LIVRO BIOLOGIA MOLECULAR E FORENSE

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PROFESSORA
Dra. Ana Luisa Monezi Lucena
Biologia 
Molecular e 
Forense
https://apigame.unicesumar.edu.br/qrcode/12661
FICHA CATALOGRÁFICA
C397 CENTRO UNIVERSITÁRIO DE MARINGÁ. 
Núcleo de Educação a Distância. LUCENA, Ana Luisa Monezi.
Biologia Molecular e Forense. Ana Luisa Monezi Lucena. 
Maringá - PR: Unicesumar, 2021. Reimpresso em 2023.
224 p.
ISBN: 978-65-5615-710-8
“Graduação - EaD”. 
1. Forense 2. Biologia 3. Molecular. EaD. I. Título. 
Impresso por: 
Bibliotecário: João Vivaldo de Souza CRB- 9-1679 Pró Reitoria de Ensino EAD Unicesumar
Diretoria de Design Educacional
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Ilustração André Azevedo Realidade Aumentada Maicon Douglas Curriel Fotos Shutterstock. 
CDD - 22 ed. 574.8
02511138
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Aqui você pode 
conhecer um 
pouco mais sobre 
mim, além das 
informações do 
meu currículo.
Profa. Dra. Ana Luisa Monezi Lucena
Meu nome é Ana Luísa e sou bióloga. Despertei o meu interesse 
pela área quando iniciei o Ensino Médio. Quando uma profes-
sora de Biologia trazia à sala de aula materiais ilustrativos do 
conteúdo, eu achava fantástico. O ingresso na graduação e a 
participação em projetos de pesquisa me trouxeram indepen-
dência, pois comecei a me organizar em relação aos estudos e 
à aplicabilidade financeira do pouco que ganhava com as bolsas 
de estudo. O mestrado e o doutorado foram ainda mais moti-
vadores. A pesquisa era como uma busca de descobertas para 
o bem da humanidade.
As oportunidades de estudo que a vida me deu têm trazido 
muitos privilégios. No entanto, às vezes, acredito que não dou 
o real valor, pois penso ser um pouco insignificante diante dos 
sonhos que ainda não alcancei. Por outro lado, orgulho-me, visto 
que aqueles que buscam chegar até aqui refletem admiração 
por mim. Além da profissional da educação que me tornei, tenho 
planos que fogem um pouco desse contexto.
Adoro fazer exercícios. Se o tempo me permitir, serei uma 
atleta amadora de triathlon, já que eu adoro nadar, correr e 
andar de bicicleta. Não sou competitiva: diria que sou resisten-
te. Essa resistência me apoia em muitas situações. Sou aquelas 
que, quando começa alguma coisa, não pára até que seja fina-
lizada. Entretanto, a resistência me abandona em momentos 
de emoção. Sou emotiva e vivo o momento do outro, seja de 
tristeza, seja de alegria. Adoro conversar com os idosos. Co-
munico-me com os olhos verdadeiros de um cão e me fascina 
aprender novas tecnologias.
Sou muito eclética quanto aos gostos musicais, mas a pre-
ferência é dada ao pagode e ao pop rock. Acreditava que tinha 
talento à área musical durante a minha adolescência, quando 
gravei algumas músicas com meu irmão e meu primo no es-
túdio do meu tio.
Acredito que a minha maior habilidade é ser professora. Às 
vezes, vejo-me como policial e perita. Talvez, tenha sido a maior 
motivação de escrever este livro, um modo de mostrar a área 
da biologia na investigação forense.
Meu currículo: http://lattes.cnpq.br/0115131128803059
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Quando identificar o ícone de QR-CODE, utilize o aplicativo Unicesumar 
Experience para ter acesso aos conteúdos on-line. O download do aplicativo 
está disponível nas plataformas: Google Play App Store
Ao longo do livro, você será convidado(a) a refletir, questionar e transformar. Aproveite 
este momento.
PENSANDO JUNTOS
EU INDICO
Enquanto estuda, você pode acessar conteúdos online que ampliaram a discussão sobre 
os assuntos de maneira interativa usando a tecnologia a seu favor.
Sempre que encontrar esse ícone, esteja conectado à internet e inicie o aplicativo 
Unicesumar Experience. Aproxime seu dispositivo móvel da página indicada e veja os 
recursos em Realidade Aumentada. Explore as ferramentas do App para saber das 
possibilidades de interação de cada objeto.
REALIDADE AUMENTADA
Uma dose extra de conhecimento é sempre bem-vinda. Posicionando seu leitor de QRCode 
sobre o código, você terá acesso aos vídeos que complementam o assunto discutido
PÍLULA DE APRENDIZAGEM
Professores especialistas e convidados, ampliando as discussões sobre os temas.
RODA DE CONVERSA
EXPLORANDO IDEIAS
Com este elemento, você terá a oportunidade de explorar termos e palavras-chave do 
assunto discutido, de forma mais objetiva.
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BIOLOGIA MOLECULAR E FORENSE
A biologia molecular, área de extensão da biologia, aproxima você do entendimento específico das 
ações feitas pelo detentor da informação genética, o DNA, e das estratégias usadas para manipular 
essa e outras moléculas biológicas. Você já pensou na importância do papel do estudo da biologia 
molecular para o seu aprimoramento profissional, futuro(a) profissional de saúde? Qual seria a 
aplicabilidade desse estudo para sua carreira?
Com certeza, você já se deparou com casos envolvendo a aplicabilidade dos conhecimentos da 
biologia molecular e não refletiu sobre o fato. O que acha de começar agora? Imagine um caso em 
que uma mulher, a Maria, teve um relacionamento com João. Desse relacionamento, nasceu José, 
que, aos três anos de idade, começou a apresentar alguns sintomas preocupantes e que dificulta-
va o dia a dia dele: ao respirar, apresentava cansaço constante. Foi detectado que ele tinha uma 
doença genética grave que demandava cuidados diários da mãe e transfusões sanguíneas a cada 
20 dias. No entanto, há três semanas, Maria adoeceu e estava com dificuldades de cuidar de José. 
Sem notícias de João por, pelo menos, 10 anos, Maria foi em busca do paradeiro dele.
Com a ajuda de algumas pessoas, Maria entrou em contato com João, que não aceitou a ideia 
de ser o pai de José. Em busca da justiça, Maria foi aconselhada a levar o filho para fazer alguns 
exames que ajudassem a comprovar a paternidade de José. 
Certamente, você já deve ter ouvido alguém falar sobre o teste de paternidade. Você sabia que 
exames de DNA envolvem a compreensão dos estudos da biologia molecular? Sabia que as meto-
dologias utilizadas para fazer testes como esse provêm dos estudos desta disciplina? Por que seria 
importante o entendimento dos conceitos desta disciplina?
Apesar de os testes de paternidade utilizando o DNA começarem a ser divulgados no Brasil apenas 
no final do século XX, principalmente a partir de programas populares de televisão que o ofereciam 
a camadas sociais de baixa renda, o exame já era utilizado no meio científicodesde meados do 
século passado. A popularização do teste de DNA resultou no aumento da demanda do exame. 
A utilização do teste de DNA constitui uma forma de provar, por intermédio de métodos confiá-
veis, a legitimidade do parentesco entre pessoas. A utilização dele é importante como um meio de 
produção de prova no processo civil, especificamente em relação ao Direito de Família. Além disso, 
esse tipo de exame, para ser validado, precisa ser feito por laboratórios autorizados e assinado por 
profissional especializado, que tem competência e respaldo legal para a realização. 
A prática é a melhor maneira de compreender os conceitos de um tema. Dessa forma, para melhor 
entendimento da biologia molecular, pesquise em sites confiáveis e em artigos científicos, dados 
a respeito da busca da paternidade a partir do exame de DNA no Brasil: será que temos uma faixa 
etária determinante dos pais que procuram pela confirmação da paternidade? Existe uma predo-
minância dessa busca em relação a alguma classe social específica? Como pode ser comprovada a 
confiabilidade dessa técnica? Em casos de supostos pais não encontrados ou que tenham falecido, 
como pode ser procedido o processo de reconhecimento?
Agora que você colocou a “mão na massa”, quais foram os resultados de sua pesquisa? Será que 
a técnica é 100% confiável? Quais foram as suas conclusões?
Em relação à situação hipotética apresentada inicialmente, comprovar a paternidade da criança 
poderia contribuir como um modo de investigação da doença de José. Pense no quanto é importante 
a sua atuação profissional na vida de José e de tantos outros.
Para iniciar a nossa narrativa sobre a biologia molecular e forense, realizaremos uma revi-
são geral sobre a estrutura e as bases das informações moleculares. Também exporemos o 
controle de qualidade necessário em laboratórios de biologia molecular. Posteriormente, serão 
apresentadas as tecnologias de estudo dos ácidos nucleicos e das proteínas responsáveis pela 
manutenção do material genético e/ou atividades celulares, sendo elas: identificação, manipu-
lação, amplificação e análise dos funcionamentos utilizados hoje. Além disso, serão explicadas 
as combinações das técnicas com a biotecnologia de DNA recombinantes para produção de 
produtos comerciais na área da saúde. 
Para finalizar, você aplicará todos os conhecimentos aprendidos sobre a biologia molecular no 
uso da chamada “ciências forenses”. São muitas curiosidades! Você não vai perder, né? Antes que 
eu me esqueça, mais um spoiler para você: ao longo de cada unidade de aprendizagem, há podcasts 
interessantes e que complementam o conteúdo de cada ciclo, ao trazerem curiosidades envolventes.
Depois de finalizar esta disciplina, você perceberá que são muitas as esferas em que poderá 
atuar. Quem sabe em um laboratório onde você seja responsável por fazer exames e interpretar 
os resultados de análises clínicas? Em um laboratório que tenha a ação de diagnosticar doenças? 
Fazer análises bromatológicas para verificar contaminações em alimentos? Pesquisar e desen-
volver produtos obtidos por biotecnologias, tais como medicamentos e vacinas? Você poderá, 
ainda, elucidar crimes por meio da análise de vestígios na Polícia Federal ou Civil. Mergulhe 
nesta jornada e não perca tempo!
E você? O que espera com este estudo? Já pensou a respeito de qual área você mais gosta e como 
poderá aplicar todo o conhecimento? Convido você a mergulhar nesta busca. Venha conhecer uma 
das fascinantes áreas da biologia, a biologia molecular e forense.
3
1 2
4
5 6
APRENDIZAGEM
CAMINHOS DE
11
53
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81
REVISÃO GERAL DA 
ESTRUTURA E DAS 
BASES DAS 
INFORMAÇÕES 
MOLECULARES
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MARCADORES 
MOLECULARES QUE 
DETERMINAM E ANALISAM 
O DNA E AS APLICAÇÕES 
DELE NA PESQUISA NA 
ÁREA BIOMÉDICA
FERRAMENTAS DE 
MANIPULAÇÃO
DO MATERIAL
GENÉTICO
CONTROLE DE 
QUALIDADE EM 
LABORATÓRIOS DE 
BIOLOGIA 
MOLECULAR
REAÇÃO EM CADEIA 
DA POLIMERASE E 
SUAS APLICAÇÕES
MÉTODOS DE
SEQUENCIAMENTO 
DE DNA
103
7 8
9
149 167
A BIOINFORMÁTICA 
APLICADA AOS
ESTUDOS DA PESQUISA 
E AO DIAGNÓSTICO
MOLECULAR
BIOTECNOLOGIAS
PARA A PRODUÇÃO DE 
VACINAS, FÁRMACOS, 
TESTES GENÉTICOS E 
TERAPIA GÊNICA
185
BIOLOGIA
FORENSE E AS
APLICABILIDADES 
NA ÁREA DA SAÚDE
1
Nesta unidade, você relembrará a composição, a estrutura e a fun-
ção do DNA (ácido desoxirribonucleico). Também compreenderá 
como as informações moleculares do DNA são passadas entre as 
gerações e transformadas em características extremamente com-
pletas e diversas. Por fim, conhecerá os ajudantes do DNA nessa 
jornada, incluindo as enzimas e as proteínas de ação.
Revisão geral da 
estrutura e das bases 
das informações 
moleculares
Dra. Ana Luisa Monezi Lucena
12
UNICESUMAR
Nós já sabemos que somos gerados por células reprodutoras: espermatozoide e óvulo. Todavia, você já 
pensou naquilo que essas células contêm e que nos tornam tão completos? Temos, por exemplo, órgãos 
sexuais que nos diferenciam em relação às aparências e às funções reprodutoras. Temos um cérebro que 
capta e emite informações e ideias. Também há um corpo que nos permite efetuar as nossas vontades. 
Talvez, a sua resposta seria o DNA. Contudo, você já imaginou como células tão pequenas e únicas, 
como as reprodutoras, armazenam as informações do DNA e são capazes de desenvolver estruturas e 
habilidades corporais tão complexas? Em que aspecto diferencia o DNA de cada um de nós, visto que 
somos tão diversos e, ao mesmo tempo, iguais em outros aspectos?
Nós compreenderemos, primeiramente, a jornada das etapas que ocorrem no interior das células 
reprodutoras dos pais, com o intuito de entendermos como a molécula de DNA que é proveniente deles 
emite informações que a desenvolvem. Você compreenderá que existem diferenças na expressão do 
DNA. Por exemplo, pense em um irmão: como ele é diferente do outro irmão, se o DNA é proveniente 
dos mesmos pais? Essas e outras respostas você recordará e responderá nesta unidade.
Entender que a informação necessária para nos formar é proveniente dos conhecimentos relativos 
à composição, à estrutura e à função da molécula de DNA, é reconhecer que as células iniciais carre-
gam essas informações. Os gametas passam por etapas ordenadas de eventos, pois, logo após a união 
das células gaméticas masculinas e femininas, há a formação de uma nova e única célula a qual está 
condicionada ao desenvolvimento de inúmeras células por divisões sucessivas, formando os tecidos 
e os órgãos do corpo. 
Todos os comandos para efetuar essas ações são dados pelas informações contidas no DNA, os 
genes, que são multiplicados a cada nova célula que se forma. Esses genes são regulados de modo a 
estimular ou a inibir a ação de acordo com a localização corporal e as vias biológicas existentes. Na 
ambientação dessas etapas que chegam a traduzir a informação genética contida no DNA, podem 
ocorrer raras alterações que refletem em variações no funcionamento ou em características do corpo. 
Alguns exemplos incluem o nascimento de: 
• Um diabético, o qual não produz insulina. 
• Uma criança com fissura labial. 
• Um indivíduo albino.
• Um sujeito com problemas no fígado. 
Dessa forma, há diversas razões para que os profissionais da saúde compreendam o magnetismo que 
abrange a molécula de DNA, uma vez que ele fornece a base para a compreensão dos fundamentos 
biológicos que levam a formação do indivíduo. Isso gera, consequentemente, o melhor entendimento 
do processo de doenças, o qual, em alguns casos, pode promover a prevenção e encontrar tratamentos.
Em meio à compreensão das particularidades da molécula de DNA, muitas pesquisas surgiram 
para tentar entender as doenças e impedir o progresso delas. Para algumas situações, foram desen-
volvidos fármacos. Para outras, foram feitas vacinas e técnicas laboratoriais, tais como a radioterapia 
e a quimioterapia. Diante disso, pesquise em bancos de dados confiáveis três descobertas feitas pela 
biologia molecular para a criação de soluções, ações, tratamento eprevenção de doenças, o que se deu 
13
UNIDADE 1
a partir do conhecimento da composição, da estrutura e do funcionamento do DNA. Verifique quais 
foram os procedimentos adotados nas descobertas dos pesquisadores.
Os avanços científicos da biologia molecular se perpetuam seguramente desde os anos 50, após 
determinação da estrutura da DNA por James Watson e Francis Crick. A partir disso, progressos 
grandiosos aconteceram nessa área. Diante do exposto, você concorda que há melhorias trazidas com 
o estudo da molécula de DNA? Por que a variação dos genes da molécula de DNA pode modificar a 
funcionalidade e as características do nosso corpo?
Você reconhece que entender as particularidades da estrutura da molécula de DNA foi o primeiro 
passo para diversas ações? Quais são os outros procedimentos que deveriam ser adotados para con-
cretizar as ações benéficas destinadas ao tratamento de doenças?
Já sabemos que nascemos a partir do encontro de duas células reprodutoras e que elas são os veículos 
de transporte das nossas características genéticas, armazenadas em forma de DNA. Agora, pensemos 
microscopicamente no DNA no interior dessas células. Considere que, dentro do espermatozoide de 
seu pai e no óvulo de sua mãe, há uma estrutura chamada “núcleo”, que será o local de endereço do 
DNA. Quando ocorre a junção das células gaméticas, os DNAs de ambas as células se encontram para 
gerar o seu próprio DNA, que te acompanhará ao longo da vida.
Entre 1952 e 1953, os pesquisadores James Watson e Francis Crick decifraram a estrutura da molécula 
de DNA contida no interior das nossas células. A partir de então, deu-se como marco o nascimento 
da biologia molecular, ao decifrar e ao desvendar as habilidades e as competências do carregador das 
informações genéticas. De acordo com os pesquisadores, a estrutura do DNA seria uma dupla fita 
DIÁRIO DE BORDO
14
UNICESUMAR
disposta na forma de uma hélice. Essa conclusão foi conseguida com base na análise de padrões de um 
raio X realizado por duas pesquisadoras, Rosalind Franklin e Maurice Wilkins, além da contribuição 
de Erwin Chargaff no que diz respeito à análise dos constituintes dessas fitas (LODISH et al., 2014).
Se fôssemos retirar o DNA do interior do núcleo da célula gerada após a fecundação dos gametas, 
observaríamos, com a utilização da técnica de difração de raio X (determina a estrutura atômica tri-
dimensional de uma molécula), a molécula de DNA na forma de duas fitas enroladas em hélice, assim 
como pode ser observado na Figura 1. Você também perceberia que cada uma dessas fitas é constituída 
por várias unidades específicas chamadas “nucleotídeos” e que se diferenciam em quatro tipos. Eles se 
associam para constituir as duas fitas de polinucleotídeos. Os nucleotídeos podem ser comparados a 
tijolos para construir a fita de DNA, enquanto o cimento seria representado pelas ligações entre um 
nucleotídeo e outro, as quais são chamadas de “fosfodiéster”.
É importante ressaltar que é apenas nas células eucariontes que 
o DNA está no interior do núcleo. Essas células carregam outros 
diferenciais, como a presença de organelas. Observe, a seguir, na 
Realidade Aumentada, a representação de uma célula eucarionte 
com núcleo e organelas.
Veja a animação a seguir, a qual mostra como é a estrutura do DNA.
Para acessar, use seu leitor de QR Code.
REALIDADE
AUMENTADA
Citoplasma de uma célula eucarionte
https://apigame.unicesumar.edu.br/qrcode/9071
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UNIDADE 1
A B
C D
Descrição da Imagem: figura evidencia, em (A), os nucleotídeos, que são compostos por um açúcar-fosfato ligado covalentemente a 
uma base guanina (G), formando um nucleotídeo. Em (B), é representada parte da fita 5´- 3´ de DNA, com as bases G ligadas à C, que 
está vinculada à A, que está ligada à T. Em (C), mostra-se a fita dupla de DNA completa de forma filamentar. Nela, as bases nitrogenadas 
estão associadas por ligações de hidrogênio. G faz três ligações de hidrogênio com C, enquanto T faz duas ligações de hidrogênio com 
A. No total, a dupla fica representada com 10 pares de bases de cada lado. Na imagem (D), a molécula de DNA está representada em 
forma de hélice, com as mesmas 10 bases mostradas em C.
Figura 1 - Representação da composição do DNA / Fonte: Alberts et al. (2017, p. 173).
16
UNICESUMAR
O diferencial dos nucleotídeos está nos elementos constituintes. Cada um é composto por uma base 
nitrogenada, um grupo fosfato e um carboidrato (do tipo desoxirribose, constituído por seis átomos 
de carbono, sendo que um deles apresenta um hidrogênio na posição 2). A principal distinção está nas 
bases nitrogenadas, que são de quatro tipos: Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) e a Timina (T). As 
duas primeiras são quimicamente constituídas por dois anéis e chamadas de “bases purinas”, enquanto 
as duas últimas apresentam apenas um anel e são designadas como “bases pirimidinas” (Figura 2).
Em cada nucleotídeo, uma das quatro bases diferentes estará ligada ao carbono 1 do carboidrato, en-
quanto o grupo fosfato estará no carbono 5 (Figura 3).
TIMINA ADENINA
GUANINA CITOSINA
Descrição da Imagem: a figura mostra as quatro bases nitrogenadas usualmente encontradas no DNA. As purinas A (adenina) e G 
(guanina) são representadas com a constituição de dois anéis. As pirimídicas C (citocina) e T (timina) carregam apenas um anel. Também 
é demonstrada a complementaridade (A - T e C - G).
Figura 2 - Bases nitrogenadas usualmente encontradas no DNA
17
UNIDADE 1
O importante é imaginar as duas fitas de DNA construídas por nucleotídeos e ligadas entre si por 
meio de ligações fosfodiéster. As ligações entre os nucleotídeos da fita acontecem entre o carbono 3 
do carboidrato (desoxirribose) e o grupo fosfato do outro nucleotídeo, localizado no carbono 5. Dessa 
maneira, duas fitas ficam dispostas de forma antiparalela, identificadas como 5´- 3´ou 3´- 5´, de acordo 
com as extremidades que ficam livres, ou seja, sem ligação química no início ou no final de cada fita 
(Figura 4) (ALBERTS et al., 2017). 
CITOSINA
ÁCIDO FOSFÓRICO BASE
FOSFATO
AÇÚCAR
DESOXIRRIBOSE
AÇÚCAR E FOSFATO VOLTADO AO LADO DE FORA
NUCLEOTÍDEO
Descrição da Imagem: a figura mostra a estrutura do nucleotídeo. Indicados por setas, estão o ácido fosfórico, a base (exemplificada 
como a citosina) e o carboidrato desoxirribose. A união desses componentes é observada na parte inferior, visto que o carboidrato, 
localizado no centro, associa, na posição 5, o ácido fosfórico e, na posição 1, a base nitrogenada (não mostrando os números 1 e 5 das 
posições do carbono). 
Figura 3 - Nucleotídeo de DNA
18
UNICESUMAR
Para finalizarmos a construção da fita de DNA, é preciso ligar as duas fitas e realizar uma torção 
voltada ao lado direito, a fim de formar a hélice observada na Figura 1. Para isso, é preciso ligar as 
fitas entre si. Nesse caso, as bases dos nucleotídeos de cada uma das fitas se associam por intermédio 
de uma ligação denominada “ligação de hidrogênio”. No entanto, a combinação delas entre as fitas 
é específica: a adenina sempre se pareia com a timina, enquanto a guanina sempre se pareia com a 
citosina (ALBERTS et al., 2017). 
NUCLEOTÍDEO NUCLEOSÍDEO
PENTOSE
RESÍDUO DE
ÁCIDO FOSFATO
L
LIGAÇÃO DE
HIDROGÊNIO
BASE
NITROGENADA
Descrição da Imagem: na figura, é mostrada uma dupla fita de DNA antiparalela. Assim, do lado esquerdo, há a fita 5´- 3´, enquanto, 
do lado direito, há a fita 3´- 5´. A união das fitas antiparalelas é observada a partir da associação complementar das bases nitrogenadas 
de cada nucleotídeo na parte central (A-T e C-G). 
Figura 4 - Dupla fita de DNA antiparalela
Você já se perguntou: qual é o tamanho do DNA em nossas células? 
19
UNIDADE 1
Segundo Naoum (2010), em cada célula do organismo, o filamento estendido de DNA chega a ter cerca 
de dois metros. Nesse sentido, se pensarmos que, em nosso corpo, há cerca de 10 trilhões de células, 
teríamos uma ideia da enormidade de DNA que temos. Você seria nada mais que um proprietário de 
20 milhõesde quilômetros de DNA.
Já entendemos como é a constituição e a forma do DNA que está no interior das células. Agora, é 
preciso compreender como essa molécula expressa as características comentadas no início da unidade. 
O principal aspecto é a leitura das sequências de nucleotídeos da fita de DNA, o que servirá de código 
para determinar cada característica. Essas sequências são chamadas de genes e carregam as instruções 
para a produção de proteínas. 
Pode surgir a seguinte dúvida: qual é a relação entre as proteínas e as características? As proteínas 
representam as macromoléculas biológicas mais abundantes no corpo, ocorrendo em todas as célu-
las e em todas as partes dela. Estruturalmente e metabolicamente, elas te acompanham e efetuam o 
funcionamento eficaz do seu corpo. Por exemplo, a insulina é uma proteína responsável por regular 
a taxa de glicose no sangue. No fígado, há uma variedade de enzimas e hormônios, que são proteínas 
que participam de várias funções específicas, tais como a conversão de gorduras, carboidratos e de 
proteínas em nutrientes e em energia (NELSON; COX, 2014). 
Agora, você entenderá como o DNA exerce ações para expressar a informação genética em forma 
de proteínas. Após a descoberta da estrutura do DNA, revelou-se que ele era capaz de formar uma 
molécula intermediária, o RNA (ácido ribonucleico). Também foi descoberto que, a partir dela, ocorria 
a tradução das informações contidas no DNA em aminoácidos, formando as proteínas. Acontecimentos 
como esses marcaram a biologia molecular, consagrando como o dogma central da biologia molecular 
(Figura 5) (ALBERTS et al., 2017).
20
UNICESUMAR
O dogma central corresponde aos passos que o DNA procede, a fim de transmitir a informação final, 
que é a produção de RNAs e proteínas. No entanto, para que esses eventos aconteçam, é preciso entender 
como é o RNA, em que local ele é encontrado e quais são os ajudantes do DNA para efetuar essas ações.
A molécula de RNA, assim como o DNA, é denominada “ácidos nucleicos”. Ambos são encontrados no 
núcleo da célula formada após a fecundação dos gametas e em todas as células que surgirem por multiplica-
ções sucessivas. Contudo, além de ser encontrado no núcleo, o RNA está no citoplasma das células, local que 
intermedeia o núcleo e processa a formação das proteínas mediante as instruções trazidas pelos RNAs. Faço 
uso do plural (os RNAs), porque, para desencadear essa ação, são formados três tipos principais de RNAs: o 
RNAm (RNA mensageiro), o RNAt (RNA transportador) e o RNAr (RNA ribossômico) (ALBERTS et al., 2017).
DNA
DNA
RNA
PROTEÍNA
Aminoácidos
Síntese de DNA
REPLICAÇÃO
Nucleotídeos
Síntese de RNA
TRANSCRIÇÃO
Síntese de proteína
TRADUÇÃO
Descrição da Imagem: trata-se de um esquema que representa o dogma central da biologia molecular. Assim, são expressos o pro-
cesso de replicação da molécula de DNA, a transcrição, em que o DNA forma o RNA, e a tradução, momento em que o RNA expressa a 
informação genética e forma a proteína com os aminoácidos. 
Figura 5 - Dogma central da biologia molecular / Fonte: Alberts et al. (2017, p. 3).
21
UNIDADE 1
Estruturalmente, o RNA, na forma primária, assemelha-se ao DNA, com duas diferenças: o carboi-
drato que compõe o RNA, a ribose, tem um grupo hidroxila na posição 2, e a base dos nucleotídeos 
de timina do DNA é substituída pela uracila (U). Quanto à forma, a maioria dos RNAs celulares é de 
fita simples e exibe uma variedade de conformações (LODISH et al., 2014). 
Ácido Desoxirribonucleico Ácido Ribonucleico
Fita dupla- açúcar fosfato 
desoxirribose
Pares de
bases
Nucleobases
Bases únicas
Fita única- açúcar, 
fosfato ribose
Timina Citosina Adenina UracilaGuanine
Descrição da Imagem: na figura, o RNA apresenta uma fita simples e o DNA contém uma fita dupla. Paralelo a cada ácido nucleico, 
no DNA, o carboidrato contém um átomo de hidrogênio (H) no carbono 2, enquanto, no RNA, é mostrado o grupo hidroxila (OH) na 
mesma posição. Na parte inferior da imagem, estão as bases nitrogenadas comuns entre colchetes (C, G, A). Já as específicas estão 
isoladas: timina do DNA e uracila- do RNA.
