Uma equipe de cientistas está desenvolvendo uma nova terapia gênica que tem o potencial de curar uma doença genética devastadora. No entanto, a terapia gênica também apresenta o risco de causar alterações genéticas não intencionais que podem levar a sérios problemas de saúde. Qual dos seguintes princípios bioéticos seria mais importante considerar nesta situação?

Cientistas e criadores de cana-de-açúcar estão buscando desenvolver novas cultivares com maior rendimento e resistência ao pulgão da cana, uma praga devastadora que pode causar grandes perdas econômicas. Eles estão considerando usar uma combinação de ferramentas de biotecnologia, incluindo edição de genes CRISPR-Cas9 e interferência de RNA (RNAi), para atingir esses objetivos.

Considerando os resultados desejados, qual das seguintes estratégias CRISPR-Cas9 e RNAi seria a abordagem mais eficaz para desenvolver cultivares de cana-de-açúcar com maior rendimento e resistência ao pulgão da cana?

A transição epitélio-mesenquimal (EMT) é um evento que beneficia o desenvolvimento do tumor. As células passam por uma transformação em que perdem características epiteliais, o que lhes possibilita migrar pelo organismo do indivíduo (metástase). Esse processo pode ser mimetizado em culturas de células em laboratório. Suponha que você suspeite de que a proteína X seja um importante marcador desta transição, pois nota que, ao induzir a EMT, a quantidade detectada da proteína X diminui em seus experimentos, porém a quantidade de RNA transcrito continua estável. Escolha a alternativa que descreve o par de causa e efeito correto para testar a sua hipótese.

Durante a recente pandemia do coronavírus, um laboratório de pesquisa microbiológica desenvolveu um método capaz de inibir a replicação viral. Porém, para confirmar a sua descoberta, o grupo precisava aplicar uma técnica rápida para a quantificação de vírus em suas amostras. Um dos pesquisadores sugeriu a espectroscopia UV-vis como metodologia para tal quantificação em suas amostras experimentais. Das alternativas a seguir, qual a melhor descreve os resultados obtidos com esta estratégia?

As bactérias são microrganismos onipresentes, habitando diversos ambientes e desempenhando papéis cruciais em vários ecossistemas. No entanto, certas espécies bacterianas podem representar ameaças à saúde humana e à agricultura. A infecção bacteriana por Agrobacterium tumefaciens é um excelente exemplo, causando a doença “galha-da-coroa” em uma ampla variedade de espécies vegetais. Essa infecção leva ao crescimento descontrolado de tumores, interrompendo o desenvolvimento normal da planta e podendo causar perdas significativas de produção.

Agrobacterium tumefaciens utiliza um mecanismo notável para transferir um pequeno segmento de seu DNA, conhecido como T-DNA, para o genoma da célula hospedeira da planta. Este T-DNA integrado induz a formação de tumores, alterando os padrões de expressão gênica da planta. Os cientistas aproveitaram este sistema natural de engenharia genética da Agrobacterium tumefaciens, eliminando os genes indutores de tumores e substituindo-os por genes de interesse, para criar plantas geneticamente modificadas (GM) com características desejáveis.

Um exemplo notável dessa tecnologia é a produção do arroz dourado, uma variedade de arroz GM enriquecido com beta-caroteno, precursor da vitamina A. A deficiência de vitamina A, também conhecida como cegueira por deficiência de vitamina A, é um grave problema de saúde pública, principalmente em países em desenvolvimento, onde o arroz é um alimento básico. O arroz dourado fornece uma fonte alimentar de beta-caroteno, combatendo a deficiência de vitamina A e suas consequências para a saúde. Qual das seguintes afirmações seria INCORRETA para o uso da transformação genética mediada por Agrobacterium tumefaciens no melhoramento de plantas em comparação com os métodos tradicionais?

Em cinética enzimática, há uma ferramenta matemática muito importante, conhecida como constante de Michaelis (K_m), que representa a concentração de substrato na qual a taxa de reação é metade de sua velocidade máxima (V_max): Apesar de restritos às enzimas que obedecem à cinética descrita por Michaelis- Menten, esses dois parâmetros fornecem uma estrutura matemática para entender a atividade enzimática e os fatores que influenciam as taxas de reação.

Uma aplicação muito comum do K_m é a afinidade da enzima pelo seu substrato. Um baixo valor de K_m indica uma maior afinidade de ligação entre o par, ou seja, maior taxa de reação em concentrações menores de substrato. Por outro lado, um alto valor de K_m indica uma afinidade menor entre o par e, portanto, uma taxa de reação mais lenta em concentrações menores de substrato.

