar relacionado com o seu nvel de variao gentica, pois ela oferece s po-pulaes invasoras uma maior flexibilidade nas respostas s presses do novo ambiente. Uma tcnica molecular muito utilizada para mensurao da variao gentica e que j teve grande impacto nos estudos populacionais a eletroforese de aloenzimas. De uma forma bem resumida, essa tcnica pode ser definida como a migrao de partculas sob a ao de uma corrente eltrica. Ela se baseia nas carac-tersticas fsico-qumicas das protenas, ou seja, suas diferentes formas, tamanhos, mas, principalmente, suas cargas eltricas. Prote-nas diferentes apresentam cargas eltricas tambm diferentes, fato que se manifestar em diferentes mobilidades eletroforticas.

A aplicao da tcnica de eletroforese de alo-enzimas para o estudo de espcies invasoras apresenta como vantagens a fcil preparao de extratos, o preo relativamente barato e sua objetividade. No entanto, seu uso tam-bm apresenta algumas limitaes, como por exemplo, a subestimativa da variao gentica total. Mas, talvez, a maior limitao do mto-do esteja no fato de que a variao amostrada por eletroforese seja, na realidade, uma varia-o fenotpica, ou seja, dos produtos diretos dos genes e no dos genes ou DNA em si.

A eletroforese de aloenzimas j auxiliou com sucesso alguns trabalhos com bioinvasores no Brasil e em outros pases, por exemplo, bivalves do gnero Mytilus no Chile, o me-xilho zebra Dreissena polymorpha no Cana-d, a lagosta Orconectes limosus na Frana e, no Brasil, a mosca Zaprionus indianus. Em todos estes casos, a eletroforese de aloenzi-mas se mostrou uma boa aliada no estudo das bioinvases. A seguir, so apresentados dois estudos de caso com os bivalves invaso-res Isognomon bicolor e Limnoperna fortunei que demonstram como a abordagem gentica pode ajudar a entender o processo de invaso biolgica em meio aqutico.



GENTICA E SOCIEDADE

Isognomon bicolor

Bivalve marinho pertencente famlia Isog-nomonidae, endmico do mar do Caribe. Possui rpido crescimento, sendo encontra-do em altas densidades nos costes rochosos, ocorrendo desde a faixa superior do mdio litoral at sete metros de profundidade. Suas conchas adotam as mais diversas formas e isso permite que este bivalve possa se ex-pandir entre e sobre os demais organismos incrustantes do costo rochoso, limitando a habilidade que esses organismos poderiam ter para obteno de alimento. I. bicolor est presente no litoral brasileiro desde meados da dcada de 1980, quando foi registrado em Atol das Rocas (Natal, RN). Atualmente, este bivalve est presente em grande parte da costa brasileira, incluindo as regies Nordes-te (RN, PE e BA), Sudeste (SP e RJ) e Sul (PR e SC).

Investigando os padres de variao gen-tica do Isognomon bicolor na Praia de Itaipu (Niteri, RJ), em trs momentos no tempo (2005, 2009 e 2013), foram encontrados al-tos nveis de variao gentica, bem como sua estabilidade nos trs anos estudados. De cer-ta forma, o resultado surpreendente, uma

vez que se esperava que essas populaes in-vasoras estivessem sob o efeito do bottleneck (gargalo) e, portanto, apresentassem nveis de variao gentica (polimorfismo, nme-ro de alelos, heterozigosidade etc.) baixos. Mas no caso de Isognomon bicolor quando comparada com outras espcies de bivalves invasores (ver Figura 3).

Altos nveis de variao gentica em bioin-vasores podem ser explicados como conse-quncia de mltiplas invases, uma hiptese plausvel considerando que embarcaes de grande porte, como as que fazem transpor-tes intercontinentais, so muito frequentes em nosso litoral.

Limnoperna fortunei

Mais conhecido como mexilho dourado, um bivalve de gua doce pertencente fam-lia Mytilidae, endmico do sul da sia. ca-paz de se fixar em uma grande variedade de substratos e possui grande capacidade adap-tativa, atingindo densidades de at 150.000 indivduos/m2. Com 30 dias e aproximada-mente 0,5 cm de comprimento j comeam a se reproduzir. No Brasil, esta espcie foi registrada em 1998 no Pantanal Mato--Grossense e no sistema da Lagoa dos Pa-

Figura 2.Resumo grfico do mtodo de eletroforese de aloenzimas empregada para anlise da variao gentica em populaes.


Figura 3.Nveis de variao gentica em populaes de I. bicolor em comparao com outras espcies invasoras (Dreissena polymorpha, Limnoperna fortunei) e Bivalves (Donax serra, Quadrula quadrula, Ruditapes philippinarum).

tos. Tornou-se uma praga nas bacias dos rios Paran, Paraguai, Uruguai e Jacu/Patos. Os impactos ambientais causados pelo mexilho dourado envolvem danos ao abastecimento pblico de gua, destruio de hbitats e a diminuio da fauna nativa.

As populaes invasoras de Limnoperna fortunei, tanto no Brasil (Lago Guaba, RS; Porto Esperana, MS e Usina de Itaipu, PR, Praia de Itaipu, RJ) quanto na Argentina (Balnerio Bagliardi e Usina de Yaciret ), apresentaram altos nveis de variao gen-tica. Este padro semelhante quele encon-trado para Isognomon bicolor e, do mesmo modo, indica que o efeito bottleneck parece no ter atuado em nenhuma das cinco popu-laes estudadas.

Embora surpreendente, a variao gentica alta em espcies invasoras no uma exce-o. As bioinvases mediadas por gua de lastro, como , provavelmente, o caso de Li-mnoperna fortunei, podem ser o resultado de um nico evento de bioinvaso a partir de tamanhos populacionais muito grandes dos invasores ou, ainda, de mltiplas invases.

Os estudos com o Isognomon bicolor e Limno-perna fortunei indicam que vrios episdios de introduo podem ter facilitado a instala-o e a permanncia desses bivalves no novo hbitat. Caso nenhuma medida seja tomada para prevenir episdios de introduo de es-pcies exticas nas guas brasileiras, a bioin-vaso pode se tornar uma ameaa importan-te biodiversidade local pela possibilidade de extino de espcies nativas.

PARA SABER MAISFERNADES, F. C.; SOUZA, R. C. C. L.; SIL-

VA, E. P. In: FERNANDEZ, M. A.; SAN-TOS, S. B.; PIMENTA, A.; THIENGO, S. C. (ORGS). Bivalves marinhos introduzidos no Brasil. Tpicos em Malacologia: Ecos do XIX En-contro Brasileiro de Malacologia, Sociedade Bra-sileira de Malacologia SBMa. Rio de Janeiro: Technical Books Editora, 2011. p. 300-307.

MACHADO, C. J. S.; OLIVEIRA, A. E. S.; MA-TOS, D. M. S.; PIVELLO, V.; CHAME, M.; SOUZA, R. C. C. L.; CALAZANS, S. H.; SILVA, E. P. Recomendaes para elaborao e consolidao de uma estratgia nacional de pre-veno e controle das espcies exticas no Bra-sil. Cincia e Cultura, v. 61, n.1, p. 42-45, 2009.

SILVA, E. P. Marcadores moleculares no rastrea-mento da bioinvaso. In: SILVA, J. S. V.; SOU-ZA, R. C. C. L. (ORGS). gua de Lastro e Bio-invaso, Rio de Janeiro: Editora Intercincia, 2004. p. 191-203.

SILVA, E. P. Gentica Marinha. In: SOARES--GOMES, A.; PEREIRA, R. C. (EDS). Biolo-gia Marinha, 2 edio. Rio de Janeiro: Editora Intercincia, 2009. p. 333-351.

SILVA, E. P. Gentica da bioinvaso do mexilho--dourado. In: MANSUR, M. C. D.; SAN-TOS, C. P.; PEREIRA, D.; PAZ, I. C. P.; ZURITA, M. L. L.; RODRIGUEZ, M. T. R; NEHRKE, M. V.; BERGONCI, P. E. A. (ORGS). Moluscos Lmnicos Invasores do Brasil: Biologia, Preveno, Controle. Porto Alegre: Re-des Editora, 2012. p. 51-57.