Figura 6 - Diferenças entre as moléculas de DNA e RNA
22
UNICESUMAR
Voltando à célula-ovo que se formou depois da fecundação dos gametas, imagine o DNA no interior 
e como se prossegue a transmissão da informação genética. A princípio, é necessário que se formem 
os RNAs, processo chamado de “transcrição”, uma vez que transcreve parte das informações que estão 
no DNA para o RNA. Você se lembra que as sequências de nucleotídeos seriam códigos denominados 
“genes” e corresponderiam a uma característica? Desse modo, cada gene será uma unidade do DNA 
que conterá as informações, com o intuito de sintetizar um dos RNAs funcionais. As cópias de RNAs 
são os codificadores de proteínas, mais precisamente o RNAm (LODISH et al., 2014). 
Durante a transcrição, uma sequência de nucleotídeos de uma das fitas de DNA servirá como 
modelo para formar o RNA. A sequência específica da linguagem das quatro bases dos nucleotídeos 
do DNA é copiada na linguagem das quatro bases do RNA, modificando a timina por uracila. No 
entanto, você pode estar se perguntando: em que local esses nucleotídeos estão para formar o RNA? 
Eles estão dispersos no núcleo celular e são capturados por uma enzima específica, responsável por 
fazer a transcrição: o RNA polimerase (ALBERTS et al., 2017).
Observe a Figura 7: para realizar a transcrição, o RNA polimerase reconhece, no DNA, um sítio de 
ligação específico, chamado de “promotor”. Em seguida, inicia-se a separação das fitas. O RNA polime-
rase pareia os nucleotídeos complementares ao DNA, de modo que a associação e a construção da fita 
de RNA seguem o que está descrito no DNA, mais precisamente, na fita 3´- 5´ do DNA. O pareamento 
ocorrerá de modo que, quando houver um nucleotídeo de base A (adenina), o RNA polimerase ligará 
uma U (uracila). Quando for T (timina), ligará A (adenina) e, quando for G (guanina), ligará C (citosina). 
As combinações seguem até finalizar o gene correspondente ao RNA. Além disso, o RNA polimerase 
realizará as ligações fosfodiéster entre os nucleotídeos do RNA formador e, depois, reconhecerá um 
local de parada em que o RNA recém-formado, de fita simples 5´- 3´, dissociará do DNA e liberará o 
RNA polimerase (LODISH et al., 2014).
23
UNIDADE 1
INICIAÇÃO
1 A polimerase liga-se à 
sequencia promotora 
no dúplex de DNA. 
"Complexo fechado"
2
3
A polimerase dissocia o 
dúplex de DNA próximo
ao sítio de início da 
transcrição, formando
uma bolha de transcrição. 
"Complexo aberto"
A polimerase catalisa a 
ligação fosfodiéster de 
dois rNTPs iniciais.
4
5
ALONGAMENTO
A polimerase avança
na direção 3' ->5' da
�ta-molde, dissociando
o dúplex de DNA e adicionando 
rNTPs ao RNA crescente.
TERMINAÇÃO
No sítio de parada da 
transcrição, a polimerase 
libera o RNA completo e 
dissocia-se do DNA.
RNA-polimerase
Sítio de início
na �ta-molde
Sítio de parada
na �ta-molde
Promotor
Bolha de transcrição
RNA
nascente
Região híbrida
de DNA-RNA
Fita de RNA 
completa
5'
3'
5'
3'
5'
3'
5'
3'
5'
3'
5'
3'
5'
3'
5'
3'
5'
3'
5'
3'
5'
5'
3'
Descrição da Imagem: trata-se de um esquema que mostra o processo de transcrição. Nele, o RNA polimerase, representado pela cor 
amarela, adiciona os nucleotídeos que são complementares ao DNA, formando a fita de RNAm em progresso. Além disso, é mostrado 
o processo de transcrição em três etapas. Iniciação: acontece no reconhecimento do sítio promotor pelo RNA polimerase e na adição 
dos primeiros ribonucleotídeos. Alongamento: crescimento da fita de RNA. Terminação: ocorre quando o RNA polimerase identifica o 
sítio de parada da transcrição, dissociando-se e completando a formação do RNA. 
Figura 7 - Processo de transcrição / Fonte: Lodish et al. (2014, p. 126).
24
UNICESUMAR
Já sabemos que o processo de transcrição forma diferentes tipos de RNA. 
Três deles são os principais participantes da expressão da informaçãogenética do DNA. O RNAm codifica as informações do gene que dirigirá 
a síntese de uma proteína, o RNAr forma o núcleo estrutural e o catalítico 
dos ribossomos que traduz os RNAm em proteínas, enquanto os RNAt 
atuam como adaptadores que selecionam os aminoácidos específicos e 
os posiciona adequadamente sobre os ribossomos, com o objetivo de que 
eles sejam incorporados em uma proteína (ALBERTS et al., 2017).
Partindo do imaginário do interior da célula, você sabe que, no núcleo, 
há a transcrição do DNA para RNA. Neste momento, acredito que você pen-
se que o RNA já está pronto para traduzir a informação do DNA e produzir 
a tão esperada característica na forma de proteínas. Pelo contrário, esses RNAs 
ainda passarão por modificações, fato que foi reconhecido porque pesquisadores 
compararam as sequências de nucleotídeos do RNAm com o do DNA utili-
zado como modelo. Eles admiraram que as sequências de nucleotídeos que 
estabeleciam os aminoácidos da proteína do RNA não correspondiam às 
sequências do DNA codificador (LODISH et al., 2014). Dessa maneira, 
é preciso compreender mais uma etapa antes de finalizar a expressão 
das informações do DNA. 
As sequências não encontradas no RNAm pelos pesquisadores 
foram chamadas de “introns”. Eles detectaram que essas sequên-
cias eram removidas, ficando apenas as sequências codificadoras, 
chamadas de “éxons”. Coincidentemente, elas correspondiam aos 
nucleotídeos, que conferem os aminoácidos da proteína compa-
rada ao RNA analisado. A partir dessa modificação, observaram 
mais duas alterações: uma na extremidade 5 ' do RNAm, em que 
é adicionado um grupo 7- metilguanilato, denominado cap 
5´, o qual, funcionalmente, está envolvido na proteção do 
RNAm da degradação enzimática e auxilia na exporta-
ção ao citoplasma. A segunda alteração está na extremi-
dade 3 ', na qual se adiciona uma fita de resíduos 
de ácido adenílico em torno de 100 a 250 
bases (A) pela enzima poli (A) 
polimerase (LODISH et 
al., 2014). 
25
UNIDADE 1
As modificações ocorridas com a transcrição foram somente para o RNAm, visto que há mais 
detalhes. No entanto, é sabido que ocorrem outros modos de processamento em RNAt e RNAr, os 
quais não são muito relatados em livros. Para finalizar a expressão da informação do DNA, você 
compreenderá como uma sequência de nucleotídeos do RNA formará os aminoácidos de uma 
proteína, processo chamado de “tradução”.
Considerando a célula-ovo formada no começo da nossa discussão, podemos afirmar que o processo 
de tradução, no início do desenvolvimento, é bem frequente, uma vez que é necessário produzir uma 
grande quantidade de proteínas e enzimas que influenciam no crescimento do indivíduo. Desse modo, é 
importante entender que a transcrição de um gene e a consequente tradução só ocorrerão se for preciso.
CITOPLASMA
Núcleo
DNA
Íntrons Éxons
Unidade de transcrição
"Transcrito primário de RNA"
TRANSCRIÇÃO
CAPEAMENTO 5'
SPLICING DO RNA
POLIADENILAÇÃO 3'
PROCESSAMENTO DO RNA
Quepe do RNA
mRNA AAAA
5' 3'
EXPORTAÇÃO
AAAAmRNA
TRADUÇÃO
Proteína
Descrição da Imagem: na figura, é exposto, no interior do núcleo, o DNA com os éxons e os introns. Em seguida, o RNAm transcrito, 
em conjunto com os éxons e os introns, passa pelo processo de modificação, em que são retirados os introns e feita a junção dos 
éxons. Ao mesmo tempo, são modificadas as extremidades 5 ́, com a introdução da CAP5 ́, e a 3´, com a introdução das poliadeninas. 
Figura 8 - Mecanismos de modificação do RNAm / Fonte: Alberts et al. (2017, p. 238).
26
UNICESUMAR
A tradução em células eucariontes, como a célula-ovo, ocorre no interior do citoplasma. Assim, após 
a transcrição e o processamento dos RNAs, eles passam pelo poro nuclear e chegam até o citoplasma 
para iniciar a tradução. Esse processo inclui a participação dos três RNAs (ALBERTS et al., 2017). 
O RNAm terá a sequência dos nucleotídeos de um gene específico do DNA, a fim de produzir a 
proteína. Uma proteína será formada a partir da combinação de até 20 tipos diferentes de aminoácidos. 
Talvez, possa surgir a seguinte dúvida: qual é a relação entre os nucleotídeos e os aminoácidos? Depois 
de vários experimentos, foi detectado que a sequência de cada três nucleotídeos do RNAm, também 
chamada de “códons”, corresponderia a um aminoácido. 
Os vários tripletes que podem ser formados na combinação dos quatro tipos de nucleotídeos do 
RNAm foram determinados como “código genético”. Dos 64 códons possíveis no código genético, 61 
especificam aminoácidos individuais, sendo três desses códigos de finalização. Como temos apenas 20 
tipos de aminoácidos, consideramos que existem mais códons que especificam um mesmo aminoácido. 
Se você observar a Figura 9, perceberá que apenas dois, a metionina (met) e o triptofano (trp), têm um 
único códon (LODISH et al., 2014).
SEQUENCIA DOS CÓDIGOS DE AMINOÁCIDOS
Segunda letra
Pr
im
ei
ra
 L
et
ra
Terceira letra
Parada
Parada
Parada
Descrição da Imagem: a figura mostra os 64 códons possíveis. Assim, podem ser observados vários códons que identificam o mesmo 
aminoácido. Um exemplo é a Arg (arginina), que pode ter até seis codons que identificam ela (CGU, CGC, CGA, CGG, AGA e AGG), além 
dos códons de iniciação met (metionina) AUG e dos códons de finalização (UAA, UAG, UGA).
Figura 9 - Código genético
27
UNIDADE 1
Para que ocorra a tradução, é necessário fazer a leitura de três em três nucleotídeos do RNAm. Contu-
do, o primeiro código a ser lido enquanto início da construção da expressão gênica é o triplete AUG, 
independentemente se tiverem outros que não sejam eles. O códon AUG especifica o aminoácido 
metionina e quem levará esse aminoácido até o RNAm será o RNAt. O RNAt apresenta uma confir-
mação que permite associar exatamente com o códon do RNAm, pois a estrutura dele apresenta duas 
extremidades, uma que se complementa ao códon, denominada “anticódon”, e outra que carrega o 
aminoácido específico ao códon que se associará (ALBERTS et al., 2017).
Os aminoácidos são encontrados livres no citoplasma. Para que eles façam parte da proteína, eles 
precisam ser carregados pelo RNAt até o mensageiro. Todavia, para que o aminoácido seja associa-
do ao RNAt, é necessária a presença de uma enzima denominada “aminoacil-tRNA- sintetase”. Ela é 
específica para cada aminoácido ligado ao RNAt, ou seja, há 20 tipos dessa enzima. Depois de ativados, 
os RNAt estão prontos para estabelecer contato com o RNAm. Entretanto, ainda temos um colaborador 
imprescindível para isso, o RNAr. Ele permite que a polimerização dos aminoácidos seja eficiente e 
rápida à medida que os códons são lidos pelos RNAt sucessivos (LODISH et al., 2014).
Dos três RNAs participantes da tradução, o RNAr é aquele que inicia a síntese. Composto por de-
zenas de proteínas e várias moléculas de RNA está estruturalmente modelado por duas unidades, uma 
menor e outra maior. A função dele é ajudar o RNAt a identificar o código de iniciação e deslizar sobre 
o RNAm, fazendo a leitura dos sucessivos códons e, consequentemente, a ligação dos aminoácidos 
trazidos por cada RNAt (ALBERTS et al., 2017). 
Para ordenar a síntese, o RNAr distribui os papéis às subunidades. No início do processo, as subu-
nidades estão separadas: a menor será a responsável por capturar o RNAt com o aminoácido iniciador 
(metionina) e colocá-lo em um local específico, chamado de “sítio P”. Posteriormente, essa subunidade 
(menor) se liga à extremidade 5’ de um RNAm e se move para frente junto ao RNAt até identificar o 
primeiro códon AUG. Após identificá-lo, libera outros dois locais na estrutura, os chamados “sítio A” e 
“sítio E”, paralelos à P. O sítio A é o local de contato com o próximo RNAt correspondente ao códon de 
leitura do mensageiro. No entanto, antes de ligar, o próximo RNAt da subunidade maior do ribossomo 
se associa à menor e completa a estrutura dele (ALBERTS et al., 2017).
O código genético, por muito tempo, foi considerado universal, ou seja, os códons seriam 
iguais para qualquer organismovivo. Diante da leitura de que cada três nucleotídeos do RNAm 
correspondem a um aminoácido, os códons não mudariam entre as espécies. No entanto, em 
algumas espécies de fungos e protozoários, foram encontradas variações. Outras alterações 
também foram observadas no RNAm de mitocôndrias, mas foram consideradas mínimas, se 
comparadas ao código todo.
Fonte: adaptado de Lodish et al. (2014). 
28
UNICESUMAR
O mecanismo da tradução, que, na nossa discussão, inicia-se pela primeira vez na célula-ovo, passa 
por um ciclo de quatro etapas, o qual é repetido até encontrar um dos códons finalizadores (UAA, UAG, 
UGA) (Figura 9). A primeira etapa inicia após a montagem completa do ribossomo mais a ligação 
do primeiro RNAt no sítio P. Dessa forma, seguirá com a entrada do próximo RNAt, que carrega o 
aminoácido correspondente ao códon do RNAm, 
o qual se associa ao sítio A. Esse aminoácido fará 
parte da cadeia da proteína a ser formada (AL-
BERTS et al., 2017).
A segunda etapa é marcada pela ligação entre 
os aminoácidos, a qual é catalisada na subunidade 
maior do RNAr. Os primeiros aminoácidos a se 
associar serão aqueles acoplados ao RNAt locali-
zado no sítio A com o aminoácido metionina do 
RNAt iniciador. Desse modo, o RNAt do sítio A 
ficará com dois aminoácidos e o do sítio P ficará 
vazio. Já a terceira etapa consiste no deslizamen-
to da subunidade maior do RNAr. Nesse sentido, 
ocorre a troca das localizações dos RNAts: aquele 
que estava no sítio A vai para o P e o que estava 
no sítio P vai para o E. 
Na quarta etapa, a subunidade menor do ribos-
somo acompanha a maior, move-se e faz a leitura 
de mais três nucleotídeos, agora, localizados no 
sítio A. Por conseguinte, reinicia-se todo o ciclo de 
ligação. Mais um RNAt se combina com o aminoá-
cido específico, faz a ligação com os aminoácidos 
do RNAt presentes no sítio P e, por consequência, 
ocorre mais um movimento do RNAr, liberando o 
RNAt vazio localizado no sítio E ao citoplasma da 
célula (Figura 10) (ALBERTS et al., 2017).
H2N
Segmento 
terminal do 
mRNA
5' 3'
H2N
5'
LIGAÇÃO DO FATOR
DE LIBERAÇÃO AO SÍTIO A
3'
Liberação da
cadeia
polipeptídica
H2O
COOH TERMINAÇÃO
NH2
5' 3'
5' 3'
DISSOCIAÇÃO DO RIBOSSOMO
E A
E
UAG
UAG
A
UAG
UAG
Descrição da Imagem: a figura mostra o momento em que 
o RNAt com a metionina se liga à subunidade menor do ri-
bossomo. A subunidade menor se direciona ao RNAm, que se 
desloca até chegar no códon de iniciação AUG. É possível ver, 
ainda, a subunidade maior se conectando à menor. Depois 
que acontece a montagem completa do RNAr, dá-se início ao 
desenvolvimento da tradução, quando ocorre a dissociação 
do RNAr e a liberação da proteína formada. 
Figura 10 - Processo de tradução
Fonte: Alberts et al. (2017, p. 247-248).
29
UNIDADE 1
A síntese da maior parte das moléculas proteicas leva entre 20 segundos e alguns minutos. No entanto, 
na mesma molécula de RNAm, podem ser associados vários ribossomos, os chamados polirribossomos. 
Isso possibilita a realização da tradução e da formação daquela proteína em grande escala. Quando a 
formação da proteína é finalizada, é possível concluir que a informação do DNA foi expressa. Contu-
do, após a tradução, muitas proteínas ainda sofrem modificações, adquirindo formas tridimensionais 
definidas que lhe atribuíram funções específicas (ALBERTS et al., 2017).
Agora que você já compreendeu como a informação genética codificada na sequência de nucleotídeos 
do DNA é traduzida em proteínas, pense novamente na célula-ovo, aquela gerada pela junção dos 
gametas. Depois de formada, essa célula já tem o próprio DNA, capaz de desencadear os processos 
citados. No entanto, você não é constituído por uma única célula. Após a fecundação, o DNA da célu-
la-ovo produz enzimas capazes de induzir a reprodução, formando outras células, o que desencadeará 
a formação dos tecidos do corpo, os órgãos e os sistemas como um todo (ALBERTS et al., 2017). 
Considerando que uma célula nova se forma, devemos pressupor que uma nova molécula de DNA 
deve ser formada. Dentre os processos incluídos no dogma central feito pelos pesquisadores da biologia 
molecular, destaca-se a replicação, mecanismo pelo qual o DNA é capaz de fazer cópias de si mesmo 
toda vez que uma nova célula se formará.
A replicação acontece no interior do núcleo da célula que sofrerá divisão e a própria molécula de 
DNA existente servirá de molde para formar uma nova. As duas fitas de DNA serão copiadas para 
formar, cada uma, uma nova. O processo é caracterizado como “semiconservativo”, uma vez que as fitas 
do DNA modelo se separam permanentemente e cada uma delas forma uma molécula dupla com a 
fita-filha (nova) pareada a ela (Figura 11) (LODISH et al., 2014).
Certamente, em algum momento de sua vida, você já fez uso de an-
tibióticos, talvez, por uma infecção na garganta ou um desconforto 
intestinal. Os antibióticos são utilizados para o tratamento de doen-
ças causadas por invasão de bactérias. Os mecanismos de ação de 
alguns antibióticos estão relacionados à inibição da síntese proteica. 
Venha conferir os detalhes! 
https://apigame.unicesumar.edu.br/qrcode/9061
30
UNICESUMAR
Para iniciar a replicação, uma série de enzimas e proteínas é necessária. Apresento a você a primeira 
delas, o DNA polimerase (DNApol), enzima essencial para adicionar os nucleotídeos complementares 
a cada uma das fitas. Para adicionar os nucleotídeos, o DNApol precisa que uma pequena sequência 
de nucleotídeos seja adicionada às fitas modelos, o que é feito pela primase. Essa segunda enzima é um 
tipo de RNA polimerase especializado em adicionar esses primers. Além dessa, temos outra enzima 
que será necessária para a separação das fitas, para que os nucleotídeos possam ser lidos. Quem faz essa 
separação é uma enzima chamada “helicase”. A helicase tem a função de quebrar, de forma gradual, as 
ligações de hidrogênio que ligam cada uma das fitas de DNA, à medida que o DNA polimerase acresce 
os nucleotídeos (Figura 12) (ALBERTS et al., 2017).
O DNA polimerase tem a capacidade de adicionar nucleotídeos para formar a nova fita apenas na leitura 
dos complementares da direção 3´- 5´da fita modelo, uma vez que só consegue construir fitas comple-
mentares 5´- 3´. Como ambas as fitas são moldes, para resolver a situação da fita modelo 5´ - 3´, é possível 
utilizá-la como molde para a polimerase com a adição de vários primers, permitindo que seja feita a leitura 
de trás para frente, o que é citado por autores como modo de costurar para trás. Dessa forma, é dito que a 
síntese da molécula de DNA é feita de maneira contínua, sem interrupção em uma direção e, na outra, é 
descontínua, formando fragmentos, denominados “fragmentos de Okasaki” (LODISH et al., 2014).
Os fragmentos separados na fita descontínua, no final da replicação, são unidos por uma proteína 
chamada de “DNA ligase”. Contudo, antes, são retirados os primers de RNA por uma nuclease e adi-
cionado o DNA substituinte pela polimerase de reparo. Também temos outras enzimas que participam 
do processo de replicação, como a topoisomerase, que se posiciona na extremidade oposta da helicase. 
À medida que a helicase abre a fita em uma das extremidades, na oposta, a topoisomerase se associa, 
a fim de diminuir a tensão e impedir o superenrolamento do DNA. Há, ainda, as proteínas ligadoras, 
Descrição da Imagem: na figura, há um modelo de DNA que contém as fitas originais, as quais são representadas em azul. À medida 
que abrem, são construídas as fitas de cor laranja ligadas às originais (azul). No final do processo, são geradas duas moléculas de DNA, 
cada uma contendo uma fita nova e outra que serviu como modelo. Por isso o processo é chamado de semiconservativo.
Figura 11 – Replicação: processo semiconservativo
31
UNIDADE 1
que impedem que a fita de DNA separada volte a se associar. Outras são as proteínas chamadas “gram-
po deslizante”, que mantêm a DNA polimerase presa ao molde à medida que há a síntese da fita nova 
(Figura 12) (ALBERTS etal., 2017).
A diversidade na aparência e, às vezes, nas fragilidades de ter algumas doenças ou de ser mais forte em 
outros aspectos está condicionada às alterações que podem ocorrer no DNA ou na molécula de RNA. 
No que diz respeito ao DNA, é mais preocupante, tendo em vista que, toda vez que se replicar, passará 
o erro à nova célula que se formar. Já em relação ao RNA, como ele é formado a partir do DNA, não 
serão traduzidos erros por muito tempo, visto que ele é degradado após fazer algumas sínteses. 
As alterações no DNA, quando permanentes, são chamadas de “mutações”, que ocorrem por equívocos no 
processo de replicação. A maioria dos danos no DNA é uma consequência não intencional do vasto número 
de reações químicas que ocorrem no interior da célula. A grande maioria dos danos ao DNA é temporária, 
uma vez que são imediatamente corrigidos pelos processos de reparo do DNA (LODISH et al., 2014).
Os danos que podem ser encontrados no DNA incluem aqueles ocasionados espontaneamente, 
como os que podem ocorrer nos processos de replicação, em que o próprio DNA polimerase pode 
incluir um nucleotídeo incorreto, ou seja, não complementar a fita. Não só, mas também abrangem 
os danos influenciados por agentes ambientais, como a radiação ultravioleta e ionizante, que pode 
ocasionar a associação de bases incorretas (formação de dímeros de timina) ou a quebra da associação 
das fitas de DNA. De outro modo, também pode ocorrer a retirada de bases púricas e pirimídicas ou 
causar defeitos nos nucleotídeos, incluindo a desaminação (PIERCE, 2013).
No entanto, cada uma das células apresenta um sistema de reparo que permite a correção da maioria 
das mutações e elas não se perpetuam. Um dos participantes na correção dos erros é o DNA polime-
DNA polimerase
DNA original
Topoisomerase
Fita descontínua
Fita contínua
Fragmento de
Okazaki
Primer
de RNA
Primase
Helicase
DNA parental
Descrição da Imagem: na figura, é mostrado o processo de replicação do DNA, o qual foi parcialmente aberto pela enzima helicase. 
São mostrados, ainda, DNA polimerase, RNA primers e topoisomerase. Uma das fitas que formam os fragmentos de Okasaki também 
é evidenciada.
Figura 12 - Replicação do DNA 
32
UNICESUMAR
rase, que tem a capacidade de fazer revisões e efetuar as correções. Outras, as glicosilases específicas, 
reparam os erros, fazendo as retiradas de pareamentos incorretos, como G-T. Após a retirada dos erros 
de pareamento, o DNA ligase será mais uma enzima que atuará ligando as fitas (LODISH et al., 2014).
Apesar de raro, o processo de reparo pode ter falhas e as mutações podem permanecer. As mutações 
relacionadas às células germinativas (mutações que venham a ocorrer nas células dos gametas) são as 
mais preocupantes, uma vez que são transmitidas às gerações que a formam, como a célula-ovo. Já no 
caso das mutações em células do corpo, com exceção das gaméticas, em indivíduos completamente 
formados, os erros trazem prejuízos apenas individuais, e não aos filhos, como o câncer (LODISH et al., 
2014). As mutações podem ser analisadas, ainda, a nível gênico (alteração de apenas um gene), quando 
as mudanças de nucleotídeos modificam as sequências de códons que passam pela transcrição, ou a 
nível cromossômico, quando alteram vários genes (PIERCE, 2013).
Inicialmente, foi exposta a seguinte pergunta: em quais aspectos há uma diferenciação no DNA de cada 
um de nós que nos torna tão diversos entre si e, ao mesmo tempo, iguais em outras características? 
Essas diferenças podem ser supostas após as abordagens feitas nesta unidade. Pense nas variedades 
de mutações que podem ocorrer, seja em um único gene, seja em vários. Considere os gametas sendo 
formados em cada divisão celular. Durante esses processos, ocorre variabilidade genética. No entanto, 
nesta unidade, você entendeu que, independentemente das diferenças, somos muito parecidos quando 
levamos em consideração a forma de produzir essas características. Todos temos um DNA que forma 
um RNA, o qual se traduz em proteínas pelo processo chamado “dogma central da biologia”.
Recentemente, os avanços no desenvolvimento de fármacos, vacinas e tratamentos de doenças 
são dependentes de achados sobre o conhecimento atribuído à maquinaria de enzimas, proteínas e 
distinções de funções de genes. Para você, futuro(a) profissional da saúde, esse domínio permitirá a 
compreensão das várias técnicas criadas pela biologia molecular em relação às múltiplas ações feitas 
com a manipulação da molécula de DNA. 
Um exemplo é o desenvolvimento de uma substância de valor econômico, como a produção de 
insulina. Atualmente, essa molécula já é produzida pelas técnicas de biologia molecular, em que são 
feitas manipulações de bactérias geneticamente modificadas. Dessa forma, entender que o DNA é uma 
herança das células gaméticas e que os processos básicos que sustentam essa molécula química contro-
lam a expressão das diferentes características que governam o teu, o meu e o corpo de várias espécies de 
organismos é primordial para acompanhar e atuar nas várias aplicações que esses processos englobam. 
Você percebeu o quão a expressão da informação genética é importante? Ela não é relevante 
apenas à formação das proteínas para delimitar as características externas do corpo, como a 
textura da pele, cabelo ou cor. Ela também é essencial para todo o funcionamento celular, na 
formação dos seguintes elementos: enzimas que completam a replicação do DNA, enzimas 
envolvidas na transcrição e RNAs participantes da tradução.
33
Após uma breve revisão das características e das funcionalidades da molécula de DNA, convido 
você a fazer uma avaliação do seu desempenho. Você deverá preencher o mapa mental a seguir 
e, se necessário, poderá ampliá-lo. Complete os quadros que não estão preenchidos. Deixo, 
como dica, a seguinte afirmação: ao estudar e realizar a leitura do livro, grife as palavras-chave 
que você considera importantes.
GAMETAS
DNA Materno
Nucleotídeos (A, T, C, G)
Ligações de hidrogênio
Estrutura e composição
Várias enzimas: DNA 
polimerase, helicases, 
topoisomerases...
Replicação do DNA
Semiconservativo
Reparo do DNA
Transcrição RNA
Ligações fosfodiéster
RNA polimerase
RNAm, RNAt e RNAr
Aplicações na 
biotecnologia:
vacinas, melhoramentos, 
prevenção de
doenças.
34
1. Após uma das primeiras aulas de Biologia Molecular, a professora apresentou uma 
tarefa. Nela, os alunos deveriam construir uma fita de DNA fictícia. Portanto, deveriam 
levar em consideração as características básicas da constituição do DNA. 