Sabe-se que o metabolismo celular é um conjunto de reações enzimáticas que mantêm os organismos vivos e responsivos a sinais que eles recebem do meio. Em organismos que respiram, a respiração celular, uma via metabólica fundamental, alimenta vários processos celulares, gerando moléculas como ATP, o NADH e o FADH2. As etapas ocorrem no citosol ou na matriz mitocondrial. Uma etapa fundamental para o metabolismo de uma forma geral é o ciclo do ácido cítrico. Ele é composto de oito etapas enzimáticas. Dentre elas, a atividade de enzimas como citrato sintase e isocitrato desidrogenase tem implicações significativas para a produção de energia. Essas enzimas catalisam as reações do início do ciclo do ácido cítrico e desempenham um papel limitador da sua velocidade.

Qual das seguintes afirmações descreve com precisão como uma mutação que aumenta o valor de K_m da citrato sintase afetaria o ciclo de Krebs nas células humanas?

A poliploidia, a ocorrência de mais de dois conjuntos de cromossomos em um organismo, é um fenômeno generalizado em plantas, impactando sua morfologia, fisiologia e adaptação. Embora eventos naturais de poliploidia ocorram espontaneamente, ela também pode ser induzida artificialmente por alguns agentes químicos, como a colchicina. A introdução deste mecanismo auxiliou no desenvolvimento de numerosos cultivares poliplóides com características agronômicas aprimoradas, incluindo tamanho aumentado, melhor tolerância ao estresse e rendimentos mais altos.

Um exemplo notável é a criação de melancias sem sementes. A melancia ocorre naturalmente como uma espécie diploide (2n). Do cruzamento de melancias diploides com tetraploides (4n), geradas artificialmente, são geradas melancias triploides (3n), sendo que há uma preferência comercial pelas 3n devido à ausência de sementes. Os descendentes triploides resultantes carecem de sementes viáveis devido ao número desigual de cromossomos, impedindo a fecundação e o desenvolvimento das sementes. Qual das afirmações a seguir descreve com precisão um desafio potencial associado ao cultivo de melancias triploides em comparação com suas contrapartes diploides?

Em 2020, a Organização Mundial da Saúde (OMS) alertou que a resistência aos antibióticos, a capacidade das bactérias de resistir aos efeitos dos antibióticos, representa uma ameaça global crescente. Infelizmente, uma das principais contribuições para a resistência aos antibióticos é a utilização indevida e excessiva desta classe de fármacos. A prescrição desnecessária para infecções virais, para as quais são ineficazes, ou a administração em doses subótimas ou ainda por períodos inferiores ao necessário, permitem que as bactérias desenvolvam resistência. Há diversos mecanismos que levam à resistência aos antibióticos, como a seleção natural, mutações espontâneas e transferência horizontal de genes.

Qual das seguintes afirmações descreve com precisão um aspecto crítico da resistência bacteriana aos antibióticos?

Muitos seres vivos possuem sistema imune. É uma característica desse sistema a produção de anticorpos que reconhecem e se ligam a moléculas específicas provenientes de vírus e bactérias, por exemplo. Os anticorpos podem ser produzidos de forma recombinante e os sistemas eucarióticos, particularmente células de mamíferos, tornaram-se preferidos para a expressão destas proteínas devido à sua capacidade de realizar modificações pós-traducionais adequadas e secretar anticorpos funcionais.

Considere uma situação hipotética em que cientistas queiram desenvolver um novo anticorpo terapêutico contra um antígeno específico de câncer. Eles utilizam uma linhagem celular de mamífero bem estabelecida, como um hibridoma ou células CHO (ovário de hamster chinês), para produzir o anticorpo. Os cientistas empregam várias estratégias para aumentar a expressão de anticorpos nessas linhagens celulares.

Qual das seguintes afirmações descreve a estratégia mais eficiente para aumentar a expressão de anticorpos em linhagens celulares de mamíferos?

A tecnologia CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) revolucionou o campo da biotecnologia, possibilitando a edição precisa de genomas vegetais para criar novas características com características agronômicas aprimoradas.

O sistema mais utilizado é a indução de quebras de fita dupla (DSBs) em sequências específicas de DNA; ele emprega uma nuclease (Cas9) guiada por um RNA guia (sgRNA). As DSBs são reparadas pelos mecanismos de reparo, como a junção de extremidades não homólogas (NHEJ) e o reparo dirigido por homologia (HDR), o que pode introduzir mutações ou incorporar sequências exógenas de DNA, levando ao “knockout” do gene ou edição do gene, respectivamente.

As safras de soja sofrem perdas significativas em todo o mundo com a infestação pelo nematoide da soja (SCN). Portanto, os cientistas visam desenvolver variedades de soja resistentes ao SCN. Tal resistência é conferida por vários loci genéticos, incluindo o cluster de genes Rhg1. Com o conhecimento da tecnologia CRISPR-Cas9, os cientistas estão empregando a técnica para interromper o cluster de genes Rhg1 em cultivares de soja, tornando-os resistentes à infestação de SCN.

Qual das seguintes afirmações descreve com precisão os resultados potenciais da interrupção mediada por CRISPR-Cas9 do cluster de genes Rhg1 em cultivares de soja?