A maioria dos seres vivos tem um relógio biológico (ciclo circadiano), que regula as mudanças metabólicas e comportamentais de acordo com o ciclo de 24 horas de rotação da Terra. Em 2015, um artigo publicado na revista Science Advantage mostrou ser possível a transferência dos genes do relógio circadiano da cianobactéria Synechococcus elongatus para o genoma da bactéria Escherichia coli, um organismo não circadiano.
CHEN, A. H. et al. Transplantability of a Circadian Lock to Noncircadian Organism. Science Advantage, n. 1, 2015 (adaptado).
Estarão presentes no organismo geneticamente modificado os genes do
A) metabolismo de E. coli, apenas.
B) ciclo circadiano de E. coli, apenas.
C) metabolismo de S. elongatus e do ciclo circadiano de E. coli.
D) ciclo circadiano de S. elongatus e do metabolismo de E. coli.
E) ciclo circadiano de S. elongatus e do ciclo circadiano de E. coli.
Resolução Em Texto
Matérias Necessárias para a Solução da Questão:
- Biologia Molecular (Conceito de Genes e Genoma)
- Engenharia Genética (Transgenia)
- Interpretação de Texto Científico
Tema/Objetivo Geral:
Interpretar um experimento de transgenia e deduzir a composição genética do organismo resultante.
Nível da Questão:
- Fácil (com um distrator de nível Médio). – A lógica central da questão é fácil e direta se o aluno entender o que é um organismo transgênico. No entanto, a presença da alternativa E como um distrator muito forte, que explora uma leitura desatenta da pista mais importante do texto, eleva o nível de atenção exigido para não cair na armadilha.
Gabarito:
- D) ciclo circadiano de S. elongatus e do metabolismo de E. coli. – Esta é a resposta correta porque a bactéria E. coli (que já possuía seus genes metabólicos) recebeu e incorporou os genes do relógio biológico da cianobactéria S. elongatus, sem perder suas características originais.
PASSO 1 – O QUE A QUESTÃO QUER? (O MAPA DA MINA)
Decodificação do Objetivo:
Em bom português, a questão nos pede para sermos os auditores de TI de um experimento genético. A missão é clara: após os cientistas “instalarem um software novo” (genes) de uma bactéria em outra, precisamos descrever com exatidão qual é o conjunto final de “programas” que está rodando no organismo modificado.
Simplificação Radical (A Analogia Central):
O verdadeiro desafio aqui é entender o que significa “modificação genética” neste contexto. A imagem que vamos analisar no próximo passo nos dá a analogia perfeita: pense na bactéria E. coli como um smartphone básico. Ele vem de fábrica com um sistema operacional que cuida das funções essenciais para ele ligar e funcionar (o metabolismo). O texto diz que os cientistas instalaram um “aplicativo” novo, um relógio biológico super avançado, que veio de outro “desenvolvedor” (a bactéria S. elongatus). Nossa tarefa é simplesmente olhar para a tela final do smartphone e listar todos os aplicativos que estão instalados, tanto os que vieram de fábrica quanto o novo que foi baixado.
Plano de Ataque (O Roteiro da Investigação):
Nossa investigação seguirá a lógica da nossa analogia visual:
- Analisar o “ANTES”: Vamos usar o primeiro painel da imagem para definir o estado inicial do nosso “smartphone” (E. coli).
- Analisar o “DEPOIS”: Usaremos o segundo painel para entender o processo de “instalação” (transgenia) e o estado final do sistema.
- Construir o Inventário Final: Com base na análise visual, construiremos o perfil genético exato do organismo modificado, que será a nossa “expectativa” para a resposta correta.
PASSO 2 – DESVENDANDO AS FERRAMENTAS (A CAIXA DE FERRAMENTAS)
Descrição da Imagem: Um infográfico em dois painéis que usa a analogia de um smartphone para explicar a transgenia. O painel “ANTES” mostra o estado original do organismo, e o painel “DEPOIS” ilustra a adição de uma nova função genética sem alterar as funções nativas.
Detetive, esta imagem não é um mero auxílio. Ela é o próprio mapa do tesouro, a planta do laboratório que nos mostra exatamente o que aconteceu. Vamos dissecá-la.
- Painel “ANTES” – O Ponto de Partida: Este painel é a nossa ficha de antecedentes do suspeito, a E. coli. O smartphone, rotulado como “E. coli“, nos mostra seu estado de fábrica. Na tela, vemos os “aplicativos” que ele já possui: os ícones azuis, rotulados como “Genes Nativos (Metabolismo)”. Eles representam as funções essenciais que a bactéria sempre teve para sobreviver. Mas a pista mais importante, a chave de todo o caso, está no canto inferior direito: o espaço vazio, com um ponto de interrogação, rotulado como “Função ‘Relógio Biológico’ Ausente”. Isso é a prova visual da frase do enunciado que diz que a E. coli é um “organismo não circadiano”. Ela simplesmente não veio com esse “app” instalado.
- Painel “DEPOIS” – A Transformação: Este painel é a gravação da câmera de segurança do laboratório. Vemos o processo e o resultado. Primeiro, note o “chip” verde externo, rotulado como “Genes de S. elongatus“. Este é o nosso “pacote de instalação”, o gene que veio de fora. A grande seta verde representa a transgenia em si, o ato de “instalar” o novo programa no sistema. Agora, olhe para a tela do celular. O que aconteceu? Os ícones azuis, os “Genes Nativos”, continuam lá, exatamente como antes. O rótulo “INTACTOS” reforça essa verdade: nada foi apagado. E no espaço que antes estava vazio, agora brilha um novo ícone verde, o relógio, rotulado como “Transgene (NOVA FUNÇÃO ADICIONADA)”.