De acordo com os conceitos aprendidos, como deveria ser constituída a fita de DNA? 
a) A molécula de DNA deveria ser representada por uma dupla fita, constituída por nu-
cleotídeos ligados entre si por ligações fosfodiéster. As bases nitrogenadas estariam 
associando as duas fitas de forma complementar (A-T e C-G) por ligações de hidrogênio.
b) A estrutura do DNA deveria ser representada por uma única fita, constituída por nu-
cleotídeos ligados entre si por ligações fosfodiéster. As bases nitrogenadas estariam 
ligadas de forma complementar (A-T e C-G) por ligações de hidrogênio.
c) A molécula de DNA representada pelo estudante deveria ser formada por uma dupla 
fita, constituída por nucleotídeos ligados entre si por ligações de hidrogênio. As bases 
nitrogenadas estariam associando as duas fitas de forma complementar (A-T e C-G) 
por ligações fosfodiéster.
d) O DNA deveria ser representado por uma fita simples, constituída por nucleotídeos 
ligados entre si por ligações fosfodiéster. As bases nitrogenadas estariam associando 
as duas fitas de forma complementar (A-U e C-G) por ligações de hidrogênio.
e) A molécula de DNA deveria ser representada por uma dupla fita, constituída por nu-
cleotídeos ligados entre si por ligações fosfodiéster. As bases nitrogenadas estariam 
associando as duas fitas de forma não complementar (A-G e C-T) por ligações de 
hidrogênio. 
2. O processo de transcrição da molécula de DNA abrange o momentoem que são trans-
mitidas as informações a partir da formação de uma molécula intermediária, o RNA. 
Sabe-se que, para que esse processo aconteça, muita energia é gasta. Justifique o motivo 
pelo qual o DNA não traduz a informação genética diretamente, ao contrário de produzir 
uma molécula intermediária. Explique a vantagem de transmitir a informação ao RNA.
35
3. A maioria dos produtos finais da informação genética provinda do DNA é finalizada 
com a tradução, produzindo proteínas. Em relação às características do processo de 
tradução, assinale a alternativa correta:
a) Os RNAr participantes da tradução são específicos, ou seja, podem fazer apenas um 
tipo de proteína.
b) As subunidades do RNAr sempre ficam unidas, independentemente de estarem pro-
cessando a tradução.
c) Um RNAm pode conter a sequência UTTACCGUCAT.
d) Uma vez que as duas fitas de DNA são complementares, o RNAm de um dado gene 
pode ser sintetizado por meio de qualquer uma das duas fitas.
e) O RNAm passa por processamentos durante a transcrição, tais como a retirada de 
introns, junção de éxons e modificação da extremidade 5´ com a cap e da 3´com a 
poliadenilação.
4. A capacidade de replicação do DNA é primordial. Toda vez que uma nova célula é 
formada, esse processo ocorre, uma vez que, individualmente, cada célula precisa da 
informação genética contida no DNA para efetuar as funções dela. 
Em relação ao processo de replicação, analise as afirmativas a seguir:
I) O DNA polimerase é a enzima responsável pela construção da fita nova. Ele adiciona 
os nucleotídeos complementares em cada uma das fitas.
II) A sequência das etapas da replicação consiste em: quebra das pontes de hidrogênio 
que unem as bases pela helicase; adição dos nucleotídeos complementares pelo 
DNA polimerase; e adição dos primers.
III) Ao final da replicação, as fitas que serviram de molde se voltam a unir e as fitas novas 
se associam.
IV) A replicação é o processo de formação de uma nova molécula de DNA. No caso das 
células eucariontes, ocorre no interior do núcleo celular.
É correto o que se afirma em:
a) I e II.
b) I, II, III e IV.
c) I e IV.
d) I.
e) III e IV.
36
5. As alterações no DNA, quando permanentes, são chamadas de “mutações”. A maio-
ria dos danos do DNA é uma consequência não intencional, tendo em vista o grande 
número de reações químicas que ocorrem no interior da célula. Além do mais, esses 
danos, em grande parte, são temporários, uma vez que são imediatamente corrigidos 
pelos processos de reparo. Se fôssemos classificar a melhor etapa do dogma central 
para acontecer o sistema de reparo, qual você escolheria? Justifique.
6. Vários avanços na biologia molecular foram conquistados com o conhecimento da 
estrutura, composição e função do DNA. Hoje, muitos fármacos e vacinas foram de-
senvolvidos devido ao entendimento da expressão de determinados genes e das várias 
enzimas envolvidas. Suponha que um pesquisador busque criar um remédio contra 
um vírus que ataca o sistema pulmonar humano. 
Considerando a situação apresentada no enunciado, assinale a alternativa que corres-
ponde ao nível que o pesquisador poderia se amparar para destruir o vírus:
a) Produzir um fármaco que atinge o processo de replicação do DNA viral.
b) Criar uma ação que destrua as proteínas fabricadas pelo vírus.
c) Desenvolver um fármaco que age de forma a impedir a transcrição dos genes dos 
órgãos dos hospedeiros, ou seja, das células pulmonares.
d) Desenvolver uma ação que ative a replicação viral na célula.
e) Produzir um fármaco de ação ativadora da transcrição da célula hospedeira, a fim de 
atingir o vírus.
2
Nesta unidade, compreenderemos a importância da atenção dada 
ao controle de qualidade em laboratórios de biologia molecular 
forense. Também conheceremos o fundamento deles e os proce-
dimentos para alcançar resultados seguros e confiáveis. Entendere-
mos que o manuseio de materiais das análises laboratoriais requer 
padrões a serem seguidos, a fim de aferir a condição de excelência e 
confiabilidade das pesquisas feitas. Compreenderemos as fases que 
exigem atenção durante a análise para alcançar a qualidade e assi-
milaremos, de forma geral, as características necessárias para um 
laboratório ter um selo de excelência pelo processo de acreditação.
Controle de qualidade 
em laboratórios de 
biologia molecular
Dra. Ana Luisa Monezi Lucena
38
UNICESUMAR
"Suspeito de matar Rachel Genofre é identificado quase 11 anos depois do crime". Esse é título de 
uma reportagem publicada no G1, em setembro de 2019. Talvez, você já tenha ouvido a história de 
uma menina que foi encontrada morta e enrolada entre lençóis dentro de uma mala localizada na 
rodoviária de Curitiba, no Paraná. Rachel tinha nove anos e foi vista pela última vez na frente da 
escola onde estudava no dia 3 de novembro de 2008. O suspeito de matar a menina foi identificado 
quase 11 anos depois do crime. 
A identificação do suspeito ocorreu após a coleta do DNA de diversos suspeitos. Foi feita a compara-
ção do material genético encontrado nos lençóis e na Rachel. A princípio, os dados do DNA dos vários 
suspeitos foram armazenados em um Banco Nacional de Perfis Genéticos. Posteriormente, cruzaram 
os dados disponíveis com o material genético colhido no corpo de Rachel. Um dos suspeitos, o qual 
se encontrava preso, apresentou uma correlação positiva em 100% em relação ao material genético 
encontrado em Rachel. De acordo com o Ministério da Justiça, a coleta colaborou com o cruzamento 
de dados do Banco Nacional de Perfis Genéticos, que conta com 30 mil perfis de condenados cadas-
trados (PADRONIZAÇÃO..., [2021]).
Você já pensou no quão é importante a elaboração de metodologias adequadas para a identificação 
do DNA de suspeitos? Já refletiu sobre as consequências que podem ser acarretadas devido à existência 
de erros nos procedimentos adotados? Coloque-se no lugar do profissional do laboratório que analisou 
o DNA do suspeito de Rachel. Agora, imagine o quão será importante o seu entendimento sobre o 
tema “controle de qualidade na manipulação de materiais em laboratórios clínicos”.
A utilização de tecnologias de análises forenses com o objetivo de identificar tem sido feita com con-
siderável sucesso nos últimos anos. Isso acontece devido ao acelerado avanço das técnicas de biologia 
molecular e dos métodos de tipagem de DNA. Atualmente, existem bancos de dados de DNA em diversos 
países. No entanto, para compartilhar informações com esses bancos, deve-se levar em consideração o 
conhecimento da manipulação da técnica, principalmente em relação às normas, à padronização, ao 
controle de qualidade e aos cuidados na coleta e na preservação das amostras biológicas, uma vez que 
consequências éticas e sociais podem vir à tona, impedindo o compartilhamento de informações. 
Se fôssemos associar os fundamentos éticos expressos com o caso abordado, imagine como seria 
constrangedor se fossem identificados resultados diferentes. Isso aconteceria se um laboratório testasse 
positivo e outro negativo, ambos utilizando a mesma amostra. 
Agora que você já tem algumas informações relevantes e que mostram a importância do uso das 
tecnologias forenses, proponho uma atividade. Em bancos de dados on-line confiáveis, pesquise os 
objetos de investigação da análise forense. Depois, identifique, pelo menos, três resultados alcançados 
pelos pesquisadores na utilização das técnicas forenses. Por fim, procure casos em que a técnica não 
foi satisfatória em detrimento da má adequação dos procedimentos metodológicos. Organize e anote 
todos os seus resultados no diário de bordo.
Diante da pesquisa efetuada, o que você identificou como características semelhantes entre os ob-
jetos de pesquisa da análise forense? Os resultados procurados com o auxílio das técnicas de biologia 
molecular estão voltados apenas às características de identificação? O quão é importante adotar um 
método de análise de qualidade para investigação?
39
UNIDADE 2
A aplicação da tecnologia doDNA em investigações forenses cresceu rapidamente nos últimos 
anos. As principais amostras utilizadas como objeto de estudo das aplicações forenses é o DNA cole-
tado do sangue, o líquido seminal, a medula óssea, o cérebro, os músculos, a pele, a polpa dentária e 
as manchas secas de sangue em tecido ou em outra superfície (LEE; LADD, 2001). Contudo, muitas 
são as evidências de DNA que não são apropriadamente coletadas, documentadas, reconhecidas e 
preservadas, invalidando uma investigação. 
Pense nos aspectos principais da situação-problema proposta e anote as suas ideias, reflexões, dis-
cussões e argumentos no diário de bordo:
1. Qual é a importância da coleta de materiais de qualidade para as análises forenses?
2. O quanto é relevante ter atenção na execução das técnicas em relação à adequação do labora-
tório para efetivar um resultado de qualidade?
3. Quais são as consequências dos erros de um procedimento mal executado?
Os exames de DNA adotados em várias situações registradas na literatura têm sido eficazes e 
confiáveis ao longo dos anos, uma vez que os sistemas de qualidade têm sido aprimorados cons-
tantemente em todas as etapas de análise. Na área forense, a qualidade dos exames de DNA é 
DIÁRIO DE BORDO
40
UNICESUMAR
importante para descrever os laudos periciais que suprem as necessidades das análises da justiça 
(GARRIDO; GIOVANELLI, 2011).
Alec Jeffreys foi o primeiro pesquisador que utilizou a leitura do DNA em um laboratório forense 
com sucesso. Ele descreveu que certas regiões do DNA continham repetições de sequência, também 
conhecidas como Variable Number Of Tandem Repeats (V.N.T.R.), as quais variam em comprimento de 
indivíduo para indivíduo, o que foi designado como “D.N.A. fingerprint” (“impressão digital de DNA”, 
em português). Jeffreys percebeu que essa variação seria um diferencial para identificar a individuali-
zação das pessoas, tornando uma arma extremamente poderosa para o domínio forense, o que, até o 
momento, revelava-se como o mais robusto mecanismo de individualização (DALE; BECKER, 2007).
A investigação da morte de Rachel obteve elucidação pela justiça a partir do exame de DNA. Se posicio-
ne como gerenciador da execução dos procedimentos adotados para fazer o exame de DNA dos suspeitos 
e do material encontrado em Raquel. A primeira atitude a ser compreendida é o reconhecimento de que, 
para ter um resultado satisfatório, é necessário um rigoroso controle de qualidade, o qual se estende desde 
a coleta do material, identificação e posterior processamento (OGA; CAMARGO; BATISTUZZO, 2014).
A Academia Americana de Ciências Forense exige que sejam seguidas normas para a análise de mate-
riais biológicos (OGA; CAMARGO; BATISTUZZO, 2014). No caso do sêmen encontrado em Rachel, o 
laboratório que estivesse sob responsabilidade deveria realizar a construção de uma documentação para 
rastrear todo o processo de análise do material biológico, incluindo coleta, transporte, análise, descarte ou 
estocagem, a fim de evitar erros na identificação do material do doador ou da vítima. Essa documentação 
é denominada “cadeia de custódia” (Figura 1). Nela, deverão conter informações relacionadas ao manu-
seador da amostra, ao local onde foi obtida e ao momento em que foi realizado o manuseio. Costuma-se 
separar a cadeia de custódia em duas etapas: a cadeia de custódia externa e a interna.
Descrição da Imagem: na Figura 1 (a), são expressas algumas evidências coletadas na cadeia de custódia. Assim, em um piso de 
madeira, estão dispostos os objetos deixados na cena de um crime, como drogas, dinheiro, carteira e pinça. Na Figura 1 (b), há duas 
placas amarelas com os números 5 e 6, e um documento com as digitais registradas. Sobre o documento, há uma munição dentro de 
um saco plástico e uma pinça.
Figura 1 (a) – Evidências coletadas na cadeia de custódia; (b) – Outras evidências coletadas na cadeia de custódia
A) B) 
41
UNIDADE 2
 A primeira etapa que você deve entender compreende o momento de coleta do material e o transporte 
até o laboratório, denominada de “cadeia de custódia externa”. Por outro lado, a cadeia de custódia 
interna será o momento em que a amostra chegará ao laboratório. Nele, são feitos os registros, os exa-
mes, o armazenamento, o descarte ou a devolução. Assim, os laboratórios de análises forenses devem 
seguir normas e diretrizes que englobam a coleta, a cadeia de custódia, o processamento da amostra 
e os testes confirmatórios, por exemplo (CASTELARI et al., 2018).
Na fase de custódia externa, que inclui a coleta de material, estão disponíveis recursos que ajudarão 
a identificar os vestígios deixados. Caso haja um perito, ele colherá o material na cena do crime. Em 
relação à coleta do sêmen encontrado junto a Rachel, provavelmente, ele estava com coloração ama-
relada e consistência seca, uma vez que foi encontrado dois dias depois. 
Nessa fase, inicialmente, é feita a identificação. Os peritos detectarão se a mancha que contém 
sêmen tem a probabilidade ou certeza de ser um material suspeito. Uma das provas de probabilidade 
muito usada pelos profissionais é a luz ultravioleta (lâmpada de Wood), com a finalidade de detectar a 
fluoresceína (tem tom branco-azulado e, com o passar do tempo, tende a ter uma cor amarela), que se 
encontra presente no espermatozoide. Todavia, não está presente somente nele, mas em outros fluidos 
biológicos, tais como urina, muco vaginal e nasal. Por esse motivo, é considerado teste de orientação, 
e não de certeza (Figura 2). 
Os cristais de florence ou cristais de picrato de espermina também são elementos que indicam a 
presença de esperma. Esses cristais podem ser encontrados em diversas secreções, o que o tornam 
um teste de probabilidade (DEL-CAMPO, 2008). A prova de certeza conseguida no caso de Rachel 
certamente aconteceu quando os peritos coletaram os espermatozoides presentes na secreção vaginal 
e, então, foram feitas a recuperação pela coloração e o procedimento do esfregaço cérvico-vaginal mais 
conhecido como “papanicolau” (TÁMARA, 2013).
Descrição da Imagem: na Figura 2 (a), há um perito abaixado. Ele usa luvas e um traje descartável e branco dos pés à cabeça. Em uma 
das mãos, está a luz ultravioleta (luz negra), enquanto a outra coleta, com o swab, os vestígios deixados no piso. Na Figura 2 (b), um 
equipamento de emissão de luz ultravioleta é colocado próximo a uma superfície que contém digitais. Na Figura 2 (c), é utilizada uma 
lanterna de emissão de luz ultravioleta, a fim de identificar, no chão, uma pegada, que é demarcada por uma placa com o número 3.
Figura 2 (a) – Perito fazendo uso de luz ultravioleta; (b) – Equipamento de emissão de luz ultravioleta; (c) – Luz ultravioleta 
demarcando uma pegada
A. B. C.
42
UNICESUMAR
Neste momento, você pode estar se perguntando: como são feitas a coleta e a preservação do ma-
terial até a chegada ao laboratório? Como a amostra de espermatozoide foi buscada nas secreções 
vaginais? O procedimento adotado para essa coleta é o uso de swab, um cotonete estéril utilizado 
para apanhar e transportar múltiplos tipos de materiais biológicos. Na Figura 2 (a), é possível ob-
servá-lo em uma das mãos do perito. 
De maneira geral, a sobrevida dos espermatozoides na cavidade vaginal é de poucas horas, variando 
em função das hostilidades químicas ambientais. No entanto, quando colhidos a tempo, ainda podem 
ser vistos, a fresco, com movimentos. No caso de Rachel, como haviam passado dias, a possibilidade 
era de encontrá-los mortos, mas ainda era possível aplicar uma técnica de coloração. Com ela, eles 
podem ser identificados até cerca de quatro dias após a deposição (INTERPOL, 2009; TAMAI, 2015).
As Figura 2 (a) e 3 mostram que, para efetuar as coletas, é necessário o uso de equipamentos indi-
viduais de proteção, os chamados EPIs, de modo que se assegure a preservação da amostra e evite a 
contaminação do manipulador durante a coleta. Por isso, é fundamental o uso de luvas descartáveis, 
máscara e sapato fechado. Não é permitidobeber ou comer no local da coleta. Além disso, o material 
descartável utilizado deve ser colocado em sacos de resíduos biológicos e, posteriormente, devem ser 
descartados em locais adequados (BEZERRA, 2004; SILVEIRA, 2009). 
Descrição da Imagem: na figura, é representada uma pessoa utilizando os equipamentos de proteção individual (EPIs). Ela está posi-
cionada com as mãos paralelas ao rosto, a fim de evidenciar as luvas brancas, que prendem as mangas de um jaleco azul feito de TNT. 
A pessoa também usa óculos de proteção transparentes, viseira de proteção facial, touca e máscara.
Figura 3 - Representação dos equipamentos de proteção individual
43
UNIDADE 2
Clique no QR Code e conheça a importância do uso de EPIs de forma 
adequada em laboratórios de biologia molecular.
Tendo os recipientes com as amostras, a abertura acontecerá quando 
for iniciada a análise. Cada recipiente deve ser identificado por meio 
de autoadesivos, que devem ser invioláveis, a fim de segurar a cadeia 
de custódia. Na identificação, são incluídos: o número identificador 
institucional do caso ou o número do pedido; o nome da vítima 
ou algum tipo de identificação; a data e a hora da coleta; o tipo de 
amostra biológica; e assinatura do responsável pela coleta. Findada 
a etapa de coleta, em seguida, as amostras devem ser encaminhadas 
ao laboratório (LISBOA, 2016).
REALIDADE
AUMENTADA
Principais EPI usados em laboratórios 
de biologia molecular e sua 
importância
A recolha dos vestígios é fundamental para a averiguação de um crime. Outro método utilizado 
para melhorar não só a qualidade do trabalho no local do crime, mas também a interligação com 
a investigação criminal, é a utilização da lofoscopia, método de análise de digitais. De modo geral, 
a lofoscopia é a ciência forense que estuda os desenhos dermopapilares que existem na ponta 
dos dedos, nas palmas das mãos e nas plantas dos pés. Esse desenho digital é visível desde o 
sexto mês de gestação e só desaparece com a putrefação. O uso desse vestígio é interessante, 
porque não existem duas impressões digitais iguais no mundo, mesmo em gêmeos homozigotos.
Para a detecção das digitais, é feita a utilização de produtos químicos em forma em pó. São 
empregados o carbonato de chumbo (pó branco de extrema leveza e ótima aderência ao 
suor e à gordura), o dragon blood (pó avermelhado usado em quase todas as superfícies, mas 
especialmente em veículos, ferro, plásticos e celofane), o caput mortuum (pó de óxido preto 
aplicável em cartões, madeira, vidro e plásticos) e pós magnéticos e fluorescentes. 
No caso dos reagentes líquidos, há a ninidrina, substância que se apresenta sob a forma de 
cristais brancos/esverdeados e reage com o componente do aminoácido da impressão digi-
tal. Além da ninidrina, componentes de violeta de genciana e negro de amido são utilizados. 
Detectadas as impressões com o uso desses materiais, elas são direcionadas a uma base de 
dados em que são introduzidas imagens de impressões digitais e os respectivos pontos carac-
terísticos. Então, é feita uma comparação para encontrar uma possível presença dos suspeitos.
Fonte: adaptado de Pinheiro (2008) e Duarte (2009).
44
UNICESUMAR
Agora, são iniciados os preparativos para a etapa de custódia interna, momento em que a 
amostra chega no laboratório. Primeiramente, é necessário entender o objetivo proposto, ou 
seja, estar consciente da situação ocorrida. Posteriormente, deve-se verificar se a metodolo-
gia (equipamentos, reagentes e insumos) estão disponíveis e em prazo de validade. Outro 
requisito é detectar se será possível atender à demanda e realizá-la no tempo oportuno. 
Também é preciso averiguar se o material encaminhado é adequado e se o laboratório 
dispõe de recursos para o correto acautelamento (GARRIDO; ARAUJO, 2014). 
Em laboratórios forenses, muitas vezes, as amostras necessitam passar por um preparo 
prévio. Para um processo de limpeza, no caso da análise de tecidos, pode ter a necessidade 
de fazer cortes no tecido biológico, como ossos e músculos, e separação de swab. Em re-
lação ao crime que você acompanha nesta unidade, na amostra, quando recém-chegada, 
foi utilizado o swab com a necessidade de separar o material. Nessa fase, é necessário 
fazer as escolhas quantitativa e qualitativa das amostras, incluindo o modo de realizar a 
limpeza, homogeneização e retirada das alíquotas. 
Para executar os procedimentos relacionados ao manuseio de equipamentos e as 
técnicas do ensaio, é preciso seguir os procedimentos operacionais padronizados pelo 
laboratório e controlados por profissionais competentes. Esses procedimentos não são 
imutáveis e precisam sofrer revisões sempre que for conveniente ou necessário. Eles 
também precisam ter os respectivos registros. De acordo com o Ministério da Justiça, 
as demandas da padronização de exames de DNA em perícias criminais devem utilizar 
um mínimo de marcadores moleculares e fazer a análise estatística dos resultados (PA-
DRONIZAÇÃO..., [2021], GARRIDO; ARAUJO, 2014).
Em exames interlaboratoriais e bancos de dados, a padronização dos exames de DNA 
deve usar, no mínimo, treze marcadores moleculares definidos pelo CODIS (TPOX, 
D3S1358, D5S818, FGA, CSF1PO, D7S820, D8S1179, TH01, vWA, D13S317, D16S539, 
D18S51 e D21S1) e a amelogenina. Normalmente, esses marcadores são disponibiliza-
dos em kits comerciais multiplex ou, quando não comerciais, devem ser kits validados. 
Os laboratórios, em relação aos exames rotineiros, podem estabelecer os marcadores 
necessários para a execução dos laudos periciais. No entanto, recomenda-se a utilização 
dos treze marcadores mínimos (PADRONIZAÇÃO..., [2021]).
Após a passagem da análise do material no laboratório, outra grande preocupação é 
se a certificação e a publicação dos resultados estão dispostos de forma clara e objetiva. 
Além disso, é importante disponibilizar meios para dirimir eventuais dúvidas e proceder 
os exames de contraprova. Além dos aspectos analíticos citados, dentro da cadeia de 
custódia, é de grande valia dar atenção à etapa pós-analítica, na qual são considerados 
os resíduos produzidos. O mínimo possível e a realização correta da disposição final são 
essenciais. Nessa etapa, é preciso realizar um perfeito gerenciamento dos documentos e 
garantir a adequabilidade e a segurança do sistema de informação, em especial, do banco 
de dados de perfis genéticos (GARRIDO; ARAUJO, 2014).
45
UNIDADE 2
Para oferecer um produto de qualidade, é importante se atentar à trajetória da cadeia de custódia. 
Dessa forma, empregar um sistema de gestão da qualidade em laboratórios é um passo valioso. De 
acordo com a Organização Mundial da Saúde, o fluxo de trabalho com qualidade em um laboratório 
deve estar baseado em doze elementos essenciais (INFORME..., 2013). Esses elementos se pautam na 
organização dos profissionais, na disponibilidade de equipamentos, nas compras, no controle de pro-
cessos, na gestão da informação, no registro de documentos, na gestão das ocorrências, na avaliação, 
na melhoria dos processos, no atendimento ao cliente, nas instalações e na segurança (INFORME..., 
2013; GARRIDO; ARAUJO, 2014). Um sistema de gestão da qualidade tem o intuito de fornecer uma 
base sólida à qualidade nos laboratórios, contribuindo para as ações preventivas (ALLEN, 2013).
Resíduos
potencialmente
infectantes
(sondas, curativos,
luvas de procedimentos,
bolsa de colostomia)
Devem ser
descartados em
lixeiras revestidas
com sacos brancos
Resíduos
químicos
(reveladores, �xadores
de raio x, prata)
Devem ser
descartados em
galões coletores
especí�cos
Resíduos
radioativos
(cobalto, lítio)
Devem ser
descartados em
caixas blindadas
Resíduos
comuns
(fraldas, frascos e
garrafas pets vazias,
marmitex, copos, papel
toalha)
Devem ser
descartados em
lixeiras revestidas
com sacos pretos
Resíduos
perfurocortantes
(agulhas, laminas de
bisturi, frascos e ampolas
de medicamentos)
Devem ser
descartados em
coletor especi�co.
A. B. C. D. E.
Descrição da Imagem: na figura, émostrado o sistema de classificação dos resíduos dos materiais produzidos na área da saúde. As-
sim, é indicada, por meio de cinco colunas, a distribuição da classificação dos resíduos (A, B, C, D, E). Abaixo das colunas, são descritos 
os tipos de resíduos: os potencialmente infectantes, os resíduos químicos, os radioativos, os resíduos comuns e os perfurocortantes. 
São expostos, ainda, os exemplos de cada tipo e mostrados os locais de descarte (na coluna A, são mostrados sacos de lixos na cor 
branca e vermelha; na coluna B, há um frasco azul de plástico com a tampa preta; na coluna C, há um frasco de alumínio com o sinal de 
radiação desenhada em preto; na coluna D, há um saco preto; e, na coluna E, encontram-se caixas de papelão de cor amarela. Nelas, 
está escrito, em preto, a palavra “Perfurocortantes”) e o sistema de cores de identificação. 
Figura 4 - Sistema de classificação dos resíduos dos materiais produzidos na área da saúde. / Fonte: Brasil (2004 apud VIANA, 
2018, p. 15).
46
UNICESUMAR
Segundo Souza e Queiroz (2013), o sistema de gestão, para o setor da saúde, não se difere da filosofia 
da qualidade aplicada em indústrias. Dessa maneira, muitas descrições de gestão de qualidade atri-
buídas ao setor industrial foram utilizadas e complementadas para a área da saúde. Você já pensou 
nos benefícios de seguir um padrão que se adequa ao sistema de gestão de qualidade? Uma quali-
dade adquirida pelo sistema de gestão de qualidade pode assegurar que o serviço que você presta 
resulta em benefício para aqueles que os solicitam. Além disso, pode aumentar a sua segurança e 
tranquilidade quando você realiza o seu trabalho de contribuição diagnóstica. Quando surgirem 
questionamentos, você terá a convicção em assegurar aos clínicos o valor do resultado do teste. Desse 
modo, em questionamentos judiciais, você terá um respaldo legal. Outro grande benefício é o fato 
de poder preencher requisitos exigidos em programas de acreditação, obtendo o selo da qualidade 
e vantagem competitiva no mercado.
Para implantar o Sistema de Qualidade (SQ) em laboratório, é preciso zelar pela organização interna. 
Assim, os procedimentos das atividades a serem executadas deverão estar descritos em um documen-
to denominado “Manual de Sistema da Qualidade”. Esse documento apresentará toda a estrutura do 
funcionamento do laboratório, os objetivos e a política do SQ. Além disso, terá a descrição da estrutura 
da documentação e as responsabilidades da alta administração, gerente técnico, gerente da qualidade e 
outras pessoas essenciais. Nessa seara, para que um resultado seja satisfatório antes de qualquer exame, 
os laboratórios devem aplicar o SGQ à formação do corpo técnico e às aquisições de suprimentos e 
serviços, como a manutenção e a calibração dos equipamentos (GARRIDO; ARAUJO, 2014).