SOUZA, R. C. C. L.; CALAZANS, S. H.; SIL-VA, E. P. Impactos das espcies invasoras no ambiente aqutico. Cincia e Cultura, v. 61, n.1, p. 35-41, 2009.

0,5

0,45

0,4

0,35

0,3

0,25

0,2

0,15

0,1

0,05

0

0

Polimorfismo (%)

40 60 80 100

Het

eroz

igos

idad

e m

dia

Isognomon bicolor

Dreissena polymorpha

Limnoperna fortunei

Ruditapes philippinarum

Quadrula quadrula

Donax serra

20



Fernanda Franzolin1, Luiz Caldeira Brant de Tolentino-Neto, Nelio Bizzo

1 Centro de Cincias Naturais e Humanas, Universidade Federal do ABC, So Paulo 2 Centro de Educao, Universidade Federal de Santa Maria, Rio Grande do Sul 3 Faculdade de Educao, Universidade de So Paulo, So Paulo

Autor para correspondncia - [email protected]

Generalizaes que distanciam

os conhecimentos dos livros didticos

das referncias em Gentica

INVESTIGAES EM ENSINO DE GENTICA


Como os conhecimentos de Gentica presentes nos livros didticos se aproximam ou se distanciam do conhecimento de referncia utilizado na formao dos professores? Uma pesquisa em livros didticos brasileiros e estadunidenses traz resultados referentes a um tipo de distanciamento frequentemente encontrado: as generalizaes, que consistem em atribuir a um conhecimento particular um carter geral. Ambos os materiais apresentam generalizaes que os distanciam do conhecimento veiculado nos livros de referncia utilizados na graduao, sendo que nos livros brasileiros h maior incidncia de generalizaes quando tratam da meiose e, nos EUA, a maior frequncia est no contedo expresso gnica.Durante a exposio dos resultados deste trabalho so apresentados alguns exemplos de como alguns livros evitam essas generalizaes, bem como, as possibilidades de encurtar tais distanciamentos seja com mudanas na formao inicial, seja com o trabalho em sala de aula.

INTRODUO

Selecionar e adequar o conhecimento a ser ensinado esto entre as tarefas mais im-portantes do professor e fundamental que sejam abordadas nos cursos de formao ini-cial de professores. Geralmente, nos cursos de licenciatura, os conceitos cientfi cos so abordados com grande grau de aprofunda-mento, mas no incomum estudantes con-cluintes da graduao afi rmarem que sabem muito sobre o contedo especfi co de sua rea, mas temem ir para a sala de aula por no saber como transmiti-los. Cursos que possuem uma separao entre a formao cientfi ca e a formao pedaggica do profes-sor so questionados pela literatura e contra-riam as normas legais que regem a matria, em nvel nacional, pelo menos desde 2002 (BRASIL, 2002)

Deve-se salientar que o conhecimento ge-rado pela cincia e aprendido pelo futuro professor em sua graduao no consiste no mesmo conhecimento a ser ensinado na edu-cao bsica. Primeiramente, preciso con-siderar que o saber escolar no composto apenas pelo saber cientfi co, mas tambm



pelo saber cotidiano (LOPES, 1999), o que no elimina a importncia de aproximar o aluno do Ensino Mdio do conhecimento produzido pela Cincia. Apesar de no ser papel da escola necessariamente substituir as concepes dos alunos por ideias cientficas, apresentando-as como superiores a outros saberes, preciso permitir que os estudantes desenvolvam uma viso de mundo compat-vel com a cincia (COBERN, 1996), ou seja, faz-los ser capaz de compreender o conheci-mento produzido e que, em certos contextos, pode ajudar em nossa vida cotidiana. Isso se-ria importante no por se considerar esse co-nhecimento como melhor do que os outros, ou uma verdade inquestionvel, mas por se considerar que esse conhecimento confivel, pois foi gerado no consenso de uma comuni-dade cientfica, tendo sido avaliado por diver-sos pesquisadores de uma determinada rea de conhecimento e por eles aceito (ZIMAN, 1985). Pode-se tambm considerar que os indivduos desenvolvem imagens cientficas do mundo das quais obtm diversas dedu-es. Essas opinies sobre a realidade cien-tfica servem de base para muitas aes so-ciais, o que tambm justifica a importncia do conhecimento cientfico ser ensinado no ambiente escolar (ZIMAN, 1985).

Porm, no possvel ensinar esse saber cien-tfico nas escolas utilizando a mesma lingua-gem com a qual os cientistas se comunicam. Chevallard (1991), ao trazer para a Didtica da Matemtica o conceito de transposio didtica, criado por Verret em 1975, serve hoje de referncia tambm para pesquisa-dores de outras reas. Este autor argumenta que o saber gerado pela cincia, o saber eru-dito (ASTOLFI, 2000), no o mesmo que ensinado para os alunos. A transposio didtica seria a transformao do objeto de saber em objeto de ensino.

Os cursos de graduao utilizam tanto arti-gos cientficos, os quais so produtos diretos da produo de conhecimento cientfico, quanto livros-texto, que j passaram por um certo grau de transposio didtica, man-tendo grande aproximao com o saber pro-duzido na academia. Todavia, a linguagem dessas fontes no foi elaborada para alunos de Ensino Fundamental ou Ensino Mdio. evidente que a transposio didtica precisa

ser adequada para cada nvel, para que, como afirma Chevallard, possa se tornar compre-ensvel para o estudante. Aprender a reali-zar transformaes nesse estgio do saber, transformando-o em um saber apropriado ao aluno, torna-se ento um desafio para os futuros professores.

Se, por um lado, importante o licenciando estar preparado para realizar a transposio didtica, outra necessidade que ele tam-bm seja capaz de fazer o que Chevallard denomina como vigilncia epistemolgica, que consiste numa espcie de verificao da pertinncia dos resultados do processo. Para este autor, apesar de necessrio, o processo de transposio didtica pode causar disfun-es inadequadas.

Em sala de aula, os professores utilizam os livros didticos tanto para preparar aulas quanto para ministr-las. Esses so mate-riais em que o processo de transposio di-dtica pode ser evidenciado (FORQUIN, 1992) e, consequentemente, podem revelar disfunes inadequadas. Para identific-las o professor precisa ter, alm de ateno, do-mnio do conhecimento produzido pela ci-ncia. Vrios pesquisadores tm apontado elementos que merecem ser melhorados nes-ses materiais, inclusive na rea de Gentica (ex: EL HANI et al. 2007; ESCRIBANO; SAHELICES, 2004; GERICKE; HAG-BERG, 2007).

Neste texto, relatamos parte dos resultados de uma pesquisa que investigou como os conhecimentos de Gentica presentes nos livros didticos se aproximam e se distan-ciam do conhecimento de referncia utiliza-do na formao dos professores. Este estudo procurou ampliar o quadro de investigaes apresentado pelas pesquisas acima citadas, propondo um novo olhar para os distancia-mentos encontrados entre o livro didtico e a referncia. Procuraremos especificamente relatar os resultados referentes a um tipo de distanciamento frequentemente encontra-do nesta investigao: as generalizaes que consistem em atribuir a um conhecimento particular um carter geral (por exemplo, quando certa caracterstica de um grupo de organismos especfico atribuda a todos os organismos).



METODOLOGIANesta pesquisa foram analisados contedos relacionados rea de Gentica presentes em uma amostra de seis obras didticas. Trs de-las eram livros brasileiros de Biologia para o Ensino Mdio, aprovados pela avaliao do Programa Nacional do Livro Didtico para o Ensino Mdio (PNLEM) de 2007. Pen-sando em verificar se os seus resultados eram especficos de nossa realidade ou poderiam ser encontrados em outro contexto, tambm foram investigados mais trs livros didticos utilizados por professores nos Estados Uni-dos.

Nessas seis obras foram analisados trs gru-pos de contedos relacionados ao ensino de Gentica: Meiose, Leis de Mendel e Expres-so gnica. Os textos desses livros didticos sobre esses contedos foram comparados com uma literatura de referncia amplamen-te utilizada para a formao de licenciados em Cincias Biolgicas (GRIFFITHS et al. 2008). Quando um distanciamento entre o contedo presente na principal obra de re-ferncia e no livro didtico foi identificado, ou quando essa principal obra de referncia no continha informaes suficientes para a comparao de um determinado assunto, outras fontes, igualmente consagradas, fo-ram consultadas (ex. ALBERTS et al. 2008, KREBS; GOLDSTEIN; KILPATRICK, 2008, LODISH et al. 2007, WATSON et al. 2008). Ao longo do manuscrito, por bre-vidade, essas obras sero chamadas somente de referncia.