A conclusão que tiramos desta análise visual é a regra de ouro da transgenia: O resultado final é a soma do sistema original MAIS o novo sistema adicionado. O antigo não é substituído; ele é complementado.
PASSO 3 – INTERPRETAÇÃO GUIADA (MÃO NA MASSA)
Com a lógica da imagem dominada, a resolução do caso se torna uma aplicação direta. Vamos conectar a evidência visual ao texto da questão para construir um argumento irrefutável.
O enunciado descreve verbalmente o que a nossa imagem mostra graficamente: “a transferência dos genes do relógio circadiano da cianobactéria Synechococcus elongatus para o genoma da bactéria Escherichia coli“.
- “Genes do relógio circadiano de S. elongatus” = O “chip” verde na nossa imagem.
- “Escherichia coli” = O “smartphone”.
- “Transferência para o genoma” = A grande seta verde de “instalação”.
Agora, vamos seguir o nosso plano de ataque. Qual o estado final do genoma da E. coli? A resposta está na tela do celular do painel “DEPOIS”. Para fazer um inventário completo dos “aplicativos” instalados, nós temos que listar:
- Os aplicativos que já estavam lá e permaneceram intactos: os ícones azuis, que representam os genes do metabolismo de E. coli.
- O aplicativo novo que foi adicionado: o ícone verde, que representa os genes do ciclo circadiano de S. elongatus.
Qualquer descrição correta do organismo modificado deve, obrigatoriamente, conter esses dois componentes. Simples assim. A imagem transforma uma questão de biologia molecular em um simples exercício de observação.
🚨 ARMADILHA CLÁSSICA! 🚨
CUIDADO! A alternativa (E) é uma das armadilhas mais bem elaboradas que existem, e ela conta com uma leitura apressada. Ela sugere que o organismo final tem o ciclo de S. elongatus E o ciclo de E. coli. Mas a nossa imagem prova que isso é impossível. Olhe novamente para o painel “ANTES”. Aquele espaço vazio com a legenda “Função ‘Relógio Biológico’ Ausente” é a nossa prova irrefutável. A E. coli nunca teve um “app de relógio” azul para começo de conversa. O único “app de relógio” que existe na imagem final é o verde, o que foi importado. A bactéria não pode ter algo “dela mesma” se esse algo nunca existiu.
A Bússola (O Veredito):
- Síntese do raciocínio: A imagem demonstra que a E. coli modificada é um organismo híbrido que mantém seu sistema operacional nativo (metabolismo) e ganha um novo aplicativo (ciclo circadiano) de uma fonte externa.
- Expectativa: A resposta correta tem que descrever a presença dos “ícones azuis” (Metabolismo de E. coli) e do “ícone verde” (Ciclo Circadiano de S. elongatus).
PASSO 4 – ALTERNATIVAS COMENTADAS (A AUTÓPSIA)
Vamos confrontar nossa expectativa com os suspeitos.
A) metabolismo de E. coli, apenas.
- A “Narrativa do Erro”: Ignora completamente o sucesso do experimento. É como olhar para o painel “DEPOIS” e não ver o ícone verde que foi instalado.
- O “Diagnóstico do Erro”: Reducionismo.
- Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.
B) ciclo circadiano de E. coli, apenas.
- A “Narrativa do Erro”: Erro duplo. Ignora que o celular precisa de seu sistema operacional (metabolismo) para funcionar e inventa um “app de relógio” nativo que, como prova o painel “ANTES”, nunca existiu.
- O “Diagnóstico do Erro”: Contradição Direta e Fuga ao Tema.
- Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.
C) metabolismo de S. elongatus e do ciclo circadiano de E. coli.
- A “Narrativa do Erro”: Inverte completamente os rótulos. É como dizer que o sistema operacional veio do “chip” externo e que o “app de relógio” já estava no celular.
- O “Diagnóstico do Erro”: Inversão de Conceitos.
- Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.
D) ciclo circadiano de S. elongatus e do metabolismo de E. coli.
- Análise de Correspondência: Perfeito. Descreve exatamente a tela final do nosso smartphone: o “app verde” (ciclo circadiano de S. elongatus) instalado junto com os “apps azuis” (metabolismo de E. coli).
- Conclusão: ✔️ Alternativa correta.
E) ciclo circadiano de S. elongatus e do ciclo circadiano de E. coli.
- A “Narrativa do Erro”: O candidato caiu na armadilha clássica. Ele ignorou a prova visual do painel “ANTES”, que mostra a ausência de um relógio biológico nativo.
- O “Diagnóstico do Erro”: Contradição Direta (com base no texto e na imagem).
- Conclusão: ⚠️ Armadilha Clássica!
PASSO 5 – O GRAND FINALE (APRENDIZAGEM EXPANDIDA)
Frase de Fechamento:
Caso encerrado! A resposta correta é D. A nossa analogia visual provou que a transgenia é um processo de adição, criando um organismo que carrega tanto suas instruções genéticas originais quanto as novas que recebeu.
Resumo-flash (A Imagem Mental):
Transgenia é um “E”, não um “OU”: você mantém o sistema operacional de fábrica e instala um aplicativo novo.
Para ir Além (A Ponte para o Futuro):
Esta lógica de “instalar apps” em organismos simples é uma das maiores revoluções da biotecnologia. O mesmo princípio exato é usado na produção de insulina para diabéticos. Os cientistas pegam o gene humano para a produção de insulina (o “app de relógio” do nosso exemplo) e o instalam em bactérias E. coli. As bactérias continuam com seu metabolismo normal (os “apps azuis”), vivendo suas vidas, E, como uma nova função adicionada, passam a produzir insulina humana em massa. A mesma lógica que resolve esta questão está salvando milhões de vidas todos os dias.