Quanto à qualificação profissional, é importante garantir a capacitação técnica de todos aqueles 
que, direta ou indiretamente, possam influenciar na qualidade do trabalho desenvolvido. Dessa for-
ma, disponibilizar cursos que os preparem para os procedimentos da rotina do laboratório, seja no 
âmbito administrativo, seja no âmbito técnico, é de extrema importância para se atingir a qualidade 
(GARRIDO; ARAUJO, 2014).
De acordo com o Ministério da Justiça, em relação aos laboratórios estatais de genética forense, como 
aquele que atendeu ao caso de Rachel, é exigida uma qualificação mínima dos profissionais, sejam os 
Pensar na área da gestão dentro de um laboratório é assumir o controle de uma situação, a fim 
de determinar e orientar o caminho a ser seguido para atingir objetivos e metas. Quando se 
associa às características de qualidade e de gestão, remete-se à ação de executar os objetivos 
de forma a atingir a excelência. 
No entanto, o controle de qualidade em laboratórios não se concentra apenas no resultado 
do produto a ser entregue, mas também está relacionado com a qualidade de vida daqueles 
que convivem no ambiente e com a proteção do meio ambiente. Portanto, avaliar os resulta-
dos que não atingiram o esperado também faz parte de um sistema de gestão de qualidade.
47
UNIDADE 2
concursados, sejam os terceirizados (PADRONIZAÇÃO..., [2021]). A comunidade científica brasileira 
da área de genética forense estabelece que o perito dessa área deve ter formação superior em Ciências 
Biológicas, Ciências da Saúde ou áreas afins. Quando não apresentar essa formação, deve ser pós-gra-
duado em Genética ou em área correlata (GARRIDO; ARAUJO, 2014; PADRONIZAÇÃO..., [2021]).
Por fim, o SGQ deve ser monitorado por auditorias, uma ferramenta que permite aferir se os con-
troles internos correspondem aos objetivos propostos e se os recursos disponibilizados estão sendo 
utilizados com eficiência e eficácia (INFORME..., 2013). De acordo com Souza e Queiroz (2013), as 
auditorias podem ser de:
• Primeira parte: realizadas pela própria organização. 
• Segunda parte: realizadas por clientes.
• Terceira parte: realizadas por organizações externas e independentes.
As auditorias realizadas por organizações externas compreendem a verificação dos procedimentos 
adotados de acordo com as normas instituídas para alcançar determinadas certificações. Elas serão 
avaliadas por órgãos que fazem as acreditações. No Brasil, a Agência Nacional de Saúde Suplementar 
(ANS) disponibiliza programas para fazer as acreditações e, quando alcançadas as exigências, é possível 
adquirir um selo de qualidade. Dessa forma, a acreditação é um documento que comprova que o labo-
ratório tem a aprovação formal de excelência dada por órgãos específicos. Isso atesta a capacidade dele 
de se manter atualizado sobre os requisitos necessários para a segurança e a qualidade no atendimento. 
A Agência Nacional de Saúde Suplementar (ANS) estabelece, por intermédio da Resolução da Di-
retoria Colegiada (RDC) nº 302/2005, os critérios para avaliar a qualidade dos serviços prestados pelos 
laboratórios de análises clínicas (MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2005). Essa análise certifica os serviços 
prestados pela chamada QUALISS, ou seja, o programa de qualificação de prestadores de serviços de 
saúde estabelecido pela RN nº 405, de maio de 2016, que determina os atributos de qualificação rele-
vantes para o aprimoramento da qualidade assistencial oferecida pelos prestadores de serviços (ANS, 
2016). Para a execução do QUALISS, a ANS conta, ainda, com entidades participantes que contribuem 
não só na elaboração de critérios, mas também na coleta e na consolidação de dados.
ACREDITADORES
Organização Nacional de Acreditação (ONA)
IQG Serviço de Acreditação em Saúde
Colégio Brasileiro de Radiologia e Diagnóstico por Imagem (CBR)
DICQ – Sistema Nacional de Acreditação LTDA
Consórcio Brasileiro de Acreditação (CBA)
Soc. Bras. de Patologia Clínica Medicina Laboratorial - SBPC/ML – PALC.
A4Quality Services – Auditoria e Certificação LTDA
Instituto Brasileiro para Excelência em Saúde (IBES)
Quadro 1 - Entidades que fazem o processo de acreditação / Fonte: adaptado de QUALISS ([2021]).
http://www.ans.gov.br/component/legislacao/?view=legislacao&task=TextoLei&format=raw&id=MzI0OA==
48
UNICESUMAR
Especialistas em acreditação para laboratórios de análises clínicas apontam que, dentre os padrões 
estabelecidos pela ISO (International Organization for Standardization), a ABNT NBR ISO 9001, a 
ABNT NBR ISO/IEC 17025 e a ABNT NBR NM ISO 15189 atendem, mesmo que parcialmente, aos 
requisitos estabelecidos pela ANS. As normas apresentam similaridades ou sobreposição de requisitos, 
por exemplo, quando se descreve o sistema de gerenciamento da qualidade, o controle de documentos 
e o atendimento às reclamações de clientes, às ações corretivas e preventivas e às diferenças no que diz 
respeito aos requisitos técnicos (SOUZA; QUEIROZ, 2013).
Por essas razões, não é fácil adquirir o selo de qualidade. Muitas empresas justificam que a auditoria ne-
cessária para se atingir a acreditação gera custos, por exemplo, na aquisição dos equipamentos para manter 
a qualidade. Fatoresburocráticos documentais são exigidos e muitos reportam ser um tanto desgastante o 
entendimento dos conceitos da norma. Por essas razões, muitos exames interlaboratoriais e testes de pro-
ficiência são realizados por órgãos independentes, ou seja, que não estão diretamente vinculados à ANS. 
Apesar disso, as análises se caracterizam pela importância de adotar as ferramentas que garantem a 
qualidade do serviço prestado. Um documento publicado pelo Ministério da Justiça e que padroniza 
exames de DNA em perícias criminais demanda que, além de controles internos de qualidade, os la-
boratórios participem de controles nacionais e internacionais, como os testes patrocinados pelo GEP 
(Grupo Espanhol Português) e GITAD (Grupo Iberoamericano de Trabalho em Análise de DNA) 
(PADRONIZAÇÃO..., [2021]). Há, também, exercícios propostos pela Sociedade Latino Americana 
de Genética Forense (GARRIDO; ARAUJO, 2014).
Você sabia que, de acordo com a Sociedade Brasileira de Patologia 
Clínica e Medicina Laboratorial (SBPC/ML), por ano, a justiça brasi-
leira movimenta mais de 1500 processos contra laboratórios? Ouça 
mais um podcast e entenda os principais erros apontados e come-
tidos por laboratórios. Acompanhe, também, uma breve apresenta-
ção das notícias publicadas em jornais e em revistas sobre os proce-
dimentos mal efetuados na verificação e comparação de DNA.
https://apigame.unicesumar.edu.br/qrcode/9062
49
UNIDADE 2
Partimos de uma história real do crime de estupro seguido de morte e ocultação de cadáver da menina 
Rachel para compreender o principal método utilizado para desvendar o ocorrido após onze anos. Você 
pôde compreender que o uso da técnica de comparação dos DNAs coletados da vítima e dos suspeitos 
foi o responsável pela elucidação do crime. No progresso desse entendimento, soube que, para validar 
o uso da técnica de elucidação de um crime, é de extrema importância se atentar às etapas de coleta 
de material, ao uso de equipamentos de segurança, à disponibilidade de profissionais adequados e de 
materiais para executar a análise de forma precisa. 
Portanto, o futuro profissional de saúde pode ser perito durante as fases de coleta e de análise 
de DNA, requerendo-se uma atuação técnica e de qualidade. Você pode se posicionar na situação 
e nos procedimentos descritos, assimilando o quanto é importante proceder essas ações de forma 
competente, pois o uso da técnica envolve resultados que comprometem a vida daqueles que esperam 
uma conclusão. Nesse aspecto, agir de modo ético, moral, profissional e responsável é importante para 
o sucesso da elucidação de um crime como o de Rachel. Além disso, o comprometimento, a organiza-
ção e uma gestão de qualidade nos laboratórios que efetuam a técnica forense de DNA são essenciais 
para completar o êxito da solução.
Você já conhece o Programa de Acreditação de Laboratórios Clínicos 
(PALC)? Te convido a assistir a este vídeo curto sobre os caminhos 
do processo de acreditação dos laboratórios. Observe que, nele, são 
apresentadas declarações de empresas certificadas que atestam os 
benefícios alcançados.
Para acessar, use seu leitor de QR Code.
https://apigame.unicesumar.edu.br/qrcode/12162
50
Para melhor fixação do tema abordado nesta unidade, complete o mapa mental a seguir. Nele, 
estão disponíveis palavras-chave correspondentes às informações descritas durante o desen-
volvimento do conteúdo. As propostas do tema central são qualidade, laboratório e resultado.
QUALIDADE,
RESULTADO,
LABORATÓRIO
Consequências
Positivas e
Negativas
Pro�ssionais 
Objetos de
EstudoEtapas da
Custódia
SGQ
Características
Acreditação
51
1. Pensar na gestão de um laboratório é assumir o controle de uma situação, a fim de 
determinar e orientar o caminho a ser seguido para o atingimento de objetivos e metas. 
Atentar-se, em um sistema de gestão de qualidade, aos procedimentos efetuados por labora-
tórios forenses, é:
a) Apresentar um resultado de qualidade no procedimento identificatório forense. Ter 
profissionais formados e capacitados para a função. Ter equipamentos e insumos para 
efetuar a análise. Considerar a qualidade de vida daqueles que convivem no ambiente. 
Abranger a proteção do meio ambiente.
b) Mostrar resultados de qualidade na identificação forense. Ter profissionais capacitados 
para a função. Considerar a qualidade de vida daqueles que convivem no laboratório, 
mas não do meio ambiente.
c) Apresentar resultados de qualidade no procedimento identificatório forense. Ter 
profissionais formados e capacitados para a função. Ter equipamentos razoáveis para 
efetuar a análise.
d) Identificar um profissional formado e capacitado para a função. Pedir para que os 
profissionais levem os equipamentos e os insumos para efetuar a análise. Considerar 
a qualidade de vida daqueles que convivem no clínico.
e) Considerar somente a qualidade de vida daqueles que convivem no ambiente e a 
proteção do meio ambiente.
2. Muitos são os objetivos do uso da técnica forense de DNA e um deles foi expresso 
na história de Rachel, a fim de detectar a identidade genética e apontar o criminoso. 
Contudo, essa técnica é uma ferramenta que, diante de limitações, podem tornar o 
uso inviável. Descreva, de forma resumida, as consequências da inadequação de um 
laboratório forense na efetuação dos procedimentos de identificação do crime.
52
3. A Agência Nacional de Saúde Suplementar (ANS) estabelece critérios para avaliar a 
qualidade dos serviços prestados pelos laboratórios de análises clínicas. Essa análise 
certifica os serviços prestados pela chamada QUALISS, ou seja, o programa de qualifi-
cação de prestadores de serviços de saúde. Para a execução do QUALISS, a ANS conta, 
ainda, com entidades participantes que contribuem não só na elaboração de critérios, 
mas também na coleta e na consolidação de dados. 
Dentre as entidades, aquela que está relacionada com a fiscalização e efetua o processo de 
acreditação, fazendo com que o laboratório possa receber um selo de eficiência, seria:
a) Cred-ISO: Confederação de Recursos da Organização de Laboratórios Internacionais.
b) Anvisa: Agência Nacional de Vigilância Sanitária.
c) ISO: Organização Suplementar Isonômica.
d) SBPC/ML – PALC: Sociedade Brasileira de Patologia Clínica Medicina Laboratorial.
e) APLAB: Associação dos Laboratórios Brasileiros.
4. Para se obter um resultado de qualidade nos procedimentos de análise forense, a fase 
de atenção essencial é a denominada “cadeia de custódia”. Assinale a alternativa que 
melhor a defina:
a) A cadeia de custódia abrange duas etapas, a externa e a interna, iniciando pela etapa 
interna.
b) A cadeia de custódia tem duas etapas. Nelas, compreende-se a coleta do material, o 
transporte até o laboratório, as cadeias de custódia interna e externa, e o momento 
em que a amostra chegará até no laboratório e passará pelos registros, exames, testes, 
armazenamento e descarte.
c) A cadeia de custódia é etapa que junta as provas de um crime. Nesse momento, ainda 
não é necessário uso de EPIs.
d) A cadeia de custódia abrange duas etapas, porém é somente na segunda etapa, cha-
mada de “externa”, devem constar as informações do manuseador da amostra, do local 
onde ela foi obtida e do momento em que foi realizado o manuseio.
e) A cadeia de custódia compreende duas etapas. Em uma, constam o momento de coleta 
do material e o transporte até o laboratório, a chamada custódia externa. A outra etapa 
é a cadeia de custódia interna, momento em que a amostra chega ao laboratório e são 
feitos os registros, os exames, os testes, o armazenamento, o descarte ou a devolução.
3
Nesta unidade você terá a oportunidade de compreender as bases 
técnicas utilizadas para manipulação do DNA. Você verá os métodos 
utilizados para produção de moléculas de DNA in vitro e conhecerá 
as etapas e os fatores necessários para efetuar a manipulação.
Ferramentas de 
manipulação do 
material genético
Dra. Ana Luisa Monezi Lucena
54
UNICESUMAR
Inicio esta unidade com uma palavramuito pronunciada, pelo menos, nos últimos 10 anos: tecnologia. 
No dicionário, descreve-se que essa palavra tem origem do grego “tekhne”, que significa “técnica”, “arte”, 
“ofício”, em conjunto com o sufixo “logia”, que significa “estudo”. Diria que é o produto da ciência e da 
engenharia, o que envolve um conjunto de instrumentos, métodos e técnicas que visam a inovação na 
resolução de problemas em diferentes áreas (MICHAELIS, 2016). 
Recentemente, as tecnologias envolvendo a ciência foram voltadas ao desenvolvimento e ao apri-
moramento em tempo recorde da vacina contra a Covid-19. Essa possibilidade foi alcançada com os 
avanços das ferramentas utilizadas para a investigação das moléculas de ácidos nucleicos, foco de nosso 
estudo. Suponha que você, futuro(a) biomédico(a) pesquisador(a), deseja desenvolver um composto 
que age diretamente em células cancerígenas, efetuando a inativação da multiplicação dessas células. 
Para efetuar essa ação, algumas questões devem ser levantadas como parte do planejamento da pro-
dução deste composto. São elas:
Para compreender como proceder em cada uma das etapas sugeridas, é preciso entender os mecanismos 
e as técnicas envolvidas para investigar as células alteradas ou cancerosas e as maneiras de modificá-
las. Nessas etapas, é crucial entender as tecnologias desenvolvidas para manipulação do DNA, uma 
vez que o material genético contém as informações que poderiam estar envolvidas na manifestação 
de uma ação que não foi coerente. 
Considere que manipular o DNA por meio das tecnologias a serem estudadas não está apenas as-
sociado à produção de novos compostos, mas também à compreensão do funcionamento das células 
e das consequências em casos de erros, malformação ou resposta que não seja ideal. Foi com o intuito 
de compreender esse funcionamento que surgiu a biologia molecular, que é continuamente reforçada 
por novas tecnologias.
As tecnologias são utilizadas para a produção de componentes importantes e que envolvem a 
resolução de problemas de saúde, a complementação de produtos comerciais, o entendimento do fun-
cionamento humano, além de facilitarem a detecção de várias doenças. O que você acha de pesquisar 
os medicamentos biológicos que foram descobertos com o auxílio da tecnologia de manipulação da 
molécula de DNA? Faça uma breve pesquisa na internet, em endereços de associações governamentais, 
instituições de pesquisa, artigos científicos ou reportagens de divulgação científica. Organize e anote 
todos os resultados no diário de bordo.
A biologia molecular é a área da ciência que envolve o estudo e a manipulação das moléculas que 
constituem o material genético dos organismos. Os avanços desse estudo iniciaram após o auge da 
Como atuam as células cancerígenas?
Em qual local se origina a ação descontrolada de divisão das células cancerígenas?
Como desenvolver um composto que controle a divisão celular, tornando-a normal? 
Como desenvolver um componente que associe as células cancerígenas e as inativam?
55
UNIDADE 3
identificação da estrutura e da função do ácido desoxirribonucléico (DNA). Posteriormente, outras 
técnicas moleculares foram se desenvolvendo, a fim de isolar partes do DNA, os genes, e reproduzir 
várias cópias, com o intuito de estudar o funcionamento. Dentre as técnicas e as análises construídas 
ao longo das últimas décadas, surgiram novas possibilidades de pesquisas, o que aumentou o conhe-
cimento sobre o funcionamento gênico e os fatores envolvidos na regulação, propiciando avanços 
tecnológicos importantes em diferentes áreas.
Seguem aspectos importantes para reflexão antes de entendermos como chegar a tais ações:
• Entender que há possibilidades de estudo do funcionamento da molécula de DNA.
• Compreender que as tecnologias são formas utilizadas para entender o funcionamento do 
organismo.
• Observar que as tecnologias ajudam no desenvolvimento de novos compostos, como vacinas, 
medicamentos, hormônios, alterações gênicas na produção de transgênicos, identificação de 
doenças, paternidade etc.
Anote as suas ideias, reflexões, discussões e argumentos no diário de bordo.
DIÁRIO DE BORDO
56
UNICESUMAR
A ideia de produzir medicamentos, vacinas ou métodos que possam curar os diferentes tipos de câncer 
é buscada por vários pesquisadores. No entanto, para entender como desenvolver esses produtos, é 
necessário conhecer os processos biológicos envolvidos no funcionamento das células cancerígenas. 
Dessa forma, você terá que pensar na molécula essencial que armazena as informações da célula, o DNA. 
Você já sabe que o DNA é uma molécula que contém todas as informações genéticas que podem ser 
expressas para funcionar nos diferentes ambientes de um corpo. O conjunto de todas as informações 
específicas do organismo é chamado de genoma. 
Para analisar a atividade de uma célula (por exemplo, a célula cancerígena, que se multiplica de for-
ma descontrolada), os pesquisadores direcionam a atenção aos fatores que envolvem a divisão celular, 
ou seja, os genes específicos envolvidos. No entanto, como analisar um gene ou poucos genes entre 
dezenas de milhares de genes aninhados aos milhões de pares de bases de um genoma humano? A 
resposta surgiu em 1970, momento em que cientistas de várias áreas da biologia contribuíram com a 
geração de técnicas de localização, isolamento, preparação e estudo de pequenos segmentos de DNA 
derivados de cromossomos maiores (PIERCE, 2013; COX; DOUDNA; O´DONNELL, 2012).
A primeira etapa dessa jornada é identificar em qual órgão a célula não está funcionando nor-
malmente. Pense em um tipo de câncer e imagine que as células contidas neste órgão estão com uma 
divisão celular descontrolada. Essa seria a célula de interesse. Agora, o próximo passo é averiguar o DNA 
dessa célula. Para isso, é importante fazer a seguinte pergunta: quais são os genes do DNA envolvidos 
na divisão celular? Identificar esses genes é considerado um dos progressos alcançados pela biologia 
molecular. Atualmente, é possível isolar os diferentes tipos de genes e analisar a expressão de cada um. 
Técnicas descobertas ao longo de vários estudos permitem identificar características físicas que marcam 
o começo e o fim de um gene. Assim, o passo seguinte é isolar o gene responsável pela ação de multi-
plicação para, então, estudá-lo e chegar a objetivos maiores, como a cura da doença (PIERCE, 2013).
57
UNIDADE 3
Dessa forma, para iniciar a análise do gene, o primeiro passo é isolar os genes envolvidos no erro 
da divisão celular e fazer cópias deles, para que sejam estudados. Os métodos utilizados para realizar 
essa e outras tarefa relacionadas são conhecidos como tecnologia do DNA recombinante.
Um grande marco na história foi a descoberta de um método possível de isolar sequências específicas 
do DNA, as chamadas endonucleases de restrição, que são enzimas capazes de reconhecer e fazer cortes 
bifilamentares do DNA em sequências específicas. Essa técnica é, em parte, utilizada para isolar o gene 
de interesse, ou seja, aquele que tem alterado os hábitos celulares de divisão, responsável pelo câncer 
(PIERCE, 2013; COX; DOUDNA; O´DONNELL, 2012).
Após décadas de pesquisa sobre o metabolismo dos ácidos nucleicos, nos anos 60, foram identifica-
das enzimas de restrição em bactérias que eram utilizadas por organismos para defesa contra o vírus. 
Atualmente, elas são rotineiramente utilizadas nos laboratórios para separar fragmentos específicos 
de DNA de interesse. São conhecidos três tipos de endonucleases de restrição, identificadas com os 
algarismos romanos (I, II e III). Esses tipos se diferem quanto à complexidade e à distância típica entre 
a sequência de reconhecimento do sítio de clivagem. Descreve-se, na literatura, que existem mais de 
800 enzimas de restrição, as quais reconhecem e cortam o DNA em mais de 100 sequências diferentes 
reconhecidas por elas. Muitas delas são disponibilizadas comercialmente, assim como pode ser obser-
vado na Figura 1 (PIERCE, 2013; COX; DOUDNA; O´DONNELL, 2012).
Nãoé difícil perceber que existem diferentes tipos de câncer que afetam a humanidade. Den-
tre os mais frequentes, temos o câncer de mama nas mulheres e o de próstata nos homens. 
Normalmente, são feitos exames sanguíneos que identificam as alterações, como a produção 
de proteínas anormais que não são regularmente encontradas nas amostras sanguíneas, as 
chamadas marcadores tumorais. 
Alguns marcadores são específicos para determinados tipos de câncer, enquanto outros são 
encontrados em vários tipos da doença. Um marcador bem conhecido para identificar o câncer 
de próstata é o PSA (antígeno prostático específico). Por outro lado, é possível, em alguns tipos 
de câncer, como o de mama, fazer exames que rastreiam as mutações ou as mudanças que 
tenham ocorrido no DNA da célula, os quais mostram o risco de desenvolvimento do câncer. 
Os genes conhecidos como BRCA1 e BRCA2 são exemplos de mutações relacionadas ao risco 
genético de câncer de mama e câncer de ovário. 
Fonte: adaptado de Lopes (2020). 
58
UNICESUMAR
O passo crucial para iniciar o isolamento do gene de interesse, a fim de estudar o câncer é utilizar uma enzima 
de restrição. Essas enzimas agem como uma tesoura, visto que reconhecem uma sequência de tamanhos de 
DNA de 4 a 8 pb (pares de bases). Uma particularidade do reconhecimento é a identificação das sequências 
palindrômicas, que podem ser lidas do mesmo modo em relação à frente e ao inverso (Figura 2).
Enzima Sequencia de reconhecimento
e clivagem
Padrão de clivagem Fonte
EcoRI
HindIII
BamHI
TaqI
AluI
HoeIII
BalI
Sou3AI
Escherichia coli R
Haemophilus in	uenzae Rd
Bacilus amyloliquefaciens H
Thermus aquaticus
Anthobacter luteus
Haemophicus aegypticus
Brevibacterium albidum
Staphylococcus aureus 3A
G-A-A-T-T-C
C-T-T-A-A-C
G
C-T-T-A-A
A-A-T-T-C
G
A-A-G-C-T-T
 T-T-C-G-A-A
A
T-T-C-G-A
A-G-C-T-T
A
G-G-A-T-C-C
C-C-T-A-G-G
G
C-C-T-A-G
G-A-T-C-C
G
T-C-G-A
A-G-C-T
T 
A-G-C
C-G-A
T 
A-G-C-T
T-C-G-A
A-G
T-C
C-T
G-A
G-G-C-C
C-C-G-G
G-G
C-C
 T-G-G-C-C-A
A-C-C-G-G-T
T-G-G
A-C-C
C-C-A
C-C
G-G
G-G-T
G-A-T-C
C-T-A-G C-T-A-G
G-A-T-C
Descrição da Imagem: na figura, estão distribuídas quatro colunas. Na primeira, à esquerda, estão os tipos de enzimas de restrição 
usualmente utilizados (EcoRI, Hind III, BamHI, TaqI, AluI, HaeIII, BalI, Sou3AI). A segunda coluna mostra a sequência de reconhecimento 
e clivagem de cada uma dessas enzimas. Já a terceira coluna ilustra os padrões de clivagem. As quatro primeiras enzimas e a última 
fazem cortes coesivos, enquanto AluI, HaeIII e BalI fazem cortes cegos. Por fim, na quarta coluna, são descritos os nomes dos organis-
mos extraídos de cada enzima. 
Figura 1 - Tipos de enzimas de restrição e os modos de identificação de sequências de clivagem / Fonte: Klug et al. (2010, p. 13).
59
UNIDADE 3
As maneiras de cortes das enzimas de restrição podem variar sob duas formas, pois nem sempre os cortes 
são efetuados de forma simétrica entre a dupla fita de DNA. Quando é feita de forma simétrica, não deixa 
pares de bases não pareados nas extremidades, formando pontas robustas ou extremidades cegas. No 
entanto, o corte também pode ser feito de forma assimétrica, deixando as extremidades da fita cortada 
de 2 a 4 nucleotídeos não pareados, apresentando extremidades chamadas de coesivas (Figura 1). 
O número de fragmentos disponíveis depois do corte efetuado pela enzima varia de acordo com o 
tamanho dele. Quando se tem a formação de sequências curtas, há um maior número de fragmentos. 
O contrário acontece quando as sequências são longas, visto que a quantidade é menor. Segundo Cox, 
Doudna e O´Donnell (2012), o tamanho do fragmento pode ser aumentado com o auxílio de uma 
endonuclease especial chamada “homing”, que reconhece e cliva as sequências muito mais longas (12 
a 40pb) (PIERCE, 2013; COX; DOUDNA; O´DONNELL, 2012).
Visto que vários fragmentos são produzidos depois da ação da endonuclease, o próximo objetivo é 
selecionar aquele de interesse, ou seja, o responsável por estar prejudicando o funcionamento normal 
da divisão das células. Dessa maneira, o próximo passo é identificar esses fragmentos dentre o conjunto 
de DNA (ALBERTS et al., 2017).
A eletroforese em gel é um método que auxilia na determinação das quantidades de fragmentos ge-
rados após a ação da enzima e no tamanho dos fragmentos. O princípio da ação dessa técnica é separar 
5´
3´
3´
5´
CLIVAGEM
EXTREMIDADE
“COESIVA”
5´
3´ EXTREMIDADE
“COESIVA”
3´
5´
G A A T T C
C T T A A
A A T T C
G
G
C T T A A
G
Descrição da Imagem: a figura mostra uma sequência de corte de uma enzima de restrição (EcoRI). Na horizontal, é mostrada uma 
dupla fita de DNA (a fita 5´- 3´ como a superior e a 3´- 5´como a inferior) no formato de traço na cor cinza. Na cor azul, são evidencia-
das as sequências de bases de corte pela enzima (EcoRI) por um contorno vermelho na forma de seta, delimitando a região do corte 
da enzima. Abaixo da imagem, por meio de uma seta na vertical e na cor preta, indica-se a representação da fita de DNA separada na 
região de corte pela enzima EcoRI. A clivagem acontece sobre as duas fitas de DNA, originando extremidades 5´ soltas, denominadas 
“extremidades coesivas”. É possível, ainda, observar que a sequência cortada representa palíndromos (GAATTC- CTTAAG). 
Figura 2 - Representação do sítio de clivagem feita pela enzima de restrição (EcoRI) de corte coesivo / Fonte: Watson et al. 
(2015, p. 7).
60
UNICESUMAR
moléculas com base no tamanho e na carga elétrica. Como o DNA contém o fosfato na constituição 
dos nucleotídeos e este carrega carga negativa, os fragmentos são separados apenas com base no tama-
nho, já que todos irão em direção à carga positiva (Figura 3) (PIERCE, 2013; ALBERTS et al., 2017).
Dessa forma, a técnica de eletroforese em gel se baseia na preparação de uma solução que tem como 
um dos constituintes principais a agarose ou poliacrilamida, que é preparada na consistência de um 
gel semelhante a uma gelatina dura. Ele se apresenta na forma de rede de tramas de poros microscó-
picos, em que, em uma das extremidades, são formados poços com pentes (colocados no gel antes da 
polimerização). É nesses poços que é aplicada a mistura dos fragmentos DNA que foram cortados. 
