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FACULDADE DE MEDICINA DA UNIVERSIDADE DO PORTO
Relatório Científico
Extração de DNA genómicoAmplificação de DNA por PCR e
Análise por Electroforese
Biologia Molecular e Celular I
Ana Gomes
Ana Pinheiro
Daniela Oliveira
Maria Machado
TURMA 15
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Objetivo do trabalho
A primeira atividade laboratorial teve como principal objetivo efetuar a
extração do DNA genómico de fígado de ratinho, com vista a numa segunda
aula amplificar esses fragmentos de DNA e por eletroforese determinar o
genótipo dos ratinhos descendentes de um cruzamento entre progenitores
heterozigóticos (+/-) relativamente ao gene Drg11.
Resultados
Na primeira atividade laboratorial efetuou-se a extração do DNAgenómico de uma porção de fígado de ratinho. Na segunda aula, os
fragmentos de DNA correspondentes ao gene Drg11 (300 pb) e LacZ (200 pb)
foram amplificados através de polymerase chain reaction (PCR) . O DNA
molde utilizado foi portanto o DNA genómico da primeira aula e cujo genótipo
relativamente ao gene Drg11 era desconhecido. Sabe-se que estes ratinhos
são descendentes do cruzamento entre progenitores heterozigóticos (+/-) que
têm um dos alelos com o gene Drg11 normal (alelo +) e outro alelo em que o
gene Drg11 foi removido e substituído por um gene LacZ (alelo -). Destaforma, em electroforese pretendeu-se estimar o tamanho das bandas,
comparando com o padrão de peso molecular e determinar o genótipo do
ratinho. Na eletroforese poderia-se esperar uma de três hipóteses: presença
de uma banda ao nível das 300 pb (mix Drg 11) e outra ao nível das 200 pb
(mix LacZ) em que o ratinho seria heterozigótico; presença de duas bandas
de 200 pb (mixLacZ) em que o ratinho seria homozigótico mutado; presença
de duas bandas de 300 pb (mixDrg11) em que o ratinho seria homozigótico
normal. O resultado esperado para o DNA genómico era ao nível dos 1000 pb.
Na imagem de eletroforese abaixo, o D+ corresponde ao controlo
+Drg11, o L+ ao controlo +LacZ , o 1 ao DNA genómico, o 2 ao mix Drg11 e o
3 ao mix LacZ . Pela observação desta imagem de eletroforese (em G4- azul),
verifica-se uma banda pesada de 1000 pb que corresponde ao DNA genómico
(1). Esta banda apesar de ser de difícil visualização devido ao facto de ser
muito clara, encontra-se no local esperado (1000 pb). Em 1, ao nível das 100
pb verifica-se ainda uma banda muito leve que parece uma “nuvem esbatida”
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e que provavelmente corresponderá a RNA. Em 2 e 3 deveria ser possível
observar bandas (tendo em conta as hipóteses enunciadas anteriormente),
mas apenas é visível uma “mancha” negra que não nos permite extrair os
resultados.
Devido ao facto do grupo (G4) não ter obtido resultados efetivos,
iremos utilizar também os dados do grupo 1 (G1-vermelho) para podermos
analisar resultados conclusivos, contribuindo para o nosso processo de
aprendizagem. Em G1 verifica-se que, em 1, existe também uma banda mais
pesada ao nível das 1000 pb (DNA genómico) com um certo arrastamento e
uma banda mais leve e esbatida, como se fosse uma “nuvem” (ao nível das
100 pb correspondente ao RNA). Além disso, verificam-se outras duas
bandas: uma ao nível das 300 pb (mix Drg11) e outra ao nível das 200 pb
(mixLac Z). Ambas as bandas são muito claras, principalmente a
correspondente ao mixLacZ.
Figura 1 : Imagem da Electroforese obtida(G4-azul corresponde aos resultados do grupo em questão e G1-vermelho corresponde aos resultados
que o grupo optou por discutir)
Discussão
A concretização do objetivo inicial só foi possível graças às técnicas de
PCR (polymerase chain reaction) e de electroforese. Através da primeira
conseguimos replicar os genes Drg11 e LacZ, dado que esta é uma técnica
que visa amplificar uma sequência precisa de DNA e que consiste em 3passos: desnaturação do DNA molde, ligação dos primers (annealing) e
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elongação através de uma DNA polimerase (1). A segunda técnica revelou-se
extremamente útil no mapeamento físico do DNA e determinação do genótipo
deste ratinho (2).
Centrando-nos, nos resultados observados em G4, mais propriamenteem 1, verificou-se uma banda que devido ao seu elevado peso pouco se
moveu. Tal como previsto, esta banda corresponde ao DNA genómico do
ratinho (1000 pb). Esta banda é muito clara, o que se deve, muito
provavelmente, a erros de pipetagem. Compreende-se então que a
quantidade de DNA genómico transferida para o respetivo eppendorf foi
inferior ao estipulado no protocolo experimental. A “núvem” que se verifica
ao nível das 100 pb de G4 em 1 deverá constituir uma mistura de RNA
associada a primers (numa concentração consideravelmente inferior), pois ao
extrair DNA também recuperamos RNA.
A “mancha” negra, que se observa na imagem, demonstra a adição de
corante em excesso durante a realização desta atividade experimental. No
decorrer da aula, o grupo compreendeu, de imediato, pela constatação da
existência de um volume anómalo no eppendorf após a adição do corante,
que a pipetagem tinha sido efetuada erronicamente ( verificou-se que tinham
sido adicionados 5 µl de loading buffer , ao invés de 2 µl, como constava noprotocolo). Este erro foi significativo, acabando por condicionar de forma
evidente todas as possíveis conclusões relativamente ao genótipo do ratinho.
Desta forma, os resultados obtidos pelo grupo revelaram-se inconclusivos.
Perante esta situação, vimo-nos obrigadas a recorrer aos resultados de
um outro grupo, de forma a podermos retirar resultados conclusivos desta
experiência laboratorial, (ainda que estes possam ou não coincidir com os
resultados que supostamente iriamos obter). Assim sendo, debruçamo-nos
sobre os resultados do Grupo 1. Neste caso também se obteve uma banda
mais pesada correspondente ao DNA genómico (1000 pb). Note-se que esta
banda surge-nos com algum arrastamento que se deve à danificação do DNA,
quer devido à agitação violenta do eppendorf, quer devido à acção de alguma
DNAase que tenha permanecido ativa (apesar do EDTA). No entanto,
contrariamente ao nosso grupo (G4), as duas bandas restantes são evidentes
e distintas, verificando-se que uma se encontra ao nível das 300 pb (mix
Drg11) e outra ao nível das 200 pb (mixLac Z). Considerando que o ratinho
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possui dois alelos distintos, concluimos que este possui um genótipo
heterozigótico. A claridade verificada nas referidas bandas pode ser atribuida
a um erro de pipetagem, nomeadamente, a uma quantidade inferior de DNA
pipetada relativamente ao que era estipulado no protocolo experimental.
Referências Bibliográficas
1. Ou, C.-Y., & Jones, W. K. (1988). Polymerase Chain Reaction Gerald
Schochetman. The Journal of Infectious Diseases, 158(6), 1154-1157
2. Roberts RJ. How restriction enzymes became the workhorses of
molecular biology. Proceedings of the National Academy of Sciences.
2005 April 26, 2005;102(17):5905-8
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