Para a anlise, refinou-se uma metodologia desenvolvida colaborativamente em pes-quisas anteriores (DEL CARLO, 2007; FRANZOLIN, 2007; NARCISO-JU-NIOR, 2008) que considera que o conheci-mento escolar est sujeito a duas fontes de influncia: O laxismo, que tende a distanciar o conhecimento a ser ensinado do conheci-mento cientfico, visando torn-lo compre-ensvel ao aluno; e o rigorismo, que tende a se opor a essa tendncia, aproximando o co-nhecimento a ser ensinado do conhecimento cientfico, buscando sua correo e compro-misso com os cnones cientficos. Ambas as influncias so essenciais na constituio do conhecimento escolar e atuam concomitan-temente, tendendo a deslocar o conhecimen-

to em sentidos opostos. Se, por um lado, a ausncia de uma delas poderia gerar conheci-mentos inacessveis para quem aprende, por outro lado poderia gerar descompromisso com o conhecimento aceito pela comunida-de cientfica. Sofrendo a ao dessas duas foras, o conhecimento ensinado na escola distancia-se do conhecimento de referncia.

O esquema apresentado na figura 1 ilustra como esta pesquisa considera os distancia-mentos presentes nos livros didticos. Esta imagem no tem a pretenso de ser uma fer-ramenta grfica na qual se plote precisamen-te cada afastamento, mas sim a inteno de representar esquematicamente as ideias que norteiam a metodologia utilizada.

Na imagem, cada faixa horizontal representa um nvel de conhecimento, representando o saber cientfico em um primeiro nvel e, sub-sequentemente, os saberes que transitam no ensino superior e nos diferentes nveis da educao bsica. Um conhecimento poderia se distanciar da referncia em um eixo verti-cal devido necessidade de se adequar o co-nhecimento faixa etria do aluno por meio da pedagogizao, e tambm por um eixo horizontal, devido necessidade de didatiza-o, ambos importantes para a ocorrncia do aprendizado. A pedagogizao aqui consi-derada como a apropriao do conhecimento para a compreenso do aluno em seu nvel de ensino. J a didatizao leva em conta o uso de recursos variados como metforas e analogias para facilitar a compreenso dos conhecimentos. Os pontos representam co-nhecimentos hipotticos que sofreram dis-tanciamentos horizontais e verticais em rela-o ao conhecimento cientfico.

Entretanto, consideramos que existe um li-mite de aceitabilidade sobre o quanto um conhecimento a ser ensinado pode ou no se afastar do conhecimento de referncia. Este limite foi representado no esquema pelo con-torno do cone.

O cone tem a base mais larga, pois quanto mais jovem o aluno, maior a necessidade de didatizao (ocorrendo um maior distan-ciamento horizontal). O dimetro do cone diminudo ao se aproximar do conhecimento cientfico, devido necessidade do aumento de rigor ocorrer na medida em que aumen-



tado o nvel de ensino. Portanto, os limites de quo aceitveis so os distanciamentos so mais amplos na base do sistema educativo e se restringem progressivamente.

Os conhecimentos representados dentro do cone (pontos a, c e e1) so aqueles cujos dis-tanciamentos em relao ao conhecimento cientfico (ponto s) de referncia so consi-derados aceitveis, pois so importantes ou necessrios para que a aprendizagem ocorra. J os situados fora do cone (pontos b, d e e2) estariam fora dos limites desta aceitabi-lidade, pois alm de no serem necessrios para a faixa etria do aluno, podem dificultar o aprendizado, na medida em que se torna muitas vezes incompatvel com os novos co-nhecimentos transmitidos.

A metodologia aqui utilizada diferencia-se de outras utilizadas para analisar livros did-ticos pois no considera como erros conceitu-ais os distanciamentos entre o conhecimento cientfico e o livro didtico. Reconhecemos tanto a necessidade da transposio didti-ca, como a necessidade de se impor limites aos distanciamentos, e ainda, que os distan-ciamentos podem ser de diferentes nature-zas. Um caso particular de distanciamento, aprofundado neste trabalho, so as genera-lizaes, que consistem na atribuio de um carter geral a um conhecimento particular.

Para quantificar os distanciamentos e apro-ximaes e, consequentemente, as genera-lizaes, foi preciso estabelecer unidades de

Figura 1.Representao das ideias que norteiam a metodologia de pesquisa utilizada, ilustrando os possveis distanciamentos encontrados entre os conhecimentos ensinados nos diferentes nveis de ensino e aqueles apresentados pela referncia. O ponto a refere-se a um conhecimento que se distancia verticalmente da cincia de referncia (ponto s, no vrtice do cone), devido ao processo de pedagogizao. O eixo v refere-se ao eixo de maior rigor com relao ao conhecimento cientfico. O afastamento dos conhecimentos em relao a este eixo decorre da necessidade de didatizao, portanto, caracteriza-se como distanciamento horizontal. Desta forma, o ponto b refere-se a um conhecimento que se distancia horizontalmente da referncia. Os pontos c e d referem-se a conhecimentos ensinados no Ensino Fundamental que se distanciam verticalmente e horizontalmente da referncia. Entretanto, c, por ser considerado um conhecimento que sofre um distanciamento aceitvel, encontra-se dentro do cone, e d, ao ser caracterizado por ter um distanciamento no aceitvel, encontra-se fora do cone. J o ponto e1 representa um conhecimento que, ao ser ensinado no Ensino Fundamental, tambm considerado como um conhecimento que possui um distanciamento aceitvel, pois proveniente de uma transposio didtica necessria ao nvel de ensino correspondente. Entretanto, devido ao maior rigorismo no Ensino Mdio, este mesmo conhecimento, representado tambm pelo ponto e2, representado fora do cone, pois seu distanciamento no mais considerado aceitvel neste nvel de ensino.

registro. Estas, segundo Bardin (2007), so unidades de significao, as quais se carac-terizam como segmentos da mensagem que faro parte da contagem frequencial. Portanto, procurou-se analisar todos os conhecimentos referentes a cada contedo analisado (Meiose, Leis de Mendel e Expres-so gnica), fracionando cada frase do texto em informaes a serem comparadas com a bibliografia de referncia, as quais foram consideradas como unidades de registro. Por exemplo, na frase [...] No processo de pro-duo do RNA, denominado transcrio gnica, as duas cadeias do DNA se separam e uma delas serve de molde ao RNA; [...] (LDA, v. 1, p. 250), foram identificadas trs unidades de registro: 1) O processo de sn-tese de RNA denominado transcrio; 2)Para a transcrio, preciso que as duas cadeias de DNA se separem; 3) O RNA produzido a partir de um molde de DNA. tambm importante deixar claro que a mesma informao foi contabilizada como unidade de registro apenas uma vez no mes-mo livro, independentemente de ser repetida pelo autor. Porm, para cada livro em que ela aparecia, um registro diferente era realizado.

Neste artigo, as obras analisadas sero men-cionadas por cdigos, sendo LDA, LDB e LDC a designao dos livros brasileiros e LDJ, LDK, LDL, a dos livros estaduniden-ses. Ao final, para fins de consulta e esclare-cimentos, inserimos uma chave de identifica-o dos livros analisados.


Conhecimento cientfico

Ensino Superior

Ensino Mdio

Ensino Fundamental

e1

e2

a

cd

v

sb


Figura 2.Grfico representando a porcentagem de conhecimentos analisados que foram classificados como distanciamentos do tipo generalizao nos livros didticos brasileiros e estadunidenses (nmero de conhecimentos analisados: Brasil = 322, EUA =375; nmero de generalizaes encontradas: Brasil = 15, EUA =20).

RESULTADOS Considerando que o nmero de conheci-mentos analisados (unidades de registro) nos livros do Brasil foi 322 e nos dos EUA foi de 375, e que o nmero de generalizaes en-contradas foi de 15 no primeiro contexto e 20 no segundo; ao se calcular e comparar a porcentagem de conhecimentos que se carac-terizam como generalizaes em cada con-texto pode-se perceber que, de forma geral,

sem se ater a contedos especficos do ensino de Gentica, a porcentagem de generaliza-es nos livros didticos brasileiros prxi-ma dos estadunidenses (Figura 2).

Contudo, existe uma distribuio desigual de generalizaes de acordo com o contedo analisado, sendo que os livros brasileiros tm maior incidncia de generalizaes no conte-do meiose, e nos EUA a maior frequncia est no contedo expresso gnica.

EXPRESSO GNICA: GENERALIZAES AO ENSINAR OS PROCESSOS DE TRANSCRIO E TRADUO A maioria das generalizaes foi encontrada durante a anlise dos conhecimentos sobre expresso gnica.

Uma primeira generalizao foi evidenciada em dois livros estadunidenses (LDK e LDL), que afirmam que a expresso gnica a ex-presso do cido desoxirribonucleico(DNA) para o cido ribonucleico(RNA) e do RNA para protena, sem deixar claro, como faz a referncia, que a expresso gnica pode ter como produto final simplesmente um RNA funcional (ALBERTS et al. 2008, KREBS;

GOLDSTEIN; KILPATRICK, 2008). Apesar de os autores dos livros didticos se referirem s diferentes molculas de RNA existentes, acabam generalizando ao no deixar claro que nem sempre o processo de expresso gnica resultar em uma protena.

J outros livros, como LDA, LDB, LDC e LDJ aproximam-se da referncia ao deixar mais claro que os genes, ou o DNA, podem dar origem a diferentes tipos de RNAs, e no apenas ao mRNA que ser utilizado na produo de uma protena: As molcu-las de RNA transcritas a partir do DNA podem ser de trs tipos principais: RNA mensageiro (RNAm), RNA ribossmico (RNAr) e RNA transportador (RNAt) (LDA, v. 1, p. 251).



Todavia, a maioria das generalizaes que aparece em relao a esse contedo ocorre quando os livros detalham mecanismos da expresso gnica sem mencionar que esto descrevendo aqueles que ocorrem apenas em eucariontes, ou procariontes, ou queles que no ocorrem em todos os organismos. Em decorrncia, existe a possibilidade de que o aluno considere que os processos descritos so universais.

Isso foi evidenciado quando os livros didti-cos informam que a sntese de RNA ocorre no ncleo (LDK e LDL) e o RNA sinteti-zado migra para o citoplasma (LDL). Como organismos procariontes no possuem n-cleo, essa descrio no procederia para esses seres. A referncia (ALBERTS et al. 2008, KREBS; GOLDSTEIN; KILPATRICK (2008), LODISH et al. 2007) atesta que em procariontes, tanto a transcrio, como a tra-duo ocorrem no mesmo compartimento celular.

Outros livros, contudo, conseguem evitar essa generalizao, dizendo que a sntese de RNA em procariontes ocorre no nucleide ([...] Nos organismos procariticos, que no apresentam ncleo, a sntese desses tipos de RNA ocorre no nucleide, a regio da clula onde se localiza o cromossomo desses orga-nismos. [...] (LDA, v. 1, p. 251)) ou, de for-ma menos especfi ca, ao dizer que esse pro-cesso ocorre no citoplasma (Transcription takes place in the nucleus of eucayotic cells and in the DNA-containg region in the cyto-plasm of prokaryotic cells) (LDJ, p. 206) ou simplesmente deixando claro que esto des-crevendo o processo que ocorre em eucarion-tes (LDB e LDJ).

Outra generalizao similar ocorreu no tra-tamento do processo de traduo. A refern-cia diz que aps sair do stio P, o tRNA, que carrega o primeiro tRNA, vai para o stio do ribossomo em procariontes (GRIFFITHS et al. 2008, KREBS; GOLDSTEIN; KIL-PATRICK, 2008), e dirige-se diretamente para o citoplasma em eucariontes (KREBS; GOLDSTEIN; KILPATRICK, 2008). En-tretanto, tanto o LDK como os LDA, LDJ e LDL distanciam-se da referncia ao no especifi carem que a passagem do tRNA pelo stio E, ou sua sada diretamente para o citoplasma, depende do tipo de organismo

em que a traduo est ocorrendo, generali-zando a informao apresentada como se ela ocorresse em qualquer tipo de clula.

J um dos livros estadunidenses (LDK), distancia-se da referncia ao dizer que o c-digo comea a ser traduzido desde a ponta 5 do mRNA, desconsiderando que, entre essa ponta e o cdigo de incio, existe um trecho que no traduzido, conforme menciona a re-ferncia (GRIFFITHS et al. 2008b, p. 336).

Mais um distanciamento presente em um li-vro brasileiro (LDB) refere-se a como ocorre a conexo entre um aminocido e o tRNA. No livro diz-se apenas que o tRNA captu-ra os aminocidos, enquanto a referncia diz que a ligao entre um aminocido e um tRNA realizada por uma enzima denomi-nada aminoacil-tRNA sintetase (GRIFFI-THS et al. 2008, KREBS; GOLDSTEIN; KILPATRICK, 2008). Todavia, h livros didticos que se aproximam da referncia ao dizer que h enzimas que realizam a ligao entre o aminocido e o tRNA: Enzymes fi rst attach a specifi c amino acid to one end of each tRNA according to the genetic code (LDJ, p. 208) e [] Th e tRNA is folded into a cloverleaf shape and is activated by an en-zyme that attaches a specifi c amino acid to the 3end. [] (LDK, p. 338).

Um livro brasileiro (LDB) e outro estaduni-dense (LDJ) tambm generalizam dizendo que o que confere a especifi cidade entre o tRNA e o aminocido o anticdon, enquan-to a referncia diz que o anticdon pode de-terminar qual ser o aminocido a ser ligado ao tRNA. Entretanto, dependendo da sinte-tase, outros mecanismos podem ser determi-nantes, como a leitura pela sintetase de outros nucleotdeos presentes em diferentes posi-es do tRNA. Neste caso, a sequncia do anticdon acaba no sendo necessariamente requerida para o reconhecimento da tRNA sintetase (ALBERTS et al. 2008, KREBS; GOLDSTEIN; KILPATRICK, 2008).

Outra generalizao encontrada em um dos livros brasileiros (LDB) e nos trs estaduni-denses ocorre quando informam que o anti-cdon pareia-se ao cdon complementar do mRNA. Para a referncia, o anticdon do tRNA pode parear-se com o mRNA com-plementar, mas h pareamentos onde nem



todas as bases do anticdon so complemen-tares ao do cdon. Muitas clulas possuem menos do que 61 tRNAs e, portanto, h casos em que um mesmo tRNA pareia com mais de um cdon para o mesmo aminoci-do por meio de um pareamento no padro, em que geralmente os dois primeiros pares de bases so complementares mas o terceiro, no (LODISH et al. 2007).

MEIOSE: GENERALIZAES AO ENSINAR COMO OS GENES SE DISTRIBUEM NOS GAMETASA maioria das generalizaes referentes ao processo de meiose ocorre quando o livro di-dtico tambm trata como universal etapas que no ocorrem em todos os organismos.

Dois livros didticos, um brasileiro (LDC) e outro estadunidense (LDL) afi rmam que du-rante a meiose os centrolos dirigem-se para os polos opostos da clula. Entretanto, no especifi cam que esto falando estritamente da diviso celular em clulas animais. Se-

gundo a referncia (ALBERTS et al. 2008), os centrolos so estruturas encontradas em clulas desse grupo de organismos, mas h clulas de outros seres como plantas superio-res e at mesmo muitos ocitos animais, que no as possuem. Dessa forma, o aluno que l tal descrio de meiose pode pensar que todas as clulas possuem essas estruturas e se dividem da mesma forma.

O mesmo tipo de distanciamento ocorre em outros livros brasileiros quando falam sobre a fi nalizao da primeira diviso da meiose. Eles descrevem simplesmente que ocorrem processos como descondensao dos cro-mossomos homlogos (LDA, LDB, LDC), reconstituio da membrana nuclear (LDB, LDC) e a interfase (LDB). Todavia, no dei-xam claro, como faz a referncia (GRIFFI-THS et al. 2008b, LODISH et al, 2007), que isso ocorre apenas em determinados grupos de organismos.

Esta generalizao foi facilmente evitada uti-lizando-se algumas expresses como em al-gumas espcies (LDJ e LDK) que a indicam como uma possibilidade (LDC e LDK). Por exemplo: In some species, the chromosomes uncoil, the nuclear membrane reappers, and nuclei re-form during telophase I (LDK, p. 274); Entre o fi nal da primeira diviso e o incio da segunda, pode haver um pequeno intervalo chamado intercinese, em que no ocorre duplicao do DNA (LDC, p. 106. Grifo no original.).

Uma ltima generalizao relacionada meiose foi identifi cada em um dos livros brasileiros (LDB) que diz que os cromosso-mos homlogos, que migram para os polos opostos da clula, durante a primeira diviso da meiose, so idnticos, exceto nos lugares onde ocorreu permuta. Todavia, ao resumir o processo de meiose, a referncia (GRI-FFITHS et al., 2008b) deixa claro que cada um dos cromossomos do par de homlogos pode carregar alelos diferentes desde o in-cio do processo de meiose. Isso evidencia que os homlogos podem no ser idnticos, simplesmente pelo motivo de terem alelos diferentes, e no somente devido recombi-nao. Portanto, durante a primeira diviso da meiose, um homlogo que migra para um dos polos da clula diferente do seu par que migra para o outro.



LEIS DE MENDEL: GENERALIZAES AO FALAR SOBRE LINHAGENS PURAS E SEGREGAO INDEPENDENTEApenas duas generalizaes foram encon-tradas durante a anlise do tpico Leis de Mendel. Uma dessas foi identificada quando alguns livros se referem s linhagens puras.

A referncia, assim como parte dos livros di-dticos analisados, explica essas leis apoian-do-se nas explicaes de Mendel sobre seus experimentos e resultados. Como esses expe-rimentos envolvem o cruzamento de organis-mos de linhagens puras, a referncia define que uma linhagem pura com relao a um fe-ntipo especfico aquela capaz de produzir, quando cruzada consigo mesma, uma prole em que todos os indivduos possuam esse mesmo fentipo (GRIFFITHS et al. 2008b). J dois livros, um brasileiro (LDA) e outro estadunidense (LDL) distanciam-se da refe-rncia ao considerar que uma linhagem pura aquela que, quando cruzada consigo mes-ma, produz indivduos iguais a si, podendo o leitor interpretar que todas as caractersticas dessa linhagem so herdadas por sua prole, e no apenas um fentipo especfico que est sendo considerado, mesmo que o exemplo se refira apenas a uma caracterstica.

Todavia, outros livros se aproximam da refe-rncia. O LDC diz que linhagens puras so aquelas que, por autofecundao, produzem apenas descendentes que em determinadas caractersticas so iguais gerao progeni-tora: Mendel iniciou seus trabalhos obten-do linhagens puras, isto , plantas que, por autofecundao, s originavam descendentes iguais a elas mesmas, em relao a determi-nadas caractersticas [...] (LDC, p. 120-121. Grifo no original.). O LDJ tambm se apro-xima da referncia ao dizer que uma linha-gem pura para uma determinada caracters-tica aquela que, na autopolinizao, produz apenas indivduos com essa mesma caracte-rstica: [...] Plants that are true-breeding, or pure, for trait always produce offspring with that trait when they self-pollinate. [...] (LDJ, p. 175. Grifo no original.).

A outra generalizao foi identificada quan-do dois livros consideram como segregao

independente as que ocorrem em genes lo-calizados em diferentes pares de cromosso-mos. No especificam, como faz a referncia (GRIFFITHS et al., 2008b, WATSON et al. 2007), que elas podem tambm ocorrer em genes localizados no mesmo cromossomo, se houver uma longa distncia entre eles (LDA e LDC), devido ao processo de permuta. Apesar de apresentarem separadamente ca-ptulos que falam sobre a permuta, os dois livros didticos no as mencionam como pos-sibilidade de segregao independente.

CONCLUSES E CONSIDERAES FINAISOs dados pesquisados mostram que as ge-neralizaes esto presentes nos contedos de Gentica nos livros didticos brasileiros, porm no so exclusivas do nosso contexto. Foi tambm possvel perceber, na amostra analisada, que a frequncia de generalizaes muda de acordo com o contedo para cada localidade, sendo nos livros brasileiros mais presentes no tpico meiose e nos livros esta-dunidenses bem concentradas nos conheci-mentos sobre expresso gnica.

Algumas pesquisas j trazem dados sobre problemas na apresentao dos contedos de Gentica encontrados nos livros didti-cos (ex. EL HANI et al. 2007; FERREIRA; JUSTI 2004; GERICKE; HAGBERG, 2007). Todavia, a presente pesquisa traz um novo elemento a esse quadro de investi-gao, que consiste em no apenas tratar os distanciamentos como erros e sim explorar a diversidade de naturezas que eles possam ter. Neste artigo, exploramos uma dessas possi-bilidades: as generalizaes.

Optamos por no considerar essas genera-lizaes simplesmente como erros conceitu-ais, pois, para ser considerado um erro con-ceitual, preciso que o conhecimento tenha necessariamente quatro aspectos, os quais vm sendo utilizados durante vrios anos em processos oficiais de avaliao de livros didticos: [...] estar baseado em premissas que no so aceitas pela comunidade cien-tfica; constituir uma forma de conceber e explicar relaes (modelo mental); estar fun-damentado em conhecimentos adaptativos no contexto escolar; demonstrar-se falso e no adaptativo em situaes da vida real [...]



(BIZZO, 2009, p. 45). As generalizaes aqui encontradas no atendem a todos es-ses aspectos conjuntamente, principalmente quanto ao segundo mencionado.

Por exemplo, o livro (LDL) diz que a sntese de RNA ocorre no ncleo e o RNA sinteti-zado migra para o citoplasma, apesar de no dar maiores detalhes sobre o fato de estar se referindo apenas a eucariontes; por ou-tro lado, fica claro em outros momentos que no faz parte do modelo mental dos autores a existncia de apenas um modelo de clula. Por exemplo, cerca de cem pginas antes do tratamento da transcrio gnica, ao falar sobre procariontes e eucariontes, eles afir-mam que os organismos procariontes no possuem material gentico organizado na forma de ncleo (LDL, p. 173). Apesar de tais generalizaes no serem caracterizadas como erros conceituais, consideramos que preciso refletir sobre a pertinncia do uso dessas generalizaes. Durante a exposio dos resultados procuramos apresentar alguns exemplos de como alguns livros evitam essas generalizaes. A simples referncia sobre o grupo de organismos ao qual o processo se refere (eucariontes ou procariontes), ou o uso de termos que relativizem as informaes (como geralmente), de verbos que indiquem possibilidade e podem ajudar a evit-las sem, entretanto, precisar entrar em detalhes des-necessrios aos estudantes para os quais esses contedos esto sendo introduzidos.

Acreditamos que reconhecer essas generali-zaes importante para os professores, para que possam relativiz-las para os alunos. Nesse sentido, o ensino do contedo espe-cfico da rea de conhecimento essencial durante a formao do professor. Entretanto, a resoluo brasileira que institui as Diretri-zes Curriculares Nacionais para a educao bsica diz que os contedos a serem ensina-dos na escolaridade bsica devem ser trata-dos de modo articulado com suas didticas especficas (BRASIL, 2002, p. 2). preci-so tambm que o futuro docente aprenda a ensinar esses conhecimentos, sabendo como utilizar estratgias metodolgicas, conhecer possibilidades de contextualizao, e ainda aprender a realizar a transposio didtica e a vigilncia epistemolgica mencionadas por Chevallard (1991), sendo capaz de ava-

liar a pertinncia tanto dos distanciamentos quanto das aproximaes realizadas entre o conhecimento de referncia e os contedos ensinados pelos livros didticos e por ele prprio. As generalizaes aqui apontadas podem da mesma forma estar presentes na fala do prprio professor. tambm por isso que, durante sua formao, essencial que ele aprenda a refletir sobre a sua prpria per-tinncia e o seu prprio objetivo.

Diante dessa necessidade, no possvel pen-sarmos em um curso de licenciatura que acre-dita que a qualidade da formao do profes-sor esteja apenas atrelada ao conhecimento do saber erudito. preciso que, juntamente com esses conhecimentos, o futuro docente exercite a reflexo responsvel e cuidadosa sobre como ensin-los. Esse processo pode ser iniciado durante sua formao, desde os primeiros momentos, durante as aulas de co-nhecimento especfico de Gentica e em ou-tras disciplinas especficas de conhecimentos da Biologia, nas quais pode tanto realizar exerccios de transposio didtica, quanto analisar as referentes aos materiais didticos.

importante que os professores reconheam essas e muitas outras generalizaes a fim de que possam relativiz-las para os alu-nos quando as julgarem necessrias. Uma vez reconhecida a generalizao, o professor pode, desde seu planejamento at a avaliao do conhecimento, explorar as peculiaridades do ensino da Cincia que envolvem, entre outros tantos aspectos, a transposio didti-ca. Ou seja, nem sempre se aprende na escola o conhecimento tal qual ele praticado, h um intervalo de tempo e de profundida-de entre a sua produo na academia e a sua difuso nos bancos escolares. Conforme afirma Chevallard (1991), o conhecimento ensinado pode envelhecer e desacordos po-dem ser gerados pelo progresso na produo do conhecimento cientfico.

Uma das formas de se evitar as generaliza-es a constante procura por atualizao por parte do professor. Como o livro did-tico uma produo editorial com um longo percurso entre sua concepo e publicao, os novos conhecimentos gerados na acade-mia demandam anos para figurarem em seus textos. Os livros avaliados pelo Programa Nacional do Livro Didtico (PNLD), por



exemplo, so apresentados ao MEC dois anos antes de serem entregues aos alunos, com os quais permanecem por trs anos. Portanto, de sada, eles no podem incluir conhecimentos que tenham sido gerados at os cinco ltimos anos.

Todavia, nem todas as generalizaes envol-vem a ausncia de conhecimentos novos da Cincia. Muitas incidem sobre conhecimen-tos j consensuais. O exemplo de que alguns livros afirmam simplesmente que a sntese de RNA ocorre no ncleo, generalizando, sem levar em conta a existncia desses processos em organismos procariontes, ilustra essa si-tuao. Quando os autores escreveram seus textos, o conhecimento sobre a existncia de organismos procariontes j era um consenso. Apenas para se ter uma ideia, uma edio da referncia (ALBERTS et al. 1997), publi-cada cerca de dez anos antes da publicao do referido livro didtico, j trazia diferen-ciaes entre os processos de transcrio de procariontes e eucariontes, o que j no era novidade na poca dessa publicao. Ou-tros livros didticos do mesmo perodo aqui analisados, todos em que foi encontrado tal distanciamento, tambm apresentavam essa informao.

Pode-se cogitar a hiptese do autor, ou de um professor em sua sala de aula, ter a in-teno de omitir essa informao pelo fato de ainda no ter trabalhado conhecimentos prvios com os alunos. Todavia, no o caso, pois, no prprio livro, conhecimentos sobre eucariontes e procariontes so apresentados previamente. Um distanciamento pode ser realizado na sala de aula, quando o profes-sor sente que ele necessrio para a compre-enso do aluno, j que, segundo Chevallard (1991), a transposio didtica importante para adequar o conhecimento a ser ensinado em um conhecimento compreensvel para o aluno. No entanto, a vigilncia epistemol-gica seria importante para se considerar at quando os distanciamentos gerados so po-sitivos e necessrios para a compreenso do aluno.

Cabe ao professor, atento s inovaes da ci-ncia, s novas demandas vindas dos alunos, e ao consenso j gerado na academia, no apenas analisar e agilizar essa transposio, mas tambm ser cuidadoso durante esse

processo, procurando meios de relativizar as generalizaes. O professor no precisa ne-cessariamente descartar o livro didtico para evit-las. Uma leitura critica e atenta com os alunos, apontando-as, e o uso de expresses simples como geralmente, pode, na maioria das vezes, em organismos eucariontes, podem ser a soluo em muitos casos.

REFERNCIASALBERTS, B.; JOHNSON, A.; LEWIS, J;

RAFF, M.; ROBERTS, K.; WALTER, P. Molecular Biology of the Cell. 5.th ed.. New York e London: Garland Science, 2008.

ALBERTS, B.; BRAY, D.; LEWIS, J; RAFF, M.; ROBERTS, K.; WATSON, J. D. Biolo-gia Molecular da Clula. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 1997.

ASTOLFI, J.P., E. DAROT, Y. DRINSBUR-GER-VOGEL E J. TOUSSAINT. As pa-lavras-chave da didtica das cincias. (tradu-o de Maria Ludovina Figueiredo), Lisboa: Instituto Piaget, 2000

BARDIN, L. Anlise de contedo. Lisboa: Edi-es 70, 2007.

BIZZO, N. Mais Cincia no Ensino Fundamen-tal: metodologia de ensino em foco. So Paulo: Editora do Brasil, 2009.

BRASIL, Resoluo CNE/CP 01/2002. Bras-lia: Conselho Nacional de Educao, 2002.

CHEVALLARD, Y. La Transposicin Didctica: Del saber sabio al saber enseado. Buenos Aires: Aique, 1991.

COBERN, W. W. Worldview Theory and Con-ceptual Change in Science Education. Scien-ce Education, v. 80, n. 5, p. 579-610, 1996.

DEL CARLO, S. Conceitos de Fsica na educao bsica e na Academia: aproximaes e distan-ciamentos. 2007.97 p. Tese (Doutorado). Fa-culdade de Educao, Universidade de So Paulo, So Paulo, 2007.

EL-HANI, C. N.; ROQUE, N.; VANZELA, A. L. L.; SOUZA, A. F. L.; MARQUES, A. C.; VIANA, B. F.; KAWASAKI, C. S.; LEME, C. L. D.; FARIA, D.; MEYER, D.; OMENA, E.; OLIVEIRA, E. S.; ASSIS, J. G. A.; FREGONEZE, J.; QUEIROZ, L. P.; CARVALHO, L. M.; NAPOLI, M.; CARDOSO, M. Z.; SILVEIRA, N. A.; HORTA, P. A.; SANO, P. T.; ZUCOLO-TO, R. B.; TIDON, R.; SILVA, S. A. H.; ROSA, V. L.; ROCHA, P. L. B. Brazilian High School Biology Textbooks: Main



Cdigo na amostra Editora Autores Ttulo Edio

LDA Moderna Jos Mariano Amabis eGilberto Rodrigues Martho

Biologia 2a Edio 2005

LDB IBEP Augusto Adolfo, Marcos Crozetta e Samuel Lago

Biologia Coleo Vitria Regia 2a edio 2005

LDC Moderna Jos Arnaldo Favarettoe Clarinda Mercadante

Biologia 1a edio 2005

LDJ Holt, Rinehart and Winston

John H. Postlethwait e Janet L. Hopson

Modern Biology 2009

LDK Glecoe Alton Biggs et al. Biology 2009

LDL Prentice Hall Kenneth R. Miller e Joseph Levine

Biology 2008

Conceptual Problems in Genetics and Cell & Molecular Biology. In: INTERNA-TIONAL MEETING ON CRITICAL ANALYSIS OF SCHOOL SCIENCE TEXTBOOK, 2007, Hammamet, Tunisie. Proceedings Hammamet, Tunisie: Interna-tional Organisation for Science and Techno-logy Education, 2007.

ESCRIBANO, D. D.; SAHELICES, C. C. Im-genes externas de gen y cromosoma en mate-riales instruccionales para la enseanza de la Biologa en el sistema educativo venezolano. Revista Brasileira de Pesquisa em Educao em Cincias, v. 4, n. 2, p. 74-86, 2004.

FORQUIN, J. C. Saberes escolares, imperativos didticos e dinmicas sociais. Teoria e Educa-o, Porto Alegre, n. 5, p. 28-49, 1992.

FRANZOLIN, F. Conceitos de Biologia na edu-cao bsica e na Academia: aproximaes e distanciamentos. 2007. 162 p. Dissertao (Mestrado). Faculdade de Educao, Univer-sidade de So Paulo, So Paulo, 2007.

GERICKE, N. M.; HAGBERG, M. The pheno-menon of gene function as described in tex-tbooks for upper secondary school in Swe-den - a comparative analysis with historical models of gene function. In: INTERNA-TIONAL MEETING ON CRITICAL ANALYSIS OF SCHOOL SCIENCE TEXTBOOK, 2007, Hammamet, Tunisie. Proceedings Hammamet, Tunisie: Interna-

tional Organisation for Science and Techno-logy Education, 2007.

GRIFFITHS, A. J. F.; WESSLER, S. R; LEWONTIN, R. C.; CARROLL, S. B. Introduction to Genetic Analysis. 9.th ed. New York: Feeman and Company, 2008b.

KREBS, J; GOLDSTEIN, E. S.; KILPATRI-CK, S.T. Lewins Genes X. 10.th ed. Boston, Toronto, London, Singapore: Jones & Barlet Pub, 2008.

LODISH, H. ; BERK, A.; KAISER, C. A.; KRIEGER, M.; SCOTT M. P.; BRETS-CHER, A. PLOEGH, H. Molecular Cell Biology. 6.th ed. New York: WH Freeman & Co., 2007. 1150 p.

LOPES, A. R. C. Conhecimento escolar: cincia e cotidiano. Rio de Janeiro: EdUERJ, 1999.

NARCISO-JUNIOR, J. Conceitos de Qumica na educao bsica e na Academia: aproximaes e distanciamentos. 2008. 87 p. Dissertao (Mestrado). Programa Interunidades de En-sino de Cincias, Universidade de So Paulo, So Paulo, 2008.

WATSON, J. D.; BAKER, T. A.; BELL, S.P.; GANN, A; LEVINE, M.; LOSICK, R. Molecular Biology of the Gene. 6.th ed. San Francisco: Pearson Education, 2006.

ZIMAN, J. Enseanza y aprendizaje sobre la cien-cia y la sociedad. Mxico: Fondo de Cultura Econmica, 1985.

APNDICE AChave de identificao dos livros didticos utilizados como amostra de livros para anlise nesta pesquisa



Edivaldo Barbosa de Almeida Jnior1,3; Nbia Esther de Oliveira Miranda1,2; Rosane Garcia Collevatti1,2

1 Laboratrio de Gentica & Biodiversidade, ICB, Universidade Federal de Gois, Goinia, GO.2 Programa de Ps-Graduao em Ecologia e Evoluo, ICB, Universidade Federal de Gois (UFG), Goinia, GO.3 Programa de Ps-Graduao em Gentica e Melhoramento de Plantas, Escola de Agronomia, Universidade Federal de Gois, Goinia, GO.

E-mail para correspondncia: [email protected].

MATERIAIS DIDTICOS

Avaliao da depresso endogmica em populaes de araticunzeiro: apoio pedaggico ao Ensino de Gentica*

*Material didtico desenvolvido na disciplina de Gentica da Conservao, coordenado pela Profa. Rosane Garcia Collevatti, do curso de graduao em Ecologia e Anlise Ambiental do Departamento de Ecologia, Instituto de Cincias Biolgicas, Universidade Federal de Gois, como uma atividade do Estgio Docncia (bolsistas CAPES/UFG) dos discentes dos Programas de Ps-graduao em Ecologia e Evoluo e Gentica e Melhoramento de Plantas.


Esta atividade estimula o raciocnio lgico e auxilia a aprendizagem de conceitos bsicos de Gentica da Conservao, Ecologia Molecular e Gentica de Populaes. Ela demonstra uma metodologia para avaliar a ocorrncia de depresso endogmica em populaes naturais de plantas, determinada a partir do conhecimento da endogamia em populaes naturais e do valor mdio do fentipo para caracteres quantitativos adaptativos. A atividade pode ser utilizada como simulao de aula prtica ou como uma atividade complementar aula expositiva para alunos de ensino superior.

FUNO PEDAGGICA

A atividade procura mostrar os efeitos do acasalamento entre indivduos aparen-tados na reduo da aptido da prole, por meio da avaliao de caracteres adaptativos, ou seja, caracteres ligados ao vigor das pro-gnies. Nesse sentido, a atividade proposta procura utilizar dados provenientes da anli-se gentica de marcadores moleculares do tipo microssatlites, para estimar os coefi -cientes de endogamia, e dados de caracteres quantitativos adaptativos para medir a apti-do da prole. Dessa forma, so trabalhados conceitos bsicos de Gentica de Populaes e Gentica Quantitativa, alm de mtodos de Ecologia Molecular.

OBJETIVOO objetivo da atividade permitir a compre-enso da depresso endogmica, ou seja, a reduo da aptido da prole devida ao cruza-mento entre indivduos aparentados. A partir de dados simulados (fi ctcios) do gentipo da prole oriunda de diversas plantas de diferen-tes populaes e de caracteres quantitativos adaptativos, o estudante poder determinar o nvel de endogamia entre os indivduos de uma prole, bem como os valores mdios de carter adaptativo. Este procedimento per-mite identifi car se h depresso endogmica para o carter adaptativo estudado em pro-les oriundas de cruzamento entre indivduos mais aparentados.

Aptido sinnimo de valor adaptativo ou fi tness. uma medida do sucesso reprodutivo quantifi cada pela probabilidade de sobrevivncia e reproduo diferencial de um indivduo.

Microssatlites so curtas sequncias de 1 a 4 nucleotdeos de comprimento que so repetidas sequencialmente no genoma. Ex: (CA)30 representa uma sequncia de 30 repeties dos nucleotdeos citosina (C) e adenina (A). Essas regies tm altas taxas de mutao, por isso so muito polimrfi cas o que as tornam adequadas para discriminar indivduos geneticamente.

Marcador Molecular qualquer sequncia de bases (no DNA) ou de aminocidos (na protena) capaz de evidenciar polimorfi smo entre indivduos e herdvel.



MATERIAIS DIDTICOS

PROBLEMA PROPOSTOEm populaes tipicamente exogmicas muitos lcus gnicos esto em heterozigose e pode ocorrer dominncia entre alelos. A consequncia desse fato que alelos recessivos deletrios podem perma-necer na populao, ao longo das geraes, mascarados pela dominncia porque esses alelos no so expostos seleo natural. Quando ocorre acasalamento entre paren-tes (endogamia) maior o nmero de alelos compartilhados, herdados de ancestral co-mum, do que quando o cruzamento ocorre entre indivduos no relacionados da popu-lao. Por isso, alelos recessivos deletrios presentes na populao podem expressar seu fentipo, em uma proporo dos des-cendentes, pois estaro em homozigose. A implicao imediata da expresso fenot-pica desses alelos a reduo no vigor da prole. Esse efeito conhecido por depresso endogmica.

A endogamia em populaes naturais pode ocorrer naturalmente, por restries intrn-secas da espcie disperso. Assim, os in-divduos de uma mesma populao cruzam entre si com frequncia maior que entre indivduos de populaes diferentes. Entre-tanto, a restrio ao fluxo gnico pode ser resultado da fragmentao, reduo e isola-mento dos hbitats causados especialmente

pela atividade humana (efeitos antrpicos). A fragmentao leva restrio do fluxo gnico e potencialmente depresso endo-gmica, comprometendo a conservao das espcies. Por isso, a depresso endogmi-ca causada por efeitos antrpicos deve ser minimizada nas populaes naturais, em programas de manejo e conservao, com o intuito de manter o potencial evolutivo dessas populaes e a sua persistncia ao longo das geraes (FRANKHAM et al. 2003)

Nesta atividade foi proposta a avaliao da ocorrncia de depresso endogmica em populaes naturais, a partir de teste de prognie no araticunzeiro (Annona cras-siflora Mart., Annonaceae). Esta espcie uma fonte de alimento e renda para peque-nos agricultores no Centro-Oeste que uti-lizam os frutos in natura ou para produo de doces, sorvetes e sucos. O araticunzeiro uma rvore autocompatvel, ou seja, pode ocorrer autopolinizao. A polinizao feita por besouros da espcie Cyclocephala octopunctata Burmeister (CAVALCAN-TE et al. 2009). A atividade foi desenvolvi-da com dados simulados para os gentipos e para os caracteres quantitativos. Assim, foram amostradas quatro populaes natu-rais de A. crassiflora (populaes 01, 02, 03 e 04). De cada populao foram coletadas

Exogamia o cruzamento entre indivduos no aparentados ou pouco aparentados geneticamente.

Heterozigose o estado em que um lcus apresenta alelos diferentes nos cromossomos homlogos.

Alelos so as diferentes formas alternativas do mesmo gene.

Dominncia a interao allica em que o alelo dominante se manifesta no fentipo.

Fluxo gnico a migrao de genes entre populaes. Em plantas, pode ocorrer em dois estgios via plen (migrao de gametas) e via semente (migrao de indivduos).

Prognie a descendncia ou prole de um indivduo. o conjunto de indivduos que apresentam pelo menos um dos genitores em comum.

Homozigose o estado em que um lcus apresenta o mesmo alelo nos cromossomos homlogos.

Lcus a regio do cromossomo onde se localiza um gene, ou marcador molecular.


sementes de 13 plantas matrizes. Foi se-meada uma semente por matriz em delineamento experimental inteiramente casualizado. Conhecendo o parentesco dos indivduos (quanto maior a proximida-de gentica, maior a semelhana fenotpica) pode-se usar um delineamento experimen-tal inteiramente casualizado, que permita ao pesquisador separar os efeitos ambien-tais e genticos na composio do fentipo. Quatorze anos aps o plantio, para avaliar a aptido dos indivduos, as 13 plantas j em idade reprodutiva, tiveram o lcus mi-crossatlite Acr 12 caracterizados, para determinao do nvel de endogamia das populaes. Foi medido o dimetro maior dos frutos (DM) de quatro rvores (A, B, C e D) por populao (populaes 01, 02, 03 e 04). Esse carter quantitativo est liga-do aptido dos indivduos porque frutos maiores possuem mais sementes e atraem mais dispersores. Em caso de ocorrncia da depresso endogmica, espera-se que as populaes com maiores valores de endoga-mia, estimada pelo parmetro f (coeficiente de endogamia), apresentem as menores m-dias fenotpicas para o carter avaliado.

Para a avaliao da ocorrncia de depresso endogmica nas populaes preciso:

1. Obter os gentipos das 13 plantas ma-trizes, que foram plantadas no experimen-to e das quais foram amostradas os frutos, e calcular os coeficientes de endogamia (f) das populaes.

2. Obter os dados quantitativos, ou seja, o dimetro maior dos frutos (DM), das plantas em delineamento experimental e condies controladas, para obter as m-dias fenotpicas da prole de cada rvore (mdias de dimetro maior dos frutos).

3. Comparar os valores dos coeficientes de endogamia com as mdias fenotpicas das plantas de cada populao e interpretar os resultados observados.

INSTRUES PARA O PROFESSOR1. Esta atividade poder ser realizada indivi-

dualmente, ou em grupos de alunos de, no mximo, trs pessoas.

2. Cada grupo dever receber o problema proposto, uma cpia do procedimento para realizar a atividade, uma cpia de cada painel (1.1, 1.2, 1.3, 2.1, 2.2 e 3) e das questes para serem discutidas.

3. recomendvel que o professor aplique esta atividade em turmas que j tiveram contato prvio com os conceitos de es-trutura e organizao do material genti-co, marcadores moleculares e segregao mendeliana.

PROCEDIMENTO PARA OS ESTUDANTES1. Ler com ateno o problema proposto.

2. Analisar o Painel 1.1 que apresenta os re-sultados da genotipagem do lcus micros-satlite Acr 12 de treze plantas pertencen-tes a quatro populaes diferentes.

a. Observar os gentipos das plantas adultas e anotar os gentipos das plan-tas no Painel 1.2.

b. Comparar os alelos de cada indivduo (banda preta) com os da escada allica M bandas vermelhas, para obteno dos gentipos.

c. Denominar os alelos dos indivduos de forma que correspondam aos nomes dos alelos da escada allica.

3. A partir dos gentipos obtidos, calcular as frequncias allicas e estimar a heterosigo-sidade esperada (He) sob as condies de Equilbrio de Hardy-Weinberg (EHW) e a heterozigosidade observada (Ho) para estimar a endogamia (f) da populao sen-do:

Frequncia allica f(Ai): f(Ai) = ni / nt, onde

ni nmero de alelos i presentes nos 13 indivduos

nt nmero total de alelos em todos os 13 indivduos

Heterozigosidade esperada pelo equil-brio de Hardy-Weinberg He: He = 2pq + 2pr + 2qr, sendo que

p, q e r representam as frequncias de cada um dos trs alelos (A1, A2

Delineamento experimental inteiramente casualizado (DIC) um delineamento experimental que se refere forma como so organizadas as unidades experimentais. O modelo mais simples de delineamento o inteiramente casualizado. Neste delineamento, as unidades experimentais so destinadas a cada tratamento por meio de sorteio de forma casual e considera os princpios de repetio e casualizao, ou seja, os tratamentos do experimento so divididos em parcelas de forma inteiramente casual (por sorteio). Para se aplicar este tipo de delineamento experimental necessrio que o material experimental seja semelhante e que as condies de estudo sejam completamente uniformes (por exemplo, mesmo tipo de solo ou de adubao).

Gentipo a constituio gentica de uma clula ou indivduo para um ou mais lcus.



e A3, respectivamente) presentes no lcus Acr 12.

Heterozigosidade observada (Ho):

Ho = Hobs ____ , sendoN

Hobs nmero de gentipos heterozi-gotos observados nos 13 indivduos

N nmero total de gentipos avalia-dos.

Endogamia (f):

He - Ho f = _______;

He

Anotar no Painel 1.3 as estimativas He, Ho e endogamia (f) das populaes 01, 02, 03 e 04.

4. Analisar o Painel 2.1 que apresenta os frutos coletados de quatro indivduos (A, B, C e D) adultos de Annona crassiflora, provenientes de sementes coletadas nas populaes naturais 01, 02, 03 e 04, que foram mantidos em condies contro-ladas de solo, irrigao e adubao, em delineamento experimental inteiramente casualizado.

a. Medir o dimetro maior do fruto, com o auxlio de rgua comum, respeitando a escala 1:6 cm.

b. Anotar os valores de dimetro no Pai-nel 2.2

5. Calcular a mdia de dimetro maior do fruto por populao e anotar no Painel 3. Transcrever para o Painel 3 os valores do coeficiente de endogamia de cada popula-o do Painel 1.3.

6. Calcular o coeficiente de depresso endo-gmica (LANDE; SCHEMSKE, 1985) para a(s) populao(es) endogmica(s) para o carter adaptativo dimetro do fruto e transcrever para o Painel 3. As po-pulaes no endogmicas tem valor de = 0,0

X1 = 1 - (___), sendoX0

x1, valor do carter adaptativo da populao endogmica

x0, valor do carter adaptativo da populao no endogmica com o maior valor do caractere entre as po-pulaes analisadas.

MATERIAIS DIDTICOS


PAINIS

Ind01 Ind02 Ind03 Ind04 Ind05 Ind06 Ind07 Ind08 Ind09 Ind10 Ind11 Ind12 Ind13M M

A1 A1

A2 A2

A3 A3 A


A1 A1

A2 A2

A3 A3 B


A1 A1

A2 A2

A3 A3 C


A1 A1

A2 A2

A3 A3 D

Painel 1.1. Representao esquemtica do gel de poliacrilamida, corado com nitrato de prata com os gentipos para o lcus microssatlite Acr 12 de treze plantas pertencentes s populaes 01; 02; 03 e 04. M a escada allica para determinao dos alelos.

Populao 01 Populao 02 Populao 03 Populao 04

Indivduos Gentipos Indivduos Gentipos Indivduos Gentipos Indivduos Gentipos

Ind01 Ind01 Ind01 Ind01













Painel 1.2. Gentipos de treze indivduos pertencentes s populaes 01, 02, 03 e 04 para o lcus microssatlite Acr 12 da espcie Annona crassiflora Mart.



MATERIAIS DIDTICOS

ndices

Populaes

01 02 03 04

He

Ho

f

Painel 1.3. Estimativas de diversidade gentica (heterozigosidade esperada sob equilbrio de Har

genÉtica_na_escola_2014_vol.09_n°02

Documents