+
-
E
B
A
D
C
F
G
Tamanho menor
C A B C D E F G
Sítios de EcoRI ( )
+ +
B A
B
BA - -
Eletrodos
A
Cuba de eletroforese
Solução-tampão Fragmentos de DNA Gel de agarose
- +
Eletrodo
(cátodo)
Eletrodo
(ânodo)
-
Eletrodo
(cátodo)
+
Eletrodo
(ânodo)
Os fragmentos de 
DNA menores 
deslocam-se mais 
rápido ao longo do 
gel do que os 
fragmentos maiores
Descrição da Imagem: a figura é dividida em A, B e C. Em A, esquematiza-se uma cuba, recipiente em que são colocados um tampão 
e o gel de poliacrilamida. Na extremidade dela, há um fio de voltagem que é submetido a uma corrente elétrica. São mostrados os 
fragmentos de DNA aplicados na extremidade superior do gel, que se desloca para a extremidade positiva e inferior do gel. Em B, é 
mostrado o esquema do gel visto de cima, com poços ou canaletas representados como retângulos brancos. As setas mostram a di-
reção da partida dos fragmentos para os polos positivos do gel. Na imagem C, são evidenciados um esquema de DNA e os pontos de 
cortes da enzima de restrição EcoRI. Na parte inferior da figura C, há outro desenho que mostra os fragmentos no gel, os quais, após 
serem submetidos a uma corrente elétrica, separam-se e assumem posições diferentes, devido à diferença dos pesos moleculares, 
com disposição do maior para o menor na direção do polo positivo da cuba.
Figura 3 - Eletroforese em gel de poliacrilamida / Fonte: Watson et al. (2015, p. 7).
61
UNIDADE 3
Após a aplicação da mistura, o gel contido em uma cuba (estrutura que acomoda o gel junto a uma 
solução-tampão) é ligado a uma corrente elétrica. Nesse momento, inicia-se a movimentação dos 
fragmentos, que são separados pelo tamanho. Os mais curtos passam mais facilmente pela barreira 
do gel,migrando mais rapidamente em direção ao polo positivo, enquanto os fragmentos grandes e, 
por consequência, mais pesados apresentam maior resistência à migração (Figura 3) (PIERCE, 2013; 
ALBERTS et al., 2017).
Conheça a técnica de eletroforese em gel com apenas um clique no 
QR Code a seguir.
Após a finalização da eletroforese, ainda não é possível visualizar os fragmentos. O modo mais utilizado 
para torná-los visíveis é corar um gel com um corante específico que se associa ao DNA. O mais usado 
é o brometo de etídio, que age intercalando as bases de DNA e fluoresce em laranja, quando exposto 
à luz ultravioleta (Figura 4). 
Outra forma de visualização dos fragmentos é tratá-los com marcadores radioativos ou químicos 
antes de serem colocados no gel. Um exemplo é a incorporação de um radioisótopo 32P nos fosfatos 
das moléculas de DNA. Para visualizar os fragmentos marcados, é usada uma técnica chamada “au-
torradiografia”. Nela, um pedaço de filme de raio X é colocado em cima do gel. A radiação do DNA 
marcado expõe um filme fotográfico em uma câmera, que revela os fragmentos do gel como uma 
banda escura (PIERCE, 2013; ALBERTS et al., 2017).
REALIDADE
AUMENTADA
Técnica de Eletroforese em Gel
62
UNICESUMAR
Efetuadas todas etapas em que o DNA foi tratado com as enzimas de restrição, separado por eletro-
forese e visualizado em gel, ainda não é possível identificar exatamente a sequência específica. Para 
tanto, rotineiramente, é utilizada uma sonda com uma molécula de DNA ou RNA com sequência de 
bases complementares, a qual se ligará ao fragmento da sequência do gene de interesse, ou seja, ela terá 
exatamente a sequência de nucleotídeo do gene responsável pela alteração das condições de divisão 
da célula cancerígena a ser investigada (PIERCE, 2013; ALBERTS et al., 2017).
O uso de sondas necessita que os fragmentos de DNA separados na técnica de eletroforese sejam 
desnaturados, de modo que a dupla fita de DNA se separe. Após a desnaturação, os fragmentos são 
transferidos para um meio sólido (uma espécie de papel de nitrocelulose ou membrana de náilon). 
Essa técnica é conhecida como “transferência de Southern” (Southern blot). Após a transferência, o 
meio que contém os fragmentos é colocado em uma solução de hibridização que carrega as sondas. 
Para facilitar a visualização, quando a sonda se associa ao DNA específico de interesse, é marcada ra-
dioativamente. Finalizado o processo de complementação das sondas aos fragmentos, o meio sólido 
é lavado para remover qualquer sonda não ligada e, em seguida, parte-se para o processo de detecção 
por autorradiografia ou outro método (Figura 5) (PIERCE, 2013; ALBERTS et al., 2017).
Descrição da Imagem: na figura, mostra-se a revelação de géis de eletroforese. Foi utilizado o brometo de etídio, que se intercala nas 
bases de DNA. Na Figura 4 (a), os fragmentos revelados são fluorescentes, em laranja, quando expostos à luz ultravioleta. Na Figura (b), 
o gel revela que os fragmentos menores migram mais rapidamente e mais longe do que os maiores. 
Figura 4 (a) – Fragmentos fluorescentes; (b) – Gel mostrando a migração dos fragmentos menores / Fonte: Klug et al. (2010, p. 13).
63
UNIDADE 3
1. Amostras de DNA cortadas com enzima 
de restrição são aplicadas em gel de agarose 
para eletroforese.
- Canaleta 1: Marcadores radioativos de tamanho
- Canaleta 2: DNA cortado com enzima de restrição A
- Canaleta 3: DNA cortado com a enzima de restrição B.
2. DNA é separado por eletroforese;
DNA é desnaturado
Gel é colocado
sobre mecha
de esponja
1 2 3
3. O �ltro de ligação ao DNA, as toalhas de 
papel e o peso são colocados sobre o gel, o 
tampão atravessa a esponja por ação capilar, 
transferindo o fragmento de DNA ao �ltro.
- Peso
-Tolhas de papel
-Gel 
- Mecha (esponja)
-Tampão.
4. Após a desnaturação do DNA, o �ltro é colocado no saco selado termicamente com solução 
que contém a sonda marcada; a sonda hibridizada com as sequencias complementares
5. O �ltro é lavado para remover a 
sonda não ligada, depois é secado;
o �lme de raio X é aplicado para a 
autorradiogra�a
-Autorradiogra�a
Coloque o �lme de raio 
x sobre o �ltro
Autorradiogra�a: todos os marcadores 
de tamanho se mostram porque são 
radioativos; nas canaletas 2 e 3 
somente as bandas que hibridizam 
com a sonda são visíveis
Sonda radioativa
1 2 3
1 2 3
Descrição da Imagem: na figura, é representada uma série de figuras que demonstram as etapas para identificação de fragmentos 
específicos pela técnica de transferência de Southern. Representando a etapa 1 e a etapa 2, é mostrado o processo de eletroforese. Nele, 
o gel é aplicado nos fragmentos resultantes da ação da enzima de restrição e há outro gel (etapa 2) com os fragmentos em posições 
diferentes após a corrida. Na etapa 3, é evidenciada a técnica de Southern. Nela, é prensado e transfere os fragmentos para a membra-
na de nitrocelulose. Na etapa 4, a membrana com os fragmentos transferidos é colocada em um saco plástico vedado contendo uma 
solução com a sonda radioativa. Na etapa 5, a membrana é lavada para retirar as sondas não ligadas e, posteriormente, são revelados 
os fragmentos específicos com traços, após colocar um filme de raio X sobre a membrana. 
Figura 5 - Identificação de fragmentos específicos pela técnica de transferência de Southern (Southern blot) / Fonte: Klug et 
al. (2010, p. 13).
64
UNICESUMAR
Findada a identificação do gene de interesse pelas sondas, para prosseguir com um estudo detalhado 
da estrutura e da função desse gene, será necessária a cópia de grandes quantidades do gene individual 
purificado. Para isso, é disponível uma variedade de técnicas que permitem preparar grande número de 
moléculas de DNA idênticos. Um mecanismo muito utilizado é a inserção dos fragmentos do DNA de 
interesse em vetores de clonagem. Esses vetores serão capazes de replicar o DNA inserido. Segundo Nel-
son e Cox (2014), são considerados três vetores populares de clonagem que utilizam a E. coli e leveduras: 
plasmídeos, cromossomos artificiais de bactérias e cromossomos artificiais de leveduras (Figura 6).
A origem de uma sonda depende do que se conhece sobre o gene que está sendo investigado. 
Às vezes, pode ser utilizado um gene homólogo clonado de outra espécie, o qual permite cons-
truir uma sonda adequada. Outro modo utilizado é purificar o produto proteico de um gene e 
criar sondas trabalhando de trás para frente, a partir da sequência de aminoácidos, deduzindo 
a sequência de DNA que o codificaria. Atualmente, os pesquisadores obtêm informações da 
sequência do DNA a partir das bases de dados de sequências que detalham a estrutura de 
milhões de genes de uma gama de organismos. 
Fonte: adaptado de Nelson e Cox (2014).
Descrição da Imagem: a figura representa os vetores plasmidiais usados para clonar DNA, os quais são mostrados em amarelo por 
uma fotomicrografia eletrônica de coloração acentuada. Estão dispostas várias moléculas de plasmídeos circulares isoladas de E. coli. 
Figura 6 - Vetores plasmidiais / Fonte: Klug et al. (2010, p. 13).
65
UNIDADE 3
Os vetores, para os pesquisadores, seriam como o combustível de um carro, que faz o 
transporte. Por outro lado, o gene inserido, o carona, presente no interior do carro, utiliza o 
combustível para deslocamento. O gene que utiliza o combustível seria o metabolismo do 
vetor para se multiplicar. Os vetores de clonagem oferecem várias alternativas de estudo, 
dependendo do objetivo do pesquisador, que pode variar entre a identificação da sequência 
de nucleotídeos do DNA de interesse, a observação da expressão gênica para purificação de 
proteínas, os efeitos da mutação ou a criação de vários tipos de alterações genéticas (COX; 
DOUDNA; O´DONNELL, 2012).
No início desta unidade, descrevi a importância de se estudar os genes envolvidos nos 
processos de divisão celular para melhor entender as ações das células cancerígenas, visto 
que, compreendendo a ação desses genes, seria possível desenvolver produtos ou técnicaspara inibir a divisão descontrolada que o gene pode estar envolvido. Diante disso, o intuito 
do uso do vetor é reproduzir várias cópias do gene e estudar os efeitos da mutação para, 
posteriormente, adequar-se e desenvolver algo que a venha agir de maneira a impedir o 
progresso da perpetuação da célula mutada.
O plasmídeo, um dos vetores utilizados para reproduzir cópias do DNA de interesse, está 
presente no interior de bactérias. Trata-se de moléculas circulares de DNA bacteriano que 
se encontram fora do DNA cromossomal. Para as bactérias, as sequências de gene contidos 
nesse DNA plasmidial conferem a elas algumas funções, como a resistência a antibióticos. 
Outra possibilidade é elas apresentarem características que permitem a colonização de 
células hospedeiras sem serem prejudicadas. No laboratório, esses plasmídeos são modi-
ficados a partir da retirada de porções desnecessárias de plasmídeos naturais, a fim de que 
sejam utilizados como vetores no interior de bactérias. Assim, toda vez que a bactéria se 
reproduzir, serão formadas novas cópias do DNA inserido no plasmídeo (COX; DOUDNA; 
O´DONNELL, 2012; NELSON; COX, 2014).
Para prosseguir a cópia de segmentos gênicos específicos, como o gene de interesse iso-
lado, é utilizada, primeiro, uma das enzimas já citadas, as endonucleases de restrição. Elas 
serão utilizadas para cortar tanto a sequência de DNA que será alvo da clonagem quanto o 
DNA plasmidial. Após submeter a digestão pela enzima de restrição, os DNAs citados são 
colocados em contato com outra enzima, o DNA ligase, que será o responsável por ligar os 
fragmentos cortados que se deseja clonar com as regiões dos espaços deixados pelos cortes 
feitos pela endonuclease no DNA plasmidial. Posteriormente, eles são transferidos do vetor 
recombinado para o interior de um hospedeiro, no caso, a bactéria (Figura 7). 
O processo de transferência é chamado de transformação. Ele pode ocorrer naturalmente 
quando as bactérias captam os plasmídeos modificados ou sinteticamente, quando tratados 
com cloreto de cálcio e choques térmicos ou pulsos de alta voltagem, os quais induzem a 
entrada do plasmídeo. No interior da bactéria, o plasmídeo alterado terá a maquinaria enzi-
mática completa para fazer a replicação do DNA de interesse (Figura 7) (COX; DOUDNA; 
O´DONNELL, 2012; NELSON; COX, 2014; LODISH et al., 2014). 
66
UNICESUMAR
DNA
hospedeiro
4 O DNA é introduzido
na célula hospedeira
5
Vetor
recombinante
DNA Girase
3
2
Cromossomo
eucariótico
Os fragmentos de DNA de 
interesse é obtido pela clivagem 
dos cromossomos com uma 
endonuclease de restrição
A propagação (clonagem) da 
célula transformada produz 
várias cópias do DNA 
recombinante.
O vetor de 
clonagem é 
clivado pela 
endonuclease 
de restrição
1
Vetor de
clonagem
(plasmídeos)
Os fragmentos são 
ligados aos vetores de 
clonagem preparados
Descrição da Imagem: a figura representa as etapas de inserção do fragmento do DNA específico ao vetor plasmidial. Observa-se o 
vetor de clonagem (plasmídeo totalmente na cor amarela) e o cromossomo eucariótico (emaranhado de fios azuis com uma pequena 
extremidade em vermelho) com a sequência de interesse destacada em vermelho. Tanto o vetor de clonagem quanto o DNA eucariótico 
são tratados com a enzima de restrição. Posteriormente, a enzima DNA ligase associa o fragmento de interesse (fragmento vermelho) 
ao vetor plasmidial. Em seguida, o vetor recombinante (na cor amarela, com parte de um fragmento em vermelho) é inserido na célula 
hospedeira, neste caso, uma bactéria. É mostrada a propagação da célula bacteriana transformada replicando os vetores recombi-
nantes inseridos. 
Figura 7 - Inserção do fragmento do DNA específico no vetor plasmidial / Fonte: Nelson e Cox (2019, p. 304).
67
UNIDADE 3
Depois de vários ciclos de reprodução é, então, feita a seleção das células hospedeiras que contêm o DNA 
recombinante. Essa seleção pode ser realizada a partir das características do próprio vetor, que carrega 
marcadores de seleção. Os marcadores são genes que se expressam quando submetidos às condições con-
troladas. Portanto, as células que contêm o vetor são selecionadas nesse meio. Outra maneira de detectar 
os vetores modificados após sucessivas replicações é por meio do uso de sondas de hibridização. Essas 
sondas radioativas, depois de se ligarem ao DNA de interesse, são visualizadas na autorradiografia das 
colônias de bactérias marcadas (Figura 8) (NELSON; COX, 2014; COX; DOUDNA; O´DONNELL, 2012).
Descrição da Imagem:trata-se de uma representação do processo de identificação das colônias de bactérias por meio de sondas que 
foram inseridas no fragmento de interesse. 1- Para a identificação dos fragmentos de interesse, é colocado um filtro (papel) sobre a 
placa de Petri contendo as bactérias (pontos representados em azul, dispersos no meio de cultura de cor laranja) que foram transfor-
madas. 2- Após a transferência das colônias ao filtro, 3- Ele é colocado em um saco fechado, em que foi vertido o conteúdo de um tubo 
de ensaio contendo a solução com as sondas (uma solução laranja com pontos pequenos na cor azul) de hibridização. 4- Em seguida, 
o filtro é lavado para retirar as sondas não hibridizadas e é colocado sobre ele um filme de raio X para a autorradiografia. 5- Mostra-se 
uma colônia da placa original que reagiu positivamente com a sonda, fazendo a indicação com uma ponteira (um cabo alongado marrom 
com uma ponta fina azul). 6- Depois, é exposto um recipiente com um meio nutritivo (Erlenmeyer com solução nutritiva laranja em seu 
interior), em que é colocada a colônia que hibridiza com a sonda que será analisada.
Figura 8 - Identificação das colônias de bactérias por sondas / Fonte: Klug et al. (2010, p. 13).
1. As colônias das bibliotecas 
são cobertas por �ltro de 
ligação ao DNA
2. As colônias são transferidas 
ao �ltro depois são lisadas, e o 
DNA é desnaturado
3. O �ltro é colocado em um saco 
selado termicamente, com uma 
solução que contém a sonda marcada; 
essa sonda é hibridizada com o DNA 
desnaturado das colônias
4. O �ltro é lavado para remover o 
excesso de sonda, depois secado; 
o �lme de raiox é colocado sobre o 
�ltro para a autorradiogra�a
Filme
5. Usando a placa original, são 
selecionadas as células da colônia 
que hibridizou com a sonda
6. As células são transferidas a um 
meio nutritivo para multiplicação e 
posterior análise
Hibridização da 
sonda com uma 
colônia da placa 
original é indicada 
por um ponto no 
�lme de raio X
68
UNICESUMAR
Há alguns marcadores selecionáveis que são introduzidos no plasmídeo junto ao DNA a ser clonado. 
São chamados de marcadores de rastreamento e nada mais são do que um gene que codifica para uma 
proteína, que faz com que a célula produza uma molécula colorida ou fluorescente. Um tipo muito 
utilizado é o gene lacZ, introduzido ao plasmídeo junto ao DNA a ser clonado. A identificação se deve 
à expressão ou não. Quando não ocorre a inserção do DNA de interesse, o gene lacZ é ativo e produz 
ß- Galactosidase, que mostra as bactérias na colônia em uma coloração azul. No entanto, quando um 
DNA exógeno é inserido junto ao lacZ, ele perturba a ação de lacZ, que não produz ß- Galactosidade, 
permanecendo branca a cultura (Figura 9) (PIERCE, 2014).
A
B
Sítio de policlonagem
Gene lacZ
Resistência
à ampicilina
3´
3´5´
5´
Gene
lacZ
Gene
lacZ
Resistência
à ampicilina
5´ 3´
DNA a ser clonado 
clivado com a mesma 
enzima de restrição
Inserção de DNA 
causa a interrupção 
do gene lacZ
Gene
lacZ
Gene
lacZ
Resistência
à ampicilina
Plasmídeo recombinante 
não pode metabolizar Xgal 
e formará colônia branca
Corte no sítio de policlonagem 
com enzima de restrição
Gene lacZ intacto do 
plasmídeo pUC18 pode 
metabolizar Xgal e 
formará colônia azul
Descrição da Imagem: trata-se de uma representação do vetor plasmidial pUC18 com um marcador selecionável lacZ. Na Figura 9 (a), 
temos três vetores. À esquerda, temos um vetor plasmídeo azul com dois fragmentos na cor roxa,um representando a parte do gene 
que proporciona a resistência à ampicilina, e outra parte indicando o gene lacZ. Ele não é não associado com o fragmento de interesse. 
Dessa forma, o lacZ ficou intacto e formará colônia de bactérias com a coloração azul. O plasmídeo representado no centro demonstra 
o local do gene lacZ (uma parte do fragmento roxo retirado), que corresponde ao corte da enzima de restrição e, consequentemente, 
à área que se ligará ao fragmento específico (na cor laranja e cortado com a mesma enzima de restrição). O plasmídeo da extremidade 
direita (com a cor azul, mesclando duas regiões na cor roxa), mostra o fragmento de interesse ligado ao lacZ, o que causa a interrupção, 
impedindo o plasmídeo de metabolizar o composto Xgal. Isso desencadeia a cor azul. Dessa forma, as colônias, com o fragmento, são 
vistas com a coloração branca. Na Figura 9 (b), há uma placa de Petri com as colônias bacterianas azul e branca (representadas por 
pontos em um meio de cultura transparente opaca), ou seja, sem e com o fragmento de interesse, respectivamente. 
Figura 9 (a) – Três vetores; (b) - Placa de Petri com as colônias bacterianas / Fonte: Klug et al. (2010, p. 13).
69
UNIDADE 3
Os plasmídeos não são os únicos vetores de clonagem. Outros, 
como os vírus que atacam bactérias, chamados de bacteriofágos, 
também são frequentemente utilizados, assim como cromossomos 
bacterianos artificiais (BACs) e cromossomos artificiais de leve-
duras (YACs). Tais vetores apresentam uma característica muito 
importante não encontrada nos plasmídeos de bactérias, que é a 
capacidade de clonar segmentos muito longos de DNA. 
Essa característica é vista como uma das limitações dos plas-
mídeos, que podem carregar apenas DNA com menos de 15Kb de 
tamanho, sendo instáveis quando introduzidos tamanhos maiores 
(Figura 10) (PIERCE, 2013; NELSON; COX, 2014). Além disso, o 
DNA clonado em YAC pode ser alterado para se estudar a função 
de sequências especializadas no metabolismo dos cromossomos, 
os mecanismos de regulação e expressão gênica e outros problemas 
da biologia eucariótica (COX; DOUDNA; O´DONNELL, 2012). 
70
UNICESUMAR
Sítio de clonagem
(com lacZ)
Genes par de
plasmídeo F
CmR
Vetor
BAC
Ori
Endonuclease
de restrição
Grande fragmento de DNA 
exógeno com extremidade 
coesivas apropriadas
DNA-ligase
BAC
recombinante
Eletroporação
As colônias contendo BAC recombinantes são brancas
Ágar contendo clorofenicol e 
substrato para β- galactose
Seleção de células resistentes
a clorofenicol
Gene lacZ (vermelho)
interrompido; nenhuma
�-galactosidade produzida
Descrição da Imagem: a figura representa o processo de recombinação de um grande fragmento que pode ser inserido em vetores 
artificiais de bactérias (BAC). É mostrado que o vetor BAC contém o sítio de clonagem com lacZ (plasmídeo colorido com diferentes 
cores, em que parte é a sequência lacZ, representada por um fragmento vermelho) e, após ser submetido ao tratamento com a enzima 
de restrição e DNA ligase, é possível fazer a associação desse grande fragmento de DNA (fita azul com as extremidades na cor verme-
lha, representando a parte que se ligará ao vetor) a ele. Em seguida, há uma bactéria com o vetor recombinante (plasmídeo em cinza 
contendo o fragmento azul com as pontas vermelhas inseridas) no interior, conseguido pelo processo de eletroporação. Por último, é 
representada uma placa de Petri com solução nutritiva (cor laranja) e as colônias (pontos) que se associaram ao fragmento (pontos na 
cor branca) e que não se associaram (pontos na cor azul). 
Figura 10 - Vetor de clonagem do tipo BAC / Fonte: Nelson e Cox (2019, p. 309).
71
UNIDADE 3
As ferramentas apresentadas são as bases para a expansão de outras metodologias da biologia molecular 
que ajudam a entender e a encontrar modos de interferir nos problemas que anseiam a humanidade. 
Aos poucos, são publicadas, por pesquisadores de todo o mundo, ferramentas que têm a capacidade 
de alterar o material genético para condições desejáveis ou desenvolver medicamentos que inativam 
ou impedem a ação de genes não favoráveis. O intuito é desenvolver algum produto ou técnica capaz 
de alterar as células cancerígenas.
Emilly Mullin (2019), em uma reportagem concedida à revista One Zero, explica que a grande maio-
ria dos medicamentos existentes são para tratar apenas os sintomas da doença, e não a causa. Assim, 
apresenta uma tecnologia que vai muito além do simples tratamento de doenças e mostra uma técnica 
capaz de editar genes, o que permite que os cientistas ajustem o DNA e promovam curas definitivas 
em um futuro não muito distante. 
A técnica descrita na reportagem se refere ao CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Pa-
lindromic Repeats), uma poderosa ferramenta de edição de genes que pode revolucionar a medicina. 
O primeiro estudo publicado sobre o CRISPR foi em 2013. Nele, cientistas apresentaram a capacidade 
da técnica de cortar e colar o DNA em células humanas vivas in vitro em um laboratório (Figura 11). 
Atualmente, algumas empresas de biotecnologia dos Estados Unidos, Alemanha e China estão testando 
essa ideia em pacientes humanos.
Muitas possibilidades foram trazidas com o avanço das tecnologias 
desenvolvidas da biologia molecular. Uma reportagem publicada pela 
revista Superinteressante em março de 2020 mostra um novo exame 
de sangue que pode detectar até 50 tipos de câncer. 
Para acessar, use seu leitor de QR Code.
https://apigame.unicesumar.edu.br/qrcode/10920
72
UNICESUMAR
 De forma geral, o maior benefício do CRISPR é a possibilidade de retirar fragmentos errados do 
DNA ou alterar os genes não funcionais ou com problemas de expressão. Há relatos de que, nos 
primeiros testes dessa técnica, os profissionais buscaram trocar genes não funcionais por novos. 
No entanto, na prática, sabe-se que é uma tarefa minuciosa e, provavelmente, só será validada após 
serem feitos testes em animais.
enzima Cas9
RNA guia
CLIVAGEM
Fita de DNA
CLIVAGEM
reparação
inserção
Descrição da Imagem: a imagem representa a técnica de CRISPR. Nela, são feitos cortes (indicados por duas setas na cor rosa) em 
regiões específicas do DNA (dupla fita de DNA representado pela cor azul na direção horizontal) e a inserção de sequências de interes-
se. O RNA guia (representado pela cor laranja) se associa à fita dupla de DNA (dupla fita na cor azul) juntamente com a enzima Cas9 
(estrutura em cinza que recobre toda a parte do DNA a ser clivado juntamente com o RNA guia). A enzima (Cas9), direcionada pelo 
RNA guia, provoca o corte (duas setas rosas) em uma parte específica da dupla fita de DNA. Em seguida, é mostrado o DNA (dupla fita 
azul na direção horizontal) cortado e separadas as duplas fitas. Logo abaixo, está representado o DNA reparado e inserido o gene de 
interesse em verde.
Figura 11 - Técnica de CRISPR
73
UNIDADE 3
Outra técnica proveniente das bases da biologia molecular é o desenvolvimento de vacinas que agem 
diretamente no DNA, também conhecidas como vacinas gênicas. São fragmentos, normalmente, uma 
proteína de microorganismo, que desencadeia, no organismo humano, a resposta imunológica prote-
tora. Nesse caso, o indivíduo não recebe a vacina pronta, mas apenas a mensagem de produção. Assim, 
o próprio DNA passa a produzir a vacina no organismo. O imunoterápico de DNA está sendo usado 
em um estudo clínico com pacientes acometidos pelos cânceres de cabeça e de pescoço, e tem apre-
sentado respostas contra determinadas infecções e alguns tipos de tumores (VASCONCELOS, 2006).
Para o sucesso da terapia de ambas as técnicas apresentadas, é essencial a produção do material 
genético. Em relação ao CRISPR, é necessário produzir um RNA guia que se ligará ao DNA de forma 
complementar e, junto a ele, uma proteína que auxiliará na quebra das fitas de DNA para, então, pos-
teriormente, ligar o gene funcional correto. No que diz respeito à imunoterapia de DNA, é essencial a 
produção da proteína recombinante com grau de pureza que atenda às exigênciasdos órgãos regula-
dores. Para desenvolver esses processos, são importantes as técnicas básicas da biologia molecular e o 
conhecimento do funcionamento das endonucleases de restrição, das enzimas de ligação, da revelação, 
da transferência, da identificação de fragmentos específicos e da amplificação. 
As técnicas da biologia molecular abriram espaço para o estudo e 
o desenvolvimento de outras metodologias. Uma delas é o CRISPR, 
técnica capaz de modificar o funcionamento do DNA, pois, por meio 
dela, é possível editá-lo. Acompanhe o vídeo disposto no QR Code a 
seguir para conhecer como essa técnica surgiu e as possibilidades 
que ela poderá trazer para o futuro.
Para acessar, use seu leitor de QR Code.
https://apigame.unicesumar.edu.br/qrcode/10921
74
UNICESUMAR
As tecnologias da biologia molecular apresentadas nesta unidade representam uma das ferramentas de 
maior potencial para a realização de pesquisas na área médica, tanto em nível clínico quanto epidemio-
lógico, e para a possibilidade de aplicação dessas ferramentas na investigação, identificação, prevenção 
e alteração da manifestação de um número amplo de doenças. Em consequência, um grande interesse 
é despertado nessa área e é observado um número cada vez maior de profissionais da área de saúde 
motivados em aprofundar os conhecimentos e produção científica.
Provavelmente, você terá a oportunidade de fazer parte dessa busca do melhoramento da vida 
humana com o uso das técnicas de biologia molecular e terá condições de iniciar a sua interpretação 
a partir daqui. Com os conhecimentos adquiridos nesta unidade, você será capaz de entender que os 
princípios da biologia molecular te auxiliarão na trajetória, a fim de encontrar uma possibilidade de 
cura para doenças. Apesar de saber que ainda não há uma resposta definitiva para muitas pesquisas 
diante dos vários testes realizados, uma vez que muitas questões éticas devem ser levadas em conside-
ração, o importante, neste primeiro momento, é entender que existem maneiras de fazer investigação. 
Apesar das questões éticas envolvidas, toda vez que uma nova téc-
nica da biologia molecular é utilizada para transformar, criar ou con-
sertar moléculas, vários benefícios trazidos com o uso são marcados 
ao longo dos anos e modificam vidas, preservando e oferecendo 
condições melhores. Vários exemplos já foram citados no decorrer 
desta unidade, como as vacinas, os remédios, as plantas e os ani-
mais. No podcast desta unidade, você conhecerá a primeira droga 
do mundo fabricada a partir da tecnologia do DNA recombinante. 
Aperte o play que a história vai começar!
https://apigame.unicesumar.edu.br/qrcode/9063
75
Vamos sintetizar o que você aprendeu nesta unidade? A seguir, é representado um mapa conceitual 
dos principais tópicos abordados sobre a tecnologia de manipulação do DNA. Siga as informações 
descritas em cada um dos balões e preencha os que estão vazios com a descrição correta.
Componentes comerciais provindos 
do auxilio das ferramentas da biologia 
molecular;
Ferramenta promissora 
para edição de genes;
O gel é pressionado sob um 
membrana de nitrocelulose,
faz-se a desnaturação do DNA
e a membrana é colocada em
contato com a sonda;
Técnica de visualização dos 
fragmentos de acordo com
seu tamanho;
TECNOLOGIA DA 
MANIPULAÇÃO
DO DNA
Fragmentos menores se 
locomovem mais rápido
que os maiores;
Identi�cação de fragmentos 
especí�cos por sondas.
Enzima que corta 
sequências 
especí�cas de DNA;
É uma defesa contra 
vírus para as Bactérias;
Ligam 
sequências de 
DNA especí�cas 
em Vetores;
Tipos de vetores de
ampli�cação de DNA; Multiplicam 
sequências de 
interesse
76
1. As tecnologias para manipular o DNA são aplicadas na biologia para a produção de novas 
técnicas, materiais e compostos de uso farmacêutico, médico e agrícola, por exemplo. 
Em relação às tecnologias para manipular o DNA, assinale a alternativa correta:
a) A tecnologia de manipulação do DNA se baseia na troca de pedaços de genes entre 
organismos de mesma espécie, formando um ser recombinante.
b) Todos os vetores utilizados para amplificação de DNA de interesse são capazes de 
carregar sequências de tamanhos variados.
c) As enzimas de restrição são especializadas em cortar fragmentos de DNA em sítios 
aleatórios da molécula.
d) Dependendo do tipo, as enzimas de restrição podem efetuar dois tipos de cortes. 
Quando o corte é efetuado de forma simétrica entre a dupla fita de DNA, não deixa 
pares de bases não pareados nas extremidades, formando pontas robustas ou ex-
tremidades cegas.
e) Plasmídeos são moléculas circulares de DNA com função desconhecida, presentes no 
material genético de algumas bactérias.
77
2. A biologia molecular é a área da ciência que envolve o estudo e a manipulação das 
moléculas que constituem o material genético dos organismos. Os avanços desse 
estudo se iniciaram após o auge da identificação da estrutura e da função do ácido 
desoxirribonucléico (DNA).
Em relação às ferramentas de manipulação do material genético, associe corretamente 
as colunas a seguir:
Coluna I
a) Enzima de restrição
b) Plasmídio
c) Vetor
d) Eletroforese
Coluna II
 ) ( Tem propriedade de cortar o DNA em pontos específicos. Foi identificada pela primeira 
vez em células bacterianas, tendo como papel biológico natural protegê-las contra 
os vírus.
 ) ( Moléculas circulares duplas de DNA capazes de se reproduzir independentemente 
do DNA cromossômico. Ocorrem geralmente em bactérias.
 ) ( Técnica usada para separar fragmentos de DNA de acordo com o tamanho. As amos-
tras de DNA são submetidas a uma corrente elétrica, separando fragmentos DNA que 
se movem na direção do eletrodo positivo.
 ) ( Organismos que têm as condições necessárias para clonagem molecular das molécu-
las de DNA. São capazes de formar centenas de cópias da informação genética que 
neles foi inserida. Diferem-se quanto ao tamanho de fragmentos que podem replicar.
Assinale a sequência correta:
a) A-C-D-B.
b) C-A-D-B.
c) B-C-D-A.
d) D-A-B-C.
e) A-B-D-C.
78
3. Em um experimento, um pesquisador deseja isolar dois fragmentos de interesse de 
igual tamanho, correspondente a um gene identificado por ele por A e a. Para isso, ele 
utilizou uma enzima de restrição capaz de clivar (cortar) o segmento de DNA que corres-
ponde ao gene A em duas partes de diferentes tamanhos, medidos em pares de bases 
(pb). Todavia, a mesma enzima não foi capaz de clivar o segmento de DNA do gene a.
Ele utilizou células de três indivíduos (1, 2 e 3) e obteve o trecho de DNA que corres-
ponde ao gene citado. Tais sequências foram misturadas com a enzima de restrição e, 
após o procedimento, o material foi submetido a uma eletroforese em gel de agarose. O 
resultado da digestão revelado pela eletroforese é representado no esquema a seguir. 
As faixas claras horizontais representam o tamanho dos fragmentos do DNA obtido.
Com base nos resultados, analise as afirmativas a seguir:
I) Provavelmente o indivíduo 01 tem apenas o gene a, visto que é mais pesado e se 
localiza no gel na extremidade próxima do polo negativo.
II) O indivíduo 02 possui duas cópias do gene a.
III) O indivíduo 03 possui um gene a e um gene A.
IV) O indivíduo 03 possui um gene a, clivado, posicionado entre os pesos de 400pb e 
300pb, e um alelo A com aproximadamente 700pb.
V) O gene A, quando clivado, origina dois fragmentos com cerca de 700pb.
VI) O gene A, após ser clivado, possui um tamanho de, aproximadamente, 400pb e 300pb.
VII) Os fragmentos maiores do gene A ficam mais próximos do pólo positivo.
É correto o que se afirma em:
a) I, II, III, IV, VI e VII.
b) I, II, V e VII.
c) I, II, III, IV e VI.
d) III, IV, V e VII.
e) I, III e VI.
79
4. Os marcadores moleculares são utilizados para detecção da localização e identificação 
de compostos orgânicos, tais como ácidos nucleicos e proteínas. O uso deles permite o 
monitoramento de processos biológicos. Em geral, são produzidos laboratorialmente 
e amplamente utilizados empesquisas da área da biologia molecular. 
Sobre os marcadores moleculares utilizados para rastrear informações de interesse, 
assinale a alternativa correta:
a) Um marcador de rastreabilidade utilizado na técnica de Southern blot são as sondas. 
Elas são constituídas por duas estruturas: uma biologicamente ativa, responsável por 
se ligar a uma molécula de interesse, e outra porção contendo um grupo funcional 
fluorescente responsável pela emissão luminosa.
b) As sondas se referem a um fragmento de RNA de cadeia dupla que é muito utilizado 
como marcador de rastreabilidade usado na técnica de Southern blot.
c) As sondas se referem a um fragmento de DNA de cadeia dupla que é muito utilizado 
como um marcador de rastreabilidade na identificação de bactérias transformadas.
d) O LacZ é uma sonda de rastreabilidade que emite coloração azul quando é detectada 
a associação do gene de interesse.
e) Um marcador de rastreabilidade utilizado em culturas de bactérias transformadas 
é o Southern blot, que representa as sondas que contêm uma porção fluorescente, 
responsável pela emissão luminosa.
80
5. A empresa Editas Medicine, em parceira com a farmacêutica Allergan, anunciou, em 
julho de 2019, que, em breve, testarão o CRISPR em pacientes com uma forma heredi-
tária de cegueira chamada “amaurose congênita de Leber”, um tipo de perda de visão 
que começa na primeira infância. Essa enfermidade se deve a uma mutação no gene 
CEP290, que faz com que os fotorreceptores (células sensoriais à luz e que possibilitam 
a visão) se deteriorem com o tempo. 
MULLIN, E. Scientists are using CRISPR in attempts to restore vision, cure blood disor-
ders, and more. OneZero, 2 ago. 2019. Disponível em: https://onezero.medium.com/
scientists-are-using-crispr-in-attempts-to-restore-vision-cure-blood-disorders-and-mo-
re-860e4be91fd9. Acesso em: 19 nov. 2021.
Considerando as informações apresentadas, avalie as asserções a seguir e a relação 
proposta entre elas:
Acredita-se que técnica de CRISPR reparará os fotorreceptores restantes e restaurará 
a visão.
PORQUE
É uma ferramenta capaz de fazer a edição de genes, cortando os fotorreceptores res-
tantes e substituindo por novos, sem a mutação.
Assinale a alternativa correta:
a) As duas asserções são proposições verdadeiras, e a segunda é uma justificativa correta 
da primeira.
b) As duas asserções são proposições verdadeiras, mas a segunda não é uma justificativa 
correta da primeira.
c) A primeira asserção é uma proposição verdadeira, e a segunda, uma proposição falsa.
d) A primeira asserção é uma proposição falsa, e a segunda, uma proposição verdadeira.
e) Tanto a primeira quanto a segunda asserção são proposições falsas.
https://onezero.medium.com/scientists-are-using-crispr-in-attempts-to-restore-vision-cure-blood-disorders-and-more-860e4be91fd9
https://onezero.medium.com/scientists-are-using-crispr-in-attempts-to-restore-vision-cure-blood-disorders-and-more-860e4be91fd9
https://onezero.medium.com/scientists-are-using-crispr-in-attempts-to-restore-vision-cure-blood-disorders-and-more-860e4be91fd9
https://onezero.medium.com/scientists-are-using-crispr-in-attempts-to-restore-vision-cure-blood-disorders-and-more-860e4be91fd9
4
Nesta unidade, você terá a oportunidade de conhecer mais uma 
metodologia da biologia molecular. Ela é capaz de amplificar as se-
quências gênicas de interesse. Trata-se da PCR (reação em cadeia de 
polimerase). Assim, você compreenderá como a PCR é desenvolvida, 
entenderá as vantagens e as desvantagens dela, além dos tipos de 
variações da PCR e as aplicações nas análises forenses.
Reação em cadeia 
da polimerase e suas 
aplicações
Dra. Ana Luisa Monezi Lucena
82
UNICESUMAR
Em 26 de fevereiro de 2020, foi registrado o primeiro caso de Covid-19 em território nacional. O 
registro foi de um homem de 61 anos que mora no estado de São Paulo. No entanto, na ocasião, foi 
informado que ele havia estado na Itália, país no qual já tinham sido identificados mais de 100 casos 
do vírus (SARS- CoV-2). Passados dez meses do primeiro infectado no Brasil, além de muitos afetados, 
foi encontrada uma nova variante do vírus, a chamada B.1.1.7, já identificada em mais de 17 países e 
considerada 56% mais contagiosa.
Você já pensou na forma como é detectado o vírus da Covid-19? Será que os testes disponíveis são 
eficazes para a verificação da nova variante? Será que existe alguma tecnologia da biologia molecular 
considerada padrão-ouro para o diagnóstico da Covid-19? Nesta unidade, você compreenderá algumas 
tecnologias da biologia molecular e as aplicabilidades delas.
Segundo a Associação Brasileira de Medicina Diagnóstica (ABRAMED), devido ao aumento de 
casos da Covid-19 e das mortes, a procura por testes para detectar o vírus na rede particular de saúde, 
no Brasil, tem aumentado continuamente desde dezembro de 2020 (MEDICINA..., 2021). De acordo 
com especialistas, a procura pelos testes foi alta devido aos avanços dos casos e das festas de fim de 
ano e feriados nacionais. 
Renata Pires (2020) relata a importância da busca por testes, tendo em vista vez que, no momento, 
a pandemia deflagrada pela Covid-19 continua avançando no Brasil e no mundo. Assim, o diagnóstico 
preciso e correto é fundamental para propor quaisquer medidas relacionadas à prevenção e ao prognóstico 
da infecção. Além do mais, a Organização Mundial da Saúde (OMS, 2021, on-line)¹ orienta a relevância 
da realização em larga escala de exames, combinado com o isolamento social. Esse é o caminho ideal para 
proteger a população da pandemia, evitando, assim, a disseminação em massa da doença. 
Diante das informações citadas e que estão vinculadas ao nosso cotidiano e ao profissional biomé-
dico, é importante que você, enquanto futuro(a) profissional, compreenda como é feita a detecção de 
doenças a partir do uso das técnicas de biologia molecular, já que é fundamental para o crescimento 
da sua qualidade profissional. Essas metodologias são rotineiramente utilizadas em laboratórios que, 
futuramente, poderão ser o seu ambiente de trabalho.
De acordo com Ministério da Saúde, em março de 2021, o Brasil bateu o recorde de mortes por 
Covid-19, situando, no ranking mundial, o segundo lugar com mais mortes, atrás apenas dos Estados 
Unidos (511 mil óbitos). Informações como essa mostram a importância que deve ser dada ao uso 
das metodologias desenvolvidas pela biologia molecular, para que haja a identificação de doenças em 
estágios iniciais, como a Covid-19. 
Partindo desse princípio, faça uma breve pesquisa em alguma revista de circulação on-line, tais como 
G1, Veja, Exame e Uol, sobre os exames de detecção mais utilizados para a identificação de vírus, como 
a Covid-19. Relacione os métodos e os diferencie quanto ao tempo de espera do resultado, ao tipo de 
coleta e à confiabilidade dos resultados. Organize e anote todos os seus resultados no diário de bordo. 
Haja vista que o grande número de doenças é causado por seres microscópicos, podemos considerar 
que foi extraordinária a contribuição dos estudos da biologia molecular, posto que é capaz de detectar 
a nível molecular os fatores causadores de doença. Antes do advento dessa ciência, muitas vezes, eram 
apenas estudados, por meio de observações macroscópicas, os sintomas e o progresso da enfermidade.
83
UNIDADE 4
As metodologias da biologia molecular, tal como a PCR e a reação da transcriptase reversa, seguida 
pela reação em cadeia da polimerase (RT-PCR, do inglês, Reverse Transcription Polymerase Chain 
Reaction), utilizadas para detectar um vírus, carregam variações devido ao tipo de ácido nucleico a ser 
analisado, dado que há vírus com DNA e outros com RNA. Atualmente, essas metodologias permitem 
não só a verificação da presença de um vírus em um corpo, mas também de outras doenças causadas 
por outros organismos. Além disso, ajudam no estudo de testes de medicamentos, resquícios de DNA 
deixados na cena de crime ou de DNAs de restos fósseis para exploração da evolução.
Como aspectos fundamentaispara a reflexão da abordagem desta unidade, encontram-se:
• A importância da identificação da circulação de doenças na população.
• A aplicabilidade da biologia molecular na identificação de doenças e outras abordagens eficazes.
Em outro momento deste livro, falamos que a molécula de DNA, detentora da informação gené-
tica, é capaz de fazer cópias de si mesma. O mecanismo de replicação responsável por essa ação 
também está envolvido na produção de RNA, por meio do processo chamado de “transcrição”. O 
RNA formado proporciona a tradução da informação genética, o que, na maioria das vezes, resulta 
na formação de proteínas. 
DIÁRIO DE BORDO
84
UNICESUMAR
Esses processos ocorrem de forma natural no interior das células, ou seja, no momento em que há 
a necessidade de formar células, o DNA se replica e, no instante que precisa de certa proteína, a trans-
crição do RNA específico começa. Em detrimento do avanço da tecnologia da biologia molecular, hoje, 
é possível providenciar o desenvolvimento desses eventos in vitro. Evidenciaremos, nesta unidade, um 
desses processos, o da replicação, que pode ser feito por intermédio do uso da técnica de PCR (reação 
em cadeia de polimerase), também conhecida como a técnica de amplificação da sequência de DNA 
ou reação em cadeia da polimerase.
A replicação de um material genético de forma artificial teve início com a utilização dos plasmídeos de 
bactérias e, posteriormente, foram desenvolvidos outros vetores para esse ofício. No decorrer dos anos, as 
técnicas utilizadas para manipular os plasmídeos de bactérias foram sendo aplicadas artificialmente no 
próprio laboratório, em conjunto com o uso das enzimas envolvidas no processo de replicação do DNA. O 
objetivo era formar moléculas de ácidos nucleicos in vitro. Apesar de ainda ser usada a técnica de clonagem 
de DNA com o uso de plasmídeos, hoje, a inovação dos estudos permitiu o surgimento da técnica de PCR.
A PCR (reação em cadeia de polimerase) foi desenvolvida em abril de 1983 por Kary Mullis. A 
técnica de PCR teve o primeiro relato em 1985, em um artigo na revista Science. Ela foi descrita como 
uma nova tecnologia para a detecção da mutação da hemoglobina que causa a anemia falciforme. A 
PCR permite que os fragmentos de DNA sejam amplificados um bilhão de vezes em poucas horas e é 
caracterizada como uma técnica rápida, totalmente automatizada e sem a necessidade de uso de células 
(COX; DOUDNA; O´DONNELL, 2012; BORGES-OSÓRIO; ROBINSON, 2013).
Para iniciar uma PCR, é necessário ter a molécula de DNA que se deseja amplificar, ou seja, fazer 
cópias. Dessa forma, é válido lembrar que, para se obter a molécula de DNA, é preciso extraí-la do 
interior da célula, obtendo-a de maneira íntegra e pura, a fim de garantir um bom resultado da PCR. 
Por que amplificar o DNA in vitro? De forma natural, a replicação ocorre no interior da célula 
toda vez que uma nova célula se formará. Um exemplo é a renovação das células bucais e 
intestinais, que ocorre diariamente. Uma replicação ainda pode acontecer apenas por um 
período da vida, como na formação das células nervosas e musculares, ou, ainda, ser induzida 
por lesões, como no caso de traumas em determinados tecidos. 
Todavia, de forma manual, fora da célula, a metodologia de replicar parte do material genético 
é bastante corriqueira para estudos voltados à funcionalidade de certos genes, à multiplicação 
de genes que são encontrados em pequenas quantidades na cena de um crime ou à utilização 
desses genes para fabricação de medicamentos e vacinas. O fato é que conseguir multiplicar 
in vitro uma pequena amostra de DNA em milhões delas em pouco tempo facilita muito a 
resolução de vários problemas, principalmente na área forense.
85
UNIDADE 4
Atualmente, para se fazer a extração de DNA, estão disponíveis vários kits e é escolhido aquele que se 
adequa ao objetivo a ser buscado, como para fins diagnósticos ou para a prática de PCR (CONHEÇA..., 
2018). No entanto, de forma geral, a extração de DNA inclui duas fases muito importantes: a de lise ou 
quebra da membrana celular para liberação do DNA e, posteriormente, a purificação. 
De posse do material do qual se deseja extrair o DNA, o primeiro passo é fazer a quebra (lise) das mem-
branas da célula. Para isso, são usados detergentes (N-LauroilSarcosino ou o Sodium Dodecyl-Sulphate 
-SDS) ou outros métodos, como altas concentrações de glicose para bactérias ou nitrogênio líquido para a 
quebra das paredes celulares em amostra de vegetais. Durante esse processo, acontece a degradação dos com-
ponentes considerados contaminantes, incluindo proteínas, lipídeos e carboidratos que estejam nas células.
Dessa forma, é adicionada uma solução-tampão que contém enzimas que degradam esses contami-
nantes e garantem a liberação da molécula do ácido nucleico. Após a lise, o material é submetido a altas 
concentrações de sais (tiocianato de guanidina ou a guanidina-HCl), as quais inibem a formação de 
duplas-fitas e impedem que o DNA (ou RNA) fique preso em restos celulares. No caso das partículas 
virais, a etapa de lise não ocorre: os compostos de guanidina são suficientemente eficazes na quebra 
dos capsídeos (VIEIRA, [2021]).
Após a fragmentação do material, é preciso acrescentar uma solução de fenol, solvente orgânico 
que não se mistura à água, mas é altamente solúvel em moléculas orgânicas, como o DNA e o RNA. 
Essa mistura é submetida a centrifugação, na qual são obtidas, pelo menos, duas fases: uma aquosa e 
outra fenólica. A fase fenólica contém o DNA; a aquosa, após a centrifugação, carrega o RNA. Assim, 
o material de interesse pode ser separado (VIEIRA, [2021]).
O processo é finalizado com a purificação do material. Para isso, é feita a lavagem e a precipitação 
dele. Para a lavagem, é utilizado o isopropanol para a recuperação de RNA. Ainda é recomendada 
incubação durante a noite a -20º C para otimizar a precipitação. Em relação ao DNA, é feita a centri-
fugação por alguns minutos. Descarta-se o isopropanol e é adicionado etanol, preferencialmente, 70% 
e gelado, com a função de precipitar totalmente as cadeias de ácido nucléico durante a centrifugação. 
Após a centrifugação, é possível visualizar, no tubo, um pellet, o qual varia do transparente ao branco. 
Em seguida, é retirado o etanol e o tubo contendo o DNA é levado para a secagem em temperatura 
ambiente. Finalizada a secagem, é adicionado um tampão (TE- tris+ EDTA) para ressuspensão, o que 
permite que o material seja armazenado em freezer por - 20º C por meses ou até anos (VIEIRA, [2021]).
Para ilustrar como ocorre a extração do DNA e entender melhor 
como os componentes utilizados atuam no processo, acesse o QR 
Code a seguir e compreenda como é feita, na prática, a extração de 
DNA de leucócitos. 
Para acessar, use seu leitor de QR Code.
https://apigame.unicesumar.edu.br/qrcode/10922
86
UNICESUMAR
A obtenção de ácidos nucleicos de alta qualidade é essencial, visto que promove o sucesso 
das etapas seguintes da PCR. Existem diferentes tipos de reação que se adequam de acordo 
com o material a ser utilizado para a extração, as características quanto à concentração 
de reagentes e as condições de temperatura. Em PCR, essa escolha é decisiva, visto que 
a sensibilidade de detecção é diferente e a demora, em algumas etapas, pode aumentar a 
probabilidade de falha devido à manipulação, alterando o resultado final (CONHEÇA..., 
2018; VIEIRA, [2021]).
Finalizada a extração do DNA, inicia-se a condução voltada à técnica de PCR. Contu-
do, é sabível que a PCR é um processo artificial de replicação do DNA, já que é dirigida 
por um sistema automatizado. A partir disso, pode emergir a seguinte dúvida: como é 
possível reproduzir o ambiente celular e as reações fisiológicas dele em sistema automa-
tizado? Para esse processo, são disponibilizados alguns componentes da técnica de PCR, 
tais como (BORGES-OSÓRIO; ROBINSON, 2013): 
• Solução-tampão para garantir o pH e concentrações iônicas adequados à reação.
• Deoxinucleosídeos trifosfatos(dATP, dGTP, dCTP, dTTP).
• Enzimas, como a Taq-polimerase (DNA polimerase), que adicionará os nucleo-
tídeos na formação da fita.
• Um molde de DNA.
• Fita simples, para que uma cópia de fita de DNA seja feita.
• Iniciadores (primers). A partir deles, novos nucleotídeos serão adicionados.
• Artifícios de variação de temperatura que o termociclador fará e que o organismo 
realiza naturalmente em condições fisiológicas.
A PCR utiliza um DNA polimerase termoestável, a denominada Taq polimerase (derivada 
de uma bactéria, a Thermus aquaticus), que permanece ativa a cada reaquecimento e 
não precisa ser reposta (NELSON; COX, 2019). O DNA conduzido para o processo de 
PCR percorre três etapas principais, o que pode ser visualizado na Figura 1. 
Na etapa 1, o DNA isolado, contendo o segmento a ser amplificado, é submetido 
a uma desnaturação quando é exposto a um aumento da temperatura, resultando na 
separação de fitas. Em seguida, é submetido a um resfriamento e são adicionados dois 
oligonucleotídeos (primers) em excesso, que se ligam aos segmentos das extremidades 
do DNA a ser amplificado. 
Na etapa 2, ocorre a hibridização dos oligonucleotídeos iniciadores. As extremidades 
3’ são orientadas uma em direção a outra, para iniciar a síntese do segmento do DNA 
desejado. Já na etapa 3, os quatros desoxinucleotídeos trifosfato (contendo o grupamento 
fosfato, açúcar e uma das bases nitrogenadas- A, T, C e G) são adicionados e o segmento de 
DNA selecionado pelos iniciadores é replicado de modo seletivo (NELSON; COX, 2019).
87
UNIDADE 4
Os processos de aquecimento, 
resfriamento e replicação são 
repetidos 25 a 30 vezes em al-
gumas horas de forma automá-
tica, amplificando os segmentos 
de DNA entre os iniciadores 
(NELSON; COX, 2019).
Com o tempo, o processo 
de automatização da PCR foi 
se desenvolvendo e gerando 
os termocicladores, os quais 
substituíram a realização ma-
nual dos ciclos de temperatura. 
Isso exigia que os tubos fossem 
submetidos a banhos-maria de 
temperaturas diferentes. Em 
1989, o DNA Thermal Cycler 
apareceu como o primeiro ter-
Ciclo 1
Ciclo 2
5’
5’3’
5’
5’
3’
5’3’
5’3’
5’
5’
5’
5’
5’
3’
3’
3’
3’
5’3’
5’3’
5’3’
5’3’
5’3’
3’
5’ 3’
3’
3’
5’
5’
3’
5’ 3’
5’ 3’
5’
5’
3’
5’ 3’
5’ 3’
5’ 3’
5’ 3’
5’ 3’
3’
3’
25 ciclos aumentam as cópias de DNA em > 106
DNA a ser
ampli�cado
Passo 1
desnaturar o DNA
Passo 2 
anelar os iniciadores
Passo 3 
estender os iniciadores
(O produto do primeiro
ciclo dobra o número de
moléculas de DNA)
Passos 1 e 2
Desnaturar e
anelar novos
iniciadores
Passo 3
Estender os iniciadores
(O produto do segundo
ciclo são quatro novas
moléculas de DNA)
Iniciadores
+
Descrição da Imagem: a figura re-
presenta a sequência de etapas que 
ocorre para amplificar a amostra de 
DNA. Na parte superior da imagem, 
é apresentado o fragmento do DNA 
fita dupla (forma de uma escada 
deitada) que será amplificado. Na 
sequência, representando o passo 1, 
temos a desnaturação do DNA (es-
cada deitada e separada ao meio de 
cada degrau) quando submetida ao 
aumento da temperatura. O passo 
2 mostra as fitas de DNA desnatura-
das e o anelamento dos primers ou 
iniciadores (são adicionadas partes 
(primers) que completam a extremi-
dade de cada degrau da escada que 
foi separada). No passo 3, para ter-
minar o primeiro ciclo, temos a de-
monstração da extensão da fita, ou 
seja, a formação da nova fita sobre 
a fita molde (neste momento, cada 
degrau da escada se refaz, ação 
do DNA polimerase). Logo abaixo, 
temos uma continuação, com a re-
petição de todo o processo nos três 
passos (ciclo 2), com a obtenção de 
um total de quatro novas moléculas 
de DNA. Após 25 ciclos, é descrito 
que as cópias de DNA são maiores 
que 10. 
Figura 1 - Representação do processo de 
PCR convencional / Fonte: adaptada de 
Klug et al. (2010).
88
UNICESUMAR
mociclador automático. Os termocicladores, em sua maioria, funcionam com o mes-
mo princípio: aquecimento por resistências elétricas e refrigeração com ventoinhas 
e tubulações em serpentina preenchidas por etileno glicol. Além disso, os sistemas 
de contagem de tempo foram aplicados, a fim de aumentar a confiabilidade das rea-
ções. Em meados dos anos 90, surgiu o padrão Peltier, cujo bloco de aquecimento é 
composto por uma liga metálica que aquece ou resfria de acordo com o sentido da 
corrente elétrica aplicada (VIEIRA, [2021]).
Os iniciadores chamados primers são os elementos fundamentais para iniciar o 
processo de amplificação via PCR. O papel deles é o de se associar às regiões com-
plementares do DNA que há interesse em copiar. De acordo com Cox, Doudna e 
O´Donnell (2012), por meio do desenho cuidadoso dos primers utilizados na PCR, é 
possível modificá-lo, nesse caso, introduzindo sequências nos primers que não estão 
presentes no DNA a ser clonado. 
No entanto, após a PCR, essas sequências são acopladas aos segmentos repli-
cados. Apesar de não ser o original da sequência, esse método pode ajudar na 
identificação por uma enzima de restrição. Dessa forma, posteriormente, você teria 
a chance de utilizar essa endonuclease (enzima de restrição) para separar o clone 
de interesse (Figura 2).
Te convido a assistir a um vídeo que esclarece, de 
forma breve, a história da PCR (reação em cadeia 
de polimerase) e explica como foi identificada a Taq 
polimerase, que ajudou na revolução do desenvol-
vimento da técnica. Acesse por meio do seu leitor 
de QR Code! 
Para acessar, use seu leitor de QR Code.
https://apigame.unicesumar.edu.br/qrcode/10923
89
UNIDADE 4
Aquecimento para separação das �tas
Anelamento dos iniciadores contendo
regiões não complementares com
sítio de clivagem para endonuclease
da restrição
5´GAATTC CTTAAG- 5´
Replicação
5´-GAATTC
5´-GAATTC
CTTAAG- 5´
CTTAAG- 5´
PCR
3´CTTAAG
GAATTC- 3´
Endonuclease EcoRI
G
AATTC
CTTAA
G
Clonagem por meio de inserção em um sitio para
EcoRI em um vetor de clonagem
1
2
Descrição da Imagem: no topo da 
figura, encontra-se o DNA em fita 
dupla. Ele é representado por duas 
barras divididas em três partes. A 
porção central de cada barra re-
presenta o fragmento de interesse 
(em azul). No processo 1, as fitas se 
separam, enquanto, no processo 
2, os primers (pequenos quadrados 
em amarelo, próximos às extremida-
des do fragmento de interesse) são 
anelados. Os primers contêm, além 
dos nucleotídeos complementares 
à fita, uma sequência de nucleotí-
deos (GAATTC e outro CTTAAG) que 
não estão presentes no DNA a ser 
clonado, mas que correspondem a 
uma sequência identificada por uma 
enzima de restrição. É descrito, no 
final da imagem, que, após a PCR, 
os fragmentos são submetidos a 
ação da endonuclease EcoRI, a qual 
permite separar o clone de interesse 
(não mostrado). 
Figura 2 - Representação de primers 
modificados com sequências que são 
identificadas por enzimas de restrição 
/ Fonte: adaptada de Cox, Doudna e 
O´Donnell (2012). 
90
UNICESUMAR
A técnica de PCR é bastante sensível, uma vez que pode detectar e amplificar uma pequena quan-
tidade de DNA de uma amostra, como amostras antigas. Relata-se, nos livros, que foram possíveis a 
identificação e a amplificação do DNA de humanos e de animais extintos, como o mamute peludo, 
por amostras deixadas de fragmentos de DNA a 40.000 anos (NELSON; COX, 2019). Outros registros 
mostram que a PCR admite a habilidade de recuperar sequências de DNA de ossos e dentes expostos 
por algum tempo a uma variedade de condições ambientais, tornando-se uma ferramenta valiosa para 
a identificação de indivíduos desaparecidos e ossadas não identificadas (LIMA; MEDEIROS, 2015).
Apesar de a PCR ser utilizada em substituição à clonagem feita em vetores celulares e a aplicabilida-
de dela ser extensa para vários estudos, ela apresenta algumas limitações. No nível de construção dos 
primers, o ideal é que se saiba, pelo menos, parte da sequência do DNA-alvo, apesar de ser eficiente na 
amplificação e na detecção de uma sequência disponível em pequenas quantidades. Outralimitação 
está na alta probabilidade de contaminação da amostra. Em casos de sequências muito pequenas, elas 
podem ser contaminadas por pequenas quantidades de DNA do examinador, como pele, partículas 
de poeira ou bactérias que podem entrar no tubo de reação. Esses contaminantes podem ser ampli-
ficados juntos com o DNA-alvo e é extremamente importante o uso de controles de qualidade para 
evitar problemas (BORGES-OSÓRIO; ROBINSON, 2013).
Mais uma limitação detectada na PCR está no uso da Taq Polimerase, que não é bem vista pela 
capacidade de revisão (correção de nucleotídeos colocados incorretamente), uma vez que, se compa-
rada ao DNA polimerase in vivo, que faz as revisões sobre os nucleotídeos que são adicionados à fita 
complementar, a Taq Polimerase extraída de bactérias não é capaz de fazer essas correções, podendo 
adicionar nucleotídeos incorretos a cada 20.000 pb. Contudo, já se conseguiu isolar outras DNA po-
limerases que são capazes de fazer revisões, dando resultados mais precisos a essa técnica. Destaca-se, 
ainda, a limitação do tamanho dos fragmentos que podem ser amplificados, pois, geralmente, somente 
é possível amplificar fragmentos de até 50.000 pb ou menos (BORGES-OSÓRIO; ROBINSON, 2013).
O avanço da bioinformática permitiu o desenvolvimento de ferramentas, a fim de desenhar 
primers para PCR. A plataforma conhecida como NCBI (The National Center for Biotechnology 
Information) disponibiliza sequências genômicas já identificadas de organismos e necessárias 
para a criação de primers. 
Dessa forma, com o conhecimento do genoma, é possível selecionar determinadas regiões 
a serem analisadas, seja DNA, seja RNA. No manuseio do desenho de primers, é preciso se 
atentar aos padrões de qualidade que determinarão a eficiência da ação de um primer. Eles 
são efetuados por meio de programas computacionais e utilizada a plataforma primer BLAST, 
oriunda do NCBI.
Fonte: adaptado de Banaganapalli et al. (2019).
91
UNIDADE 4
A técnica de PCR não apenas permite detectar e amplificar fragmentos de DNA, mas também de 
RNA. No entanto, algumas adaptações para efetuar essa análise repercutiram no desenvolvimento de 
diferentes tipos de PCR. Dentre as principais técnicas resultantes de modificações da reação em cadeia 
da polimerase, encontram-se a PCR em tempo real, a PCR multiplex e nested- PCR e RT-PCR 
(converte o RNA da amostra em cDNA).
A PCR convencional inclui a necessidade de oligonucleotídeos iniciadores específicos, desoxir-
ribonucleotídeos trifosfatados e a enzima DNA polimerase. Além disso, é preciso que as moléculas 
de DNA passem pelos ciclos de amplificações. Normalmente, a detecção dos fragmentos é feita pela 
técnica de eletroforese em gel de agarose, na qual é possível visualizar os fragmentos amplificados 
por meio de um equipamento chamado de transiluminador, a partir de bandas que são separadas de 
acordo com o peso molecular e corados com brometo de etídeo.
A PCR em tempo real, também chamada de PCR quantitativo (qPCR), corresponde a uma mo-
dificação da técnica tradicional. Ela é valorizada por identificar o DNA-alvo com maior sensibilidade, 
uma vez que a detecção da amplificação é feita por meio da captação de fluorescência. Nesse caso, o 
resultado é visualizado imediatamente por meio de um gráfico construído automaticamente por progra-
mas computacionais à medida que vai sendo amplificando. Isso dispensa a eletroforese, que é necessária 
para a PCR convencional. Na qPCR, à medida que o DNA é amplificado, o nível de fluorescência cresce 
proporcionalmente, pois, junto aos oligonucleotídeos (primers), são inseridas sondas marcadas. Elas 
emitem sinal de fluorescência quando clivadas pela enzima exonuclease 5´- 3 ' (geralmente, utiliza-se a 
Taq polimerase), assim que vai sendo finalizada a adição dos nucleotídeos (Figura 3).
As sondas são específicas para o segmento gênico cuja expressão se deseja estudar. Elas apresentam 
uma substância (fluoróforo repórter na posição 5’ da sonda) capaz de absorver a energia luminosa 
emitida pelo equipamento e dissipá-la na forma de luz e calor, em um comprimento de onda diferente 
do original. No entanto, na posição nativa, toda a luz emitida por esse fluoróforo é absorvida por uma 
substância (quencher) presente na extremidade 3’ da sonda (PCR..., [2021]). 
Para a captação da fluorescência, o termociclador responsável por fazer qPCR fica acoplado a um 
sistema ótico para a excitação e a captura da emissão da fluorescência. Um computador faz a aquisição 
dos resultados e a análise final da reação. Como a amplificação e a detecção do DNA são realizadas 
simultaneamente em um só passo, detectando a fluorescência eventualmente produzida pela amostra, 
a reação e a apresentação dos resultados acontecem em tempo real (HAAS; TORRES, 2016; NASCI-
MENTO; SUAREZ; PINHAL, 2010).
Em geral, a PCR em tempo real é dividida em quatro fases. A primeira, em que o processo de amplifi-
cação ainda está baixo, é denominada “baseline”. A segunda é a exponencial, quando a amplificação está 
ocorrendo com taxa máxima de eficiência e ocorre o aumento da fluorescência de acordo com o aumento 
do produto amplificado durante os ciclos. De acordo com Haas e Torres (2016), a duração dessa etapa 
depende da qualidade e da concentração dos reagentes, visto que é consumida a maior parte deles. Na 
penúltima fase, chamada de linear, ocorre um decréscimo na eficiência de amplificação, uma vez que os 
reagentes da reação foram consumidos na fase anterior. Por fim, a última fase, denominada “platô”, é alcan-
çada rapidamente no final da reação, em que ocorrem os últimos ciclos da PCR (HAAS; TORRES, 2016).
92
UNICESUMAR
Reação em cadeia da polimerase quantitativa /
em tempo real RT / Q-PCR
Sequência de cDNA
A reação
termociclador
40 ciclo
ciclo 1
ciclo 2
ciclo 3
ciclo 4
modelo cDNA
oligonucleotídeos
de DNA
dessoxinucleotídeos
trifosfato DNApolimerase
Solução
Butter sonda
desnaturação
anelamento
Bloqueio de sinal de �uorescência
sonda de hibridização
luz
elongação
produtos
sonda degradada
sinal de �uorescência
Leitura de �uorecência de cada ciclo
quantidade inicial alto baixo
Fl
uo
re
sc
ên
ci
a 
re
la
ti
va
linha base de
�uorescência
número de ciclo
Limiar de �uorescência
Sem modelo
de controle
amostra
�uoróforo
repórter
molécula
silenciadora
(quencher)
Figura 3 - Técnica de PCR em tempo real 
93
UNIDADE 4
O acompanhamento gráfico da emissão luminosa efetuada a partir do contato da Taq polimerase 
com a sonda permite avaliar, de forma quantitativa, o número de segmentos-alvos que estão sendo 
replicados em tempo real durante cada ciclo, devido ao sistema de monitoramento da emissão de 
fluorescência. Essa é uma grande inovação da técnica, uma vez que, com a PCR convencional, não é 
possível observar a quantificação dos resultados, mas somente é realizada a observação qualitativa 
das replicações por meio da análise dos géis submetidos à eletroforese, que apresenta os resultados 
de detecção (presença e ausência ou as bandas aparecem, ou não, no gel). Já a qPCR determina a 
quantidade de produto amplificado. 
Outro tipo é a PCR multiplex, provinda de uma variação da PCR tradicional. Nesse caso, assim 
como o nome sugere, é possível, em uma única reação, reproduzir várias regiões diferentes do DNA 
ao mesmo tempo. Para isso, são adicionados, no mesmo recipiente, vários pares de primers específi-
cos para cada sequência a ser identificada (Figura 4). No entanto, é importante que a temperatura de 
anelamento dos diferentes primers sejam semelhantes e os diversos fragmentos de DNA produzidos 
apresentem tamanhos distintos, sendo possível o diagnóstico feito pela PCR multiplex (LEAL et al., 
2018). Uma das vantagens da técnica é a maior rapidez na obtenção do resultado, além de uma maior 
economia de reagentes, quando comparada à realização de uma PCR para cada detecção de cada 
fragmento individualmente (HASS; TORRES, 2016).
O uso da PCR multiplex pode ser escolhido para detectar microrganismos, por exemplo,bactérias 
ou vírus de diferentes espécies, em um único teste, colocando-os em uma única amostra. Poroca et al. 
(2009) utilizaram essa técnica para identificar e diferenciar a espécie Mycobacterium tuberculosis de 
outras cepas do complexo Mycobacterium tuberculosis, o Mycobacterium bovis e das micobactérias 
não tuberculosas de interesse para a saúde pública. Assim, foi relatado que a técnica de PCR multiplex 
possibilita a detecção de várias sequências de DNA-alvo em uma única reação, apresentando vantagens, 
como rapidez, especificidade e reprodutibilidade na detecção, contribuindo com a identificação de 
focos primários de infecção por micobactérias de forma mais rápida.
Descrição da Imagem: a figura mostra a técnica de PCR em tempo real. Na primeira imagem, no topo, é mostrado o cDNA-fita dupla, 
representado por uma fita torcida na cor azul. Em seguida, são evidenciados os materiais que são utilizados para fazer a PCR: parte do 
cDNA, evidenciado a partir de uma linha com vários pontos coloridos provindos de um retângulo demarcado da imagem anterior do 
cDNA que será utilizado para cópia; os dois primers (fita curta com pontos coloridos que se associaram ao cDNA); dNTs (pontos coloridos); 
DNA polimerase, representada por um quadrado verde-escuro nas extremidades superiores e inferiores e, no meio, verde-claro; um 
tubo de eppendorf aberto com a solução-tampão, e a sonda, representada por um traço com pontos coloridos e, nas extremidades, 
à esquerda, há a luz fluorescente (um retângulo invertido na cor verde). Por outro lado, na extremidade direita, há uma pequena bola 
preta representado o silenciador. Em um quadro maior, é mostrado o processo da PCR. A imagem do traço colorido do cDNA é desna-
turada. Em seguida, por meio de uma seta azul, é mostrado o cDNA com adição do primer e uma sonda duplamente marcada com um 
fluoróforo repórter (luz fluorescente) em uma extremidade e um fluoróforo “silenciador” (quencher) na outra, que anela especificamente 
na parte interna do segmento a ser amplificado entre os dois primers. Além disso, é mostrada mais uma seta azul, indicando a ação da 
DNA polimerase fazendo o alongamento da fita recém-sintetizada e construindo uma nova fita. Nesse momento, também é evidenciado 
o momento em que essa enzima (exonucleásica 5’-3’ Taq DNA Polimerase) degrada a sonda e os fluoróforos repórter e quencher são 
separados, ocorrendo a emissão de fluorescência detectada e quantificada no gráfico. Há um gráfico logo abaixo da imagem anterior, 
indicado por uma seta verde, o qual mostra a medição da fluorescência na vertical, enquanto, na horizontal, é evidenciada a passagem 
dos ciclos de amplificação. É desse modo que o sinal fluorescente é captado a cada ciclo até atingir um limiar (threshold- em azul). No 
gráfico, são observadas as etapas da visualização da amplificação. A primeira é chamada de baseline e está do lado esquerdo (de cor 
vermelha, na extremidade horizontal, eixo X do gráfico). Nela, a amplificação está abaixo do nível de detecção do instrumento, pois 
ainda não se passaram muitos ciclos de amplificação. A fase exponencial ocorre quando a amplificação está acontecendo com a taxa 
máxima de eficiência. Já a fase linear acontece quando ocorre um decréscimo na eficiência de amplificação. A quantidade de fluores-
cência gerada pela amplificação das amostras se torna significativamente maior.
94
UNICESUMAR
Sequência A Sequência B Sequência C Sequência D
PCR com todos os quatro
pares de primers em um
único tubo
Marcador
422
318
275
232
181
109
371
275
202
141
Descrição da Imagem: são representadas quatro sequências de DNA (A, B, C, e, D) no interior de círculos pequenos. Cada uma dessas 
sequências passou por um processo de amplificação com primers diferentes, representados por fragmentos curtos coloridos. As cores 
dos fragmentos estão na sequência A (duplo traço preto), em vermelho, B (duplo traço preto), em azul, C (duplo traço preto), em verde e 
D (duplo traço preto), em roxo. Essas sequências são adicionadas em um tubo único, o qual é submetido à amplificação. Posteriormente, 
é mostrado um esquema de um gel de eletroforese com a primeira coluna com as bandas (pretas) do marcador e a segunda coluna 
representando as bandas detectadas com as cores dos primers utilizados no processo de amplificação. A banda com o primer verde 
está posicionada mais próxima da extremidade superior do gel, com um peso de 371. A vermelha tem um peso de 275 e a roxa tem 
um peso de 202. Elas ficam na posição intermediária do gel, enquanto a azul fica na extremidade inferior, com 141 de peso molecular. 
Figura 4 - Técnica de PCR multiplex / Fonte: Premier Biosoft ([2021], on-line)².
http://www.premierbiosoft.com/tech_notes/multiplex-pcr.html
95
UNIDADE 4
A nested PCR (nPCR) é outra variante da PCR convencional. A base do processo de amplificação é 
o mesmo. O que diferencia é a origem da amostra do material genético utilizado na reação. O produto 
utilizado para iniciar a amplificação na nPCR é o de uma primeira PCR feita de forma tradicional. 
Assim, é utilizado como molde o produto de uma primeira PCR para a iniciar a segunda, nPCR. Além 
disso, adiciona-se um par de primers internos ao par utilizado na primeira reação, gerando um produto 
menor no final das duas etapas (Figura 5). 
A vantagem dessa técnica é que o DNA da segunda PCR está em concentrações altíssimas e os pri-
mers têm menos chances de anelamento em sequências inespecíficas, devido à redução do tamanho do 
molde (DEMATHE et al., 2010). Por outro lado, a grande desvantagem é o aumento da probabilidade 
de contaminação com material genético endógeno, pois os tubos de reação contendo concentrações 
altas de produtos da primeira PCR têm que ser abertos e manipulados, para que a segunda amplifica-
ção seja realizada. Além disso, como o processo exige duas PCR consecutivas, a técnica se torna cara 
devido ao uso de reagentes envolvidos na reação. 
Nos casos em que as amostras utilizadas não são muito boas, essa variação da PCR é utilizada para 
aumentar a sensibilidade e a especificidade, ou seja, detectar e amplificar exatamente o fragmento de 
interesse. Quando repetido o processo, os resultados são semelhantes. Considerando que a técnica é 
amplamente utilizada para o diagnóstico de vários patógenos infectantes tanto de interesse veterinário 
e humano quanto no campo alimentício, seria uma opção para evitar o aparecimento de resultados 
falso-positivos (quando o teste é positivo e o indivíduo não tem a doença) ou falso-negativos (quando 
o teste é negativo e a pessoa tem a doença).
PCR
primer F1
primer R1
Produto da PCR
Tamanho: 750 pb
NESTED PCR
primer F2
primer R2
Produto �nal
Tamanho: 600 pb
Descrição da Imagem: no canto superior à esquerda, o DNA é representado por duas barras paralelas e vermelhas com uma pequena 
porção das extremidades em azul. Nela, os primers F1 e R1 (representados por pequenas barras verdes) estão ligados ao espaço interno 
das barras (entre as fitas de DNA). O primer F1 se liga à porção inicial da fita superior do DNA, enquanto o R1 se liga à porção final da 
fita inferior de DNA. Na parte inferior da figura, ainda à esquerda, temos os produtos amplificados da PCR, sendo quatro fragmentos de 
DNA com tamanho de 750 pares de bases. Eles são representados, na figura, por quatro barras vermelhas. Por indicação de uma seta 
(preta) que direciona o produto da PCR (as quatro barras vermelhas) ao lado direito da imagem, é mostrada a nested PCR. Esse produto 
é representado por duas barras paralelas amarelas com uma pequena porção das extremidades em vermelho, onde os primers F2 e 
R2 (representados por pequenas barras pretas) estão ligados ao espaço interno das barras (entre as fitas de DNA). O primer F2 se liga 
à porção inicial da fita superior do DNA, enquanto o R2 se liga à porção final da fita inferior de DNA. Na parte inferior da figura, ainda à 
direita, temos os produtos amplificados da PCR, sendo quatro fragmentos de DNA com tamanho de 600 paresde bases, representados, 
na figura, por quatro barras amarelas. 
Figura 5 - Esquema da PCR tradicional e da nested PCR / Fonte: adaptada de Weidner, Cote e Weiss (2009). 
96
UNICESUMAR
Para as situações em que a amostra fornece o RNA como ácido nucleico a ser amplificado, está dispo-
nível outra variante de PCR, a chamada RT- PCR. Ela inclui uma fase inicial adicional antes de fazer 
qualquer outro tipo de PCR (PCR convencional, qPCR, PCR multiplex ou nPCR). Na fase inicial, a 
presença da enzima transcriptase reversa converte o RNA em um DNA complementar (cDNA). Após 
a formação do cDNA, é continuada a PCR. Para o teste de detecção do vírus SARS-Cov- 2, a PCR em 
tempo real é a comumente utilizada. Acompanhe o processo na Figura 6.
Descrição da Imagem: a figura apresenta as etapas da RT-qPCR. Inicialmente, é mostrada uma fita de RNA que é convertida em cDNA 
após a ação da transcriptase reversa. Em uma segunda etapa, é mostrado o processo de desnaturação do Cdna e a adição do primers e 
da sonda duplamente marcada, etapa em que inicia o processo de qPCR. Na terceira etapa, é mostrado o processo de anelamento da 
polimerase e da sonda. Na quarta etapa, é evidenciada a extensão. Nela, a polimerase vai adicionando os nucleotídeos e alongando o 
fragmento recém-formado. Ainda é mostrado o momento em que a polimerase encontra a sonda e a degrada, emitindo a fluorescência. 
Figura 6 - Etapas da RT-qPCR / Fonte: Labtest... (2020, on-line).
97
UNIDADE 4
O diferencial da técnica de RT-qPCR é que a reação não parte de um molde de DNA diretamente ex-
traído da amostra, mas de uma amostra de RNA, que é convertido em cDNA. Essa é uma ferramenta 
útil em estudos de expressão gênica, pois, avaliando o RNA mensageiro (mRNA), pode-se detectar quais 
proteínas estão sendo efetivamente expressas. No entanto, o estudo direto do RNA (principalmente o 
mRNA) é inviável, devido à alta sensibilidade a vários fatores, como as altas temperaturas. 
Dessa maneira, o primeiro passo da reação consiste na síntese de uma fita de DNA utilizando como 
molde uma fita de RNA em uma reação catalisada por uma transcriptase reversa. As transcriptases 
mais utilizadas nesse processo são extraídas de vírus e incluem dois tipos principais: a AMV (Avian 
Mieloblastosis Virus) e a M-MuLV (Moloney Murine Laeukemia Virus). Além disso, são utilizados 
primers e oligonucleotídeos compostos por várias timinas consecutivas (6 a 35), para que possam ser 
anelados às regiões Poli-A do RNA, ricas em adeninas. Após esse ciclo, obtém-se o cDNA que será 
utilizado na PCR (VIEIRA, [2021]).
As variantes de tipos de PCR vieram para complementar a técnica tradicional e, em algumas 
situações, direcionar investigações específicas. Atualmente, a aplicabilidade da técnica é diversa. Na 
área clínica, a PCR em tempo real, que faz o uso de sondas, são as mais úteis, uma vez que é possível 
visualizar, em tempo real, a presença, ou não, de um gene de interesse. Nesse aspecto, pode-se considerar 
a possibilidade em detectar uma mutação, mesmo que seja de poucos nucleotídeos. Como a técnica 
se baseia na utilização de primers e de sondas e, ao finalizar a amplificação de um fragmento gênico, 
há a degradação da sonda e a emissão de fluorescência, a ausência da fluorescência corresponderia a 
presença de uma mutação. 
Por outro lado, a RT-qPCR pode ser uma técnica utilizada para investigar a presença de produtos 
gênicos que estão sendo traduzidos no organismo, uma vez que ela realiza a investigação a partir do 
RNA, por exemplo. Esse é um modo de investigação da expressão de determinado gene quando uma 
pessoa é tratada com um medicamento específico e pode ser detectada como sendo a resposta da 
expressão dos genes envolvidos (NASCIMENTO; SUAREZ; PINHAL, 2010). 
A RT-qPCR também é o teste perfeito e utilizado para a investigação da Covid-19. Por meio da 
técnica, é possível detectar se o material genético do vírus (RNA) está sendo expresso no corpo do 
indivíduo. O protocolo da RT-PCR para a detecção do vírus SARS-CoV-2 foi padronizado logo após 
o sequenciamento do material genético do vírus, uma vez que seria necessário saber os nucleotídeos 
contidos no material genético para poder detectá-lo. Apesar das limitações do uso da técnica, como 
a fácil degradação do RNA e os cuidados para não haver a contaminação da amostra na execução da 
coleta, é possível detectar o produto gênico (RNA) do vírus no corpo (LABTEST..., 2020). 
A aplicabilidade não se baseia somente nisso. Na farmacogenética, a técnica RT-PCR pode ser 
utilizada para investigar o funcionamento de um medicamento no organismo, incluindo a análise 
da expressão gênica sob a utilização do medicamento, que pode ser visto por intermédio da PCR, 
quando se investiga a resposta do tratamento devido à reação de transportadores ou de enzimas do 
metabolismo que estejam associados à distribuição ou à eliminação do fármaco. Pode, ainda, auxiliar 
no teste de novos medicamentos e na verificação se a droga tem potencial mutagênico. Além do mais, 
é mostrada, em artigos científicos, a utilização da técnica para fazer a genotipagem do indivíduo e 
98
UNICESUMAR
determinar ou predizer o status metabólico dele e saber se apresentará o risco de ineficácia ou de 
toxicidade a um determinado medicamento que depende de uma determinada enzima para exercer 
a atividade (NASCIMENTO; SUAREZ; PINHAL, 2010). 
Em outros campos, como na indústria alimentícia e na agricultura, a PCR tem sido utilizada na 
identificação de micróbios, parasitas ou organismos geneticamente modificados. Na área forense, talvez, 
tenha tido a estreia mais marcante, pois permite resultados de elevada sensibilidade, especificidade e 
velocidade, o que garante as investigações criminais. Nelas, o tempo é crucial para a solução do caso e 
a quantidade de amostra normalmente é limitada (NASCIMENTO; SUAREZ; PINHAL, 2010).
Entender o mecanismo de desenvolvimento da técnica de PCR é compreender que não se trata apenas 
de obter um resultado para a reprodução de fragmentos gênicos de interesse, mas visualizar que a PCR, 
tanto a convencional quanto as variantes, auxiliam na investigação de diferentes áreas. Talvez, você, 
futuro(a) biomédico(a), depare-se, no âmbito profissional, com a necessidade da busca dessa técnica 
para ações investigativas. 
A escolha da técnica permitiu a averiguação do causador da Covid-19, por exemplo, que gerou 
impactos não somente à saúde pública, devido às taxas de morbidade, mortalidade e prejuízos psi-
cológicos, mas também causou impactos econômicos e sociais devido à circulação globalizada do 
vírus (pandemia). Nesse caso, o uso da metodologia ajudou na indicação de métodos preventivos e 
na diminuição da disseminação da doença.
A pesquisa científica tem auxiliado muito na facilitação do dia a dia 
de diversos profissionais, não é? As curiosidades e as buscas por ino-
vações por parte dos pesquisadores têm apresentado grande valor 
ao longo da história. Neste podcast, você acompanhará as inovações 
que aprimoraram a técnica de PCR. Vamos lá, aperte o play e conhe-
ça essa trajetória de maneira divertida.
https://apigame.unicesumar.edu.br/qrcode/9064
99
Agora vamos fazer um feedback do que você aprendeu nesta unidade. Observe o mapa mental 
a seguir, que descreve as características da técnica de PCR, e preencha os quadros que solicitam 
as complementações da técnica.
PCR
Replicação de fragmentos
gênicos Extracelular
Automatizado
Termociclador
Desnaturação do segmento
a ser ampli�cado
Alongamento da a �ta em replicação
pela Taq. Polimerase
VantagensLimitações
- Conhecer parte da
 sequência a ser ampli�cada;
- Alta probabilidade de
 contaminação;
-Tamanhos a ser ampli�cados
 limitados.
Tipos
de PCR:
Convencional
PCR- multiplex
PCR-Nested
RT-PCR
Observação da
ampli�cação em
tempo real, usa-se
sonda que emitem
�uorescência após
serem degradadas 
Utiliza-se do
produto de
uma 1ª PCR
para iniciar
Aplicabilidade:
Identi�cação de Vírus Farmacogenética Identi�cação de mutações
Princípioda Técnica
em três etapas
100
1. A PCR é uma tecnologia que pode ser utilizada para a amplificação de segmentos gêni-
cos. O propósito de replicar esses segmentos de interesse é variado, incluindo a iden-
tificação de paternidade, a análise de DNA de criminosos e a identificação da evolução 
de uma determinada espécie. O processo de desenvolvimento da PCR convencional 
perpassa três etapas principais. Uma delas é marcada pela hibridização dos primers. 
Considerando a etapa marcada pela hibridização dos primers, assinale a alternativa que descreve 
corretamente as características dos primers dessa técnica:
a) É utilizado um par de primers, que será alocado no início do fragmento a ser replicado.
b) Na PCR convencional, são necessários primers únicos, para que o DNA polimerase faça 
o papel de introdução dos nucleotídeos complementares.
c) Os primers serão adicionados na primeira etapa, antes mesmo de iniciar o processo 
de desnaturação da molécula de DNA que será amplificada.
d) Os primers, no processo de PCR, em pares, reconhecem a sequência a que associará. 
No entanto, exige a identificação de, pelo menos, parte da sequência que se deseja 
amplificar e, precisamente, o início e o fim da sequência.
e) Os oligonucleotídeos ou primers são adicionados aleatoriamente na amostra a ser 
amplificada. Eles podem, ou não, ser aderidos a ela para replicar.
2. A PCR foi desenvolvida em 1983 por Kary Mullis. A técnica proporciona a amplificação 
de fragmentos de interesse um bilhão de vezes em poucas horas. É caracterizada como 
uma técnica rápida, totalmente automatizada e sem a necessidade de uso de células. 
Em relação às vantagens e às limitações dessa técnica, assinale a alternativa correta:
a) É uma técnica sensível e que pode detectar e amplificar um fragmento de DNA que 
esteja em pequenas quantidades. Todavia, a contaminação deve ser evitada e inves-
tigada devido à sensibilidade.
b) Umas das vantagens da técnica é a possibilidade de separar os fragmentos de DNA 
de acordo com o tamanho, mas ela se limita por não apresentar a visualização em 
tempo real.
c) A sensibilidade da técnica é uma das vantagens mais apreciadas, porém necessita de 
uma grande quantidade de amostras do fragmento a ser amplificado.
d) A técnica é bastante exigente, cara e trabalhosa. Contudo, em questão de minutos, é 
possível ter um bilhão de sequências amplificadas.
e) A maior desvantagem do uso da técnica é a sensibilidade dela, que exige muitas 
concentrações de DNA para serem copiados. Todavia, o aspecto positivo é a baixa 
probabilidade de contaminação.
101
3. A técnica de PCR foi um grande avanço da biologia molecular, já que substituiu, muitas 
vezes, a clonagem feita por vetores de bactérias. Em horas, é possível amplificar frag-
mentos gênicos de interesse sem necessitar de células. 
Sobre a aplicabilidade da técnica de PCR, assinale a alternativa que descreve as aplicabilidades 
da técnica e as características dela:
a) Permite identificar patógenos, desde que faça previamente a realização de isolamento 
em cultura e crescimento.
b) É possível utilizar a técnica para estudos de evolução, pois, como a PCR se baseia na 
amplificação de RNA, apresenta maior estabilidade. Ela permite utilizar amostras com 
mais de 40.000 anos.
c) É uma técnica que tem a possibilidade de identificar sequências de DNA presentes em 
vírus e em outros patógenos, uma vez que os primers são desenhados para detectar 
e amplificar apenas os fragmentos desses organismos.
d) Pode ser utilizada para a investigação da dosagem de medicamentos, já que detecta 
os aminoácidos que estão sendo produzidos com o uso destes.
e) Muito utilizada na investigação criminal, baseia-se no uso de primers, RNA polimerase 
e enzimas de restrição.
102
4. Desde o início da utilização da técnica de PCR, algumas complementações ocorreram, 
ou seja, surgiram outras variedades de PCR. 
Sobre os tipos de PCR e a aplicabilidade deles, leia as afirmativas a seguir:
I) A RT-PCR tem como princípio a utilização de uma enzima, a transcriptase reversa, 
para converter o RNA em cDNA, uma vez que a PCR utiliza o DNA como fonte de 
amplificação.
II) A PCR multiplex é um tipo de PCR que inicia o ciclo de cópias a partir de um produto 
de uma amplificação já concluída.
III) A PCR em tempo real é assim denominada, dado que utiliza uma sonda que, quando 
degradada pela DNA polimerase, à medida que vão sendo adicionados os nucleotí-
deos complementares, emite uma fluorescência que permite visualizar os fragmentos 
amplificados em tempo real.
IV) A nested PCR é uma técnica que possibilita a amplificação de vários fragmentos de 
DNA ao mesmo tempo, uma vez que são introduzidos vários primers na amostra.
 É correto o que se afirma em:
a) I e II.
b) I, II e III.
c) II e IV.
d) II, III e IV.
e) I e III.
5. A técnica de biologia molecular conhecida como PCR permite o estudo das sequências 
de ácidos nucleicos. O princípio da técnica abrange três etapas fundamentais que são 
repetidas em vários ciclos. 
Em relação às etapas da técnica PCR, assinale a alternativa que descreve corretamente a se-
gunda etapa:
a) Ocorre a extensão ou polimerização, com a ativação do Taq polimerase, adicionando 
os nucleotídeos para a síntese de novas cadeias.
b) Inicia-se a desnaturação do DNA, que é efetuada pelo aumento da temperatura que 
rompe as pontes de hidrogênio. Assim, permite a abertura da dupla fita.
c) No posicionamento, são determinadas as frações que são quantificadas por densito-
metria ou eluição, em que é gerado um gráfico, de forma que as bandas podem ser 
comparadas, possibilitando qualquer sinal de desequilíbrio.
d) O anelamento dos primers na região específica que se quer amplificar é definido pela 
redução da temperatura.
e) Ligações de sondas e primers com o aumento da temperatura.
5
Nesta unidade, você conhecerá as técnicas para determinar as se-
quências de nucleotídeos presentes na estrutura de uma molécula 
de DNA de diversos organismos vivos a partir do método da biologia 
molecular chamado de sequenciamento. Assim, compreenderá os 
tipos de sequenciamentos utilizados, tais como o método de San-
ger e os de Nova Geração (NGS). Além disso, conhecerá o histórico 
de desenvolvimento e o aperfeiçoamento ao longo do tempo, e 
entenderá as características necessárias para o desenvolvimento 
das técnicas e as diferenças de cada uma. Por fim, conhecerá a 
aplicabilidade das técnicas em diferentes áreas de estudo.
Métodos de 
sequenciamento de 
DNA
Dra. Ana Luisa Monezi Lucena
104
UNICESUMAR
Vicente, dono de uma conhecida indústria de produtos de panificação localizada na região Nordeste do 
Paraná, produz um mix variado de produtos que atende mercados, supermercados, padarias e empó-
rios, somando mais de 1.400 pontos de venda em 127 cidades da região. Tem entrega própria e rápida 
para garantir que o pão chegue fresco à mesa dos consumidores. Nos últimos dias, recebeu algumas 
reclamações dos clientes, que afirmaram que o pão de hambúrguer não estava correspondente à data 
de validade, pois ele estava sendo consumido por microrganismos antes do vencimento. 
Preocupado com a qualidade dos produtos, Vicente foi aconselhado a buscar ajuda, a fim de analisar as 
causas da manifestação dos microrganismos antes da data prevista. Para isso, o dono da empresa buscou a 
solução do problema e, orientado pela fiscalização, procurou levar os produtos contaminados para fazer 
testes laboratoriais. A representante do laboratório explicou a Vicente que as análises do alimento, do 
ambiente de fabricação e dos ingredientes utilizados seriam importantes para identificar os problemas 
e forneceriam resultados analíticos sobre a qualidade ou o processo de produção para apoiar o controle. 
O objetivo das análises foi identificar contaminantes em qualquer parte do processo de produção, 
o que compreende desde a matéria-prima até o produto final. O laboratório prometeu utilizar uma 
tecnologia de biologia molecular chamada “sequenciamento”. Você conheceessa tecnologia? Você sabia 
que ela analisa o DNA dos microrganismos presentes na amostra? Sabia que essa técnica, dependendo 
do tipo utilizado, apresenta resultados e gera laudos de análise com uma qualidade de dados robustos 
e conclusivos, se comparada ao uso apenas da uma reação de PCR? Você sabia que a metodologia de 
sequenciamento da biologia molecular poderia ser utilizada na análise de alimentos? 
Nesta unidade, entenderemos o sequenciamento, uma tecnologia de biologia molecular. Ela é 
utilizada em diversas áreas da biologia, da agronomia, da paleontologia, da medicina veterinária, da 
medicina humana, da nutrição e da biotecnologia, por exemplo. Trata-se de uma metodologia que 
lança mão da precisão das análises de DNA.
Devido ao importante papel do DNA para os seres vivos, visto que, nele, estão contidas todas as 
informações funcionais do corpo, ele é uma das moléculas mais estudadas do mundo. Analisar di-
105
UNIDADE 5
retamente a molécula de DNA, de modo a identificar as sequências dos nucleotídeos presentes no 
organismo que se deseja investigar, é uma das respostas que se pode alcançar com o sequenciamento 
de DNA. O uso desse procedimento é efetivo para identificar, diagnosticar e desenvolver tratamentos 
para doenças genéticas, além de ser muito usado em pesquisas envolvendo patógenos, nas quais é 
possível indicar os tratamentos ideais para doenças contagiosas.
Além disso, a técnica pode ser usada para o estudo da contaminação de alimentos, com o intuito 
de indicar uma ação de higienização mais eficaz, incluindo produtos químicos ou conservantes espe-
cíficos de acordo com o tipo de organismo envolvido no contágio. O emprego do sequenciamento na 
metagenômica tem sido regularmente utilizado para aprimorar estudos filogenéticos sobre o potencial 
biotecnológico de microrganismos. Assim, eles são analisados diretamente no ambiente natural, não 
necessitando do isolamento e cultivo (NEOPROSPECTA, 2018).
A técnica de sequenciamento genético tem colaborado consideravelmente para os avanços e as melho-
rias da vida humana, principalmente na área de saúde, na qual recebe mais destaque. Contudo, atualmente, 
essa tecnologia é utilizada por muitas áreas, assim como é o caso da indústria alimentícia, inserida no 
problema anterior. Diante disso, também tem gerado ganhos significativos pela maior precisão e agilidade. 
No caso de Vicente, ele optou por investir no controle da qualidade dos alimentos por meio de 
análises do DNA, um ganho para os consumidores, que adquirem muito mais segurança no consu-
mo. Partindo da análise de problemática exposta, suponha que você seja o profissional que trabalha 
no laboratório de análise de alimentos e deseja mostrar ao cliente as diferenças entre os métodos de 
análise microbiológica e os métodos moleculares. 
Para complementar os seus argumentos, faça uma pesquisa sobre o método tradicional de diag-
nóstico de organismos contaminantes em alimentos e compare com o método molecular, incluindo, 
por exemplo, o sequenciamento. Destaque, no seu estudo, os seguintes fatores: tempo de espera de 
resultados, confiabilidade e número de amostras que podem ser exploradas. Organize e anote todos 
os seus resultados no diário de bordo. 
O sequenciamento do DNA de um determinado organismo é o ponto de partida para iniciar uma 
investigação, independentemente de o intuito ser a classificação do genótipo ou a avaliação e a descri-
ção da função de um gene, uma vez que, a partir da sequência identificada, é possível compará-la com 
outras sequências de DNA presentes nos bancos de dados. Dependendo do objetivo de estudo, como os 
microrganismos causadores de doenças ou aqueles que causam a deterioração de alimentos, é possível 
indicar estratégias específicas para tratamento e controle. Entretanto, a determinação da sequência de 
nucleotídeos também pode indicar um modo de encontrar possíveis alterações, as quais podem estar 
vinculadas aos fatores que não são apenas maléficos, mas também benéficos no organismo.
Dessa forma, é importante destacar alguns pontos de reflexão:
• O sequenciamento é uma técnica de reconhecimento da sequência de nucleotídeos presentes 
no genoma.
• As sequências, caso sejam detectadas, poderão ser analisadas de acordo com a expressividade 
e o comportamento.
106
UNICESUMAR
O estudo da informação genética descrita na forma de códigos de nucleotídeos permitiu que a informa-
ção fosse lida e descrita de forma ordenada, a partir do desenvolvimento da técnica de sequenciamento. 
Essa técnica revela a sequência de nucleotídeos presente em um genoma. Pesquisadores observaram 
uma possibilidade de identificar, a partir da técnica, elementos genéticos funcionais e diferenças entre 
os organismos que podem revelar a base molecular de doenças genéticas humanas ou características 
específicas de uma espécie (COX; DOUDNA; O´DONNELL, 2012).
Grandes avanços sucederam após a descoberta da estrutura tridimensional do DNA em 1953 por 
Watson e Crick, tais como as contribuições com o intuito de elucidar a replicação do DNA e a tradução 
de ácidos nucléicos em proteínas. No entanto, a habilidade de sequenciar o DNA não acompanhou 
esses avanços. Por muito tempo, os métodos desenvolvidos para compreender a sequência de cadeias 
de proteínas não se adequavam à identificação das sequências nos ácidos nucleicos, tendo em vista que 
as moléculas de DNA eram constituídas por inúmeras unidades similares, o que gerava dificuldade em 
diferenciá-las. Assim, os pesquisadores conseguiram mensurar a composição dos nucleotídeos, mas 
não exatamente determinar a ordem deles (HEATHER; CHAIN, 2016).
DIÁRIO DE BORDO
107
UNIDADE 5
Até o final da década de 70, determinar a sequência de um ácido nucleico contendo até cinco ou 
dez nucleotídeos era muito trabalhoso. Por volta de 1977, duas novas técnicas (uma consolidada por 
Alan Maxam e Walter Gilbert, e outra por Frederick Sanger) possibilitaram o sequenciamento da 
molécula de DNA de grandes tamanhos com uma facilidade jamais pensada (COX; DOUDNA; O´-
DONNELL, 2012; NELSON; COX, 2019). Ambas as técnicas foram acrescidas com conhecimentos 
da química dos nucleotídeos e do metabolismo do DNA, além dos métodos eletroforéticos para a 
separação das cadeias de DNA. Neles, era possível distinguir, a partir dos tamanhos dos fragmentos, 
cada nucleotídeo que finaliza o segmento gerado. Apesar de ambos os métodos apresentarem certas 
semelhanças, o método de Sanger foi o mais difundido, provando ser mais fácil tecnicamente (COX; 
DOUDNA; O´DONNELL, 2012).
Antes de iniciar o método de Sanger, é preciso especificar o fragmento que se deseja sequenciar e 
é necessário conter uma grande quantidade desse fragmento. Já sabemos que isso é possível somente 
a partir da clonagem do fragmento em vetores ou a partir do produto de uma PCR, que amplifica o 
fragmento específico e disponibiliza uma quantidade o suficiente dele para ser sequenciada. Em am-
bos os casos, a qualidade da amostra é essencial para a obtenção de uma sequência de alta qualidade. 
Dessa forma, as amostras são, primeiro, analisadas por eletroforese em gel de agarose, a fim de verificar 
se há degradação e, para os produtos de PCR, se somente uma banda está presente (LAMEB, [2021]).
Caso a PCR não seja específica, já que múltiplas bandas se apresentam, os produtos são conside-
rados inespecíficos, o que pode interferir durante o sequenciamento. Para solucionar a problemática, 
as condições da PCR deverão ser modificadas até que apenas o produto desejado seja amplificado. É 
possível extrair somente a banda desejada do gel usando kits comerciais de purificação específicos para 
esse fim. No entanto, a purificação dos produtos de PCR, independentemente da presença de bandas 
inespecíficas, deve ser realizada, pois busca retirar dímeros de primer, nucleotídeos não incorporados e 
demais produtos não utilizados durante a reação. Finalizada a purificação, os produtos da PCR devem 
ser quantificados, com o objetivo de verificar a qualidade da amostra(LAMEB, [2021]).
Após a obtenção dos fragmentos de interesse purificados e quantificados, eles estão prontos para iniciar 
a técnica de sequenciamento. Contudo, é interessante elucidar que a técnica de Sanger é um processo 
de amplificação que utiliza os mesmos materiais da PCR, com exceção do didesoxinucleotídeo, o qual 
foi adicionado por Sanger, a fim de interromper a amplificação e gerar produtos de fragmentos curtos. 
Dessa maneira, os nucleotídeos presentes na fita podem ser lidos à medida que ela está sendo copiada. 
Os fragmentos curtos gerados pela técnica de Sanger se devem ao fato de o pesquisador ter en-
contrado uma maneira de interromper a replicação de um mesmo DNA em pontos diferentes. Dessa 
forma, ele poderia juntar as fitas menores e elaborar a sequência completa do DNA. O método de 
Sanger, também conhecido como Método Didesóxi de Terminação de Cadeia, faz uso do mecanismo 
de síntese de DNA, os DNA polimerases, uma fita de DNA complementar, um iniciador marcado ra-
dioativamente, desoxinucleotídeos trifosfatos (dNTP- nucleotídeos normais contendo o grupamento 
3´hidroxila) e didesoxinucleotídeos (ddNTP’s), que são nucleotídeos modificados que não têm o grupo 
OH livre no carbono 3’ da pentose (Figura 1).
108
UNICESUMAR
Fita do
iniciador
5’
5’
P
P
P
P
P
P
G
G
G
G
A
A A A
A
H
ddATP
dGTP
OHOH
:
T T
T T T
C
C C CCFita
molde 3’
(a)
(b)
Base O O OP
O
O
OP
O
O
OP
O
O
H2C
H H
ddNTP
ddATP interrompe a síntese
porque o 3´- H não pode atuar
como nucleó�lo na formação da
ligação fosfodiéster
Figura 1 (a) - Estrutura química da fita de um iniciador; (b) - Estrutura química de didesoxinucleotídeos (ddNTP’s)
Fonte: Nelson e Cox (2019, p. 293).
Descrição da Imagem: a Figura 1 (a) mostra a estrutura química dos nucleotídeos da fita de um iniciador (primer). Nesse primer, há 
cinco nucleotídeos, cujas bases nitrogenadas G, A, T, T e C estão representadas pelas seguintes cores: verde (G), azul (A), amarela (T) 
e vermelha (C). A extensão está descrita como uma fita 5´- 3´. Esse iniciador está conectado a uma fita-molde de DNA complementar 
3´- 5´. O primeiro nucleotídeo adicionado pelo DNA polimerase (não mostrado), associado ao iniciador e à fita complementar, é o deso-
xinucleotídeo, que carrega a base guanina (dGTP). O nucleotídeo, com a guanina (verde), contém o grupamento OH livre na extremidade 
3´ do açúcar. Próximo ao nucleotídeo adicionado, há um didesoxinucleotídeo com a base adenina (ddATP), que é um tipo modificado 
de nucleotídeo que não contém o grupamento hidroxila (OH) na extremidade 3´, razão que interrompe o progresso da replicação. Por 
outro lado, a Figura 1 (b) mostra a estrutura química de didesoxinucleotídeos (ddNTP’s). Assim, é evidenciado, em vermelho, na posição 
3 do açúcar do nucleotídeo, o hidrogênio (H), ao contrário do grupamento OH.
Acesse o QR Code a seguir e perceba como a técnica de sequencia-
mento de Sanger é interessante. Você entenderá as diferenças entre 
os nucleotídeos utilizados e saberá como o mecanismo é processado 
de forma clara e divertida.
https://apigame.unicesumar.edu.br/qrcode/11341
109
UNIDADE 5
A reação de Sanger consiste na ação do DNA polimerase, que adiciona os nucleotídeos complementares 
à fita-molde à medida que encontra um nucleotídeo com o grupamento 3´OH livre. No início da reação, 
o primeiro a ser detectado é do iniciador (primers). O progresso da reação se perpetua até ser adicionado 
pelo DNA polimerase um ddNTP complementar presente na reação, o qual interrompe a síntese de DNA, 
por não possuir o grupamento 3´hidroxila necessário para associar o próximo nucleotídeo (dNTP). 
Nessa reação, a quantidade de dNTP comparada ao ddNTP é maior, tendo, portanto, o grupo aná-
logo (ddNTP), uma menor probabilidade de associar a fita molde. Contudo, a quantidade adicionada 
garante que, pelo menos, um dos complementares à fita molde se associe e interrompa a replicação 
(Figura 2) (COX; DOUDNA; O´DONNELL, 2012).
Iniciador 5´ OH
CTAAGCTCGACTMolde 3´
+
dATP, dCTP, dGTP, dTTP
+ ddATP
GATTCGAGCTGddA
GATTCGddA
GddA
+ ddCTP
GATTCGAGddC
GATTddC
+ ddGTP
GATTCGAGCTddG
GATTCGAddG
GATTCddG
ddG
+ddTTP
GATTCGAGCd
GATddT
GaddT
A C G T
Autoradiograma do gel
de eletroforese
Sequência da
�ta complementar
(c)
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
3´
A
G
T
C
G
A
G
C
T
T
A
G
5´
Descrição da Imagem: a figura mostra o 
processo de sequenciamento de acordo com 
o método de Sanger. Assim, são expostos os 
componentes necessários para o processo. 
Um iniciador é representado por uma barra 
na cor laranja com o grupo OH livre, o qual 
se encontra pareado com uma fita-molde, 
simbolizada por uma barra de cor azul ligada 
às sequências CTAAGCTCGACT. Além disso, 
são mostrados os desoxinucleotídeos (dATP, 
dCTP, dGTP, dTTP) e os didesoxinucleotídeos 
(ddATP, ddCTP, ddGTP, ddTTP). De cada um 
dos ddNTPs, partem-se setas. Em conjunto 
com os demais componentes citados, são 
utilizadas as quatro reações preparadas. 
Abaixo de cada um dos didesoxinucleotí-
deos, é exposto um primer, simbolizado por 
uma barra laranja, que é ligado ao fragmento 
formado até ser interrompido à medida que 
a replicação acontece. Para o ddATP, são 
mostrados três fragmentos (GATTCGAGC-
TGddA, GATTCGddA e GddA). Para o ddCTP, 
dois fragmentos (GATTCGAGddC e GATTddC). 
Para o ddGTP, quatro fragmentos (GATTCGA-
GCTddG, GATTCGAddG, GATTCddG, ddG) e, 
para o ddTTP, três fragmentos (GATTCGAG-
Cd, ATddT e GaddT). Uma seta é desenhada 
a partir de cada um dos didesoxinucleotídeos 
presentes em direção à um poço de um gel 
de eletroforese representado. Nele, temos, na 
vertical, os fragmentos que foram finalizados 
pelos didesoxinucleotídeos de A, C, G e T. O 
gel, na posição vertical, com o polo negativo 
na parte superior e positivo na parte inferior, 
mostra os fragmentos na forma de bandas 
(barras) de cor preta, produzidos pela rea-
ção. Os fragmentos mais curtos migram mais 
rapidamente para a extremidade positiva 
do gel, enquanto os mais longos ficam mais 
próximos da superfície extremidade negativa 
do gel. Do lado esquerdo, são colocados os 
números de 1 a 12, de baixo para cima. Eles 
serão utilizados para a análise dos fragmentos 
formados. Do lado direito, na mesma posição, 
é exposta a sequência do DNA replicado e lido 
após a análise dos fragmentos do gel. De cima 
para baixo: 3´AGTCGAGCTTAG 5´.
Figura 2 - Processo de sequenciamento de 
acordo com o método de Sanger / Fonte: Nel-
son e Cox (2019, p. 293).
110
UNICESUMAR
O processo da técnica de Sanger, no passado, era realizado utilizando 
quatro tubos de ensaio. Cada um deles se diferenciava por ter um 
dos quatro ddNPs diferentes, um para cada base nitrogenada (A,-
T,G,C). Assim inseria-se um ddCTP (didesoxinucleotídeo) com a 
citosina em um tubo, ddGTP (didesoxinucleotídeo) com a guanina 
no segundo, ddATP (didesoxinucleotídeo) com a adenina no ter-
ceiro e ddTTP (didesoxinucleotídeo) com a timina no quarto tubo. 
Além deles, eram adicionados os demais elementos para a reação 
(DNA molde, DNA polimerase, primer e nucleotídeos) (Figura 2).
Dentro de cada tubo, a replicação terminava em lugares dife-
rentes. Por exemplo, a adição de um ddCTP a um dos tubos de 
reação fazia com que algumas fitas sintetizadas fossem terminadas 
de modo antecipado na posição onde normalmente um ddCTP 
seria adicionado, em oposição ao nucleotídeo (dGTP) contendo a 
guanina do molde. O resultado seria uma solução contendo uma 
mistura de fragmentos da fita de DNA de diferentes tamanhos. 
Neles, seriam, posteriormente, aplicados gel de poliacrilamida ou 
agarose (dependendo do tamanho dos fragmentos: poliacrilamida 
para fragmentos com até centenas de nucleotídeos e o de agarose 
para os fragmentos maiores) e separados por tamanho. 
Quanto ao posicionamento do gel, quando feito com agarose, 
normalmente, é acondicionado em um recipiente (cuba) na forma 
horizontal. Apresentam-se os polos positivo e negativo e é adiciona-
da uma solução-tampão. Por outro lado, em géis de poliacrilamida, 
a eletroforesena forma vertical é a usualmente utilizada. Os polos 
da cuba se encontram em um recipiente com tampão em níveis 
separados (o negativo em cima e o positivo embaixo) e conectados 
pelo gel. Assim, a partir da análise eletroforética, os fragmentos me-
nores seriam observados mais embaixo e os maiores mais em cima, 
considerando um gel na posição vertical. A leitura é feita de baixo 
para cima para obter a sequência do DNA, resultando em fragmen-
tos que se sobrepõem e formam a fita completa de DNA (Figura 2) 
(COX; DOUDNA; O´DONNELL, 2012; NELSON; COX, 2019).
Com o passar dos anos, o processo de sequenciamento foi 
atualizado mediante as ideias de Sanger. A primeira variação dessa 
atualização, em 1998, partiu da adição de didesoxinucleotídeos 
111
UNIDADE 5
fluorescentes coloridos em cada um dos quatro tipos identificados 
por cores diferentes (Figura 3). Além disso, todos os elementos da 
reação, inclusive, os ddNTPs, seriam adicionados juntos em um 
mesmo tubo. Com o uso de um termociclador que desencadeia 
o processo de replicação em várias etapas (ciclos), disponibili-
zando a variação de temperaturas ideais, repetidas várias vezes 
cada condição para os ciclos, o resultado seria a formação dos 
fragmentos gerados durante a reação de sequenciamento. No 
momento da adição de um ddNTP, a extensão do fragmento 
seria interrompida e, consequentemente, marcada com o último 
didesoxinucleotídeo incorporado. 
A leitura da sequência de cada nucleotídeo seria condiciona-
da aos diferentes ddNTPs, marcados com fluoróforos distintos, 
os quais são identificados em um sequenciador automático. O 
sequenciador automático tem o papel de excitar, por meio de 
um feixe de laser, os fragmentos formados, que emitem luz em 
diferentes comprimentos de onda, correspondentes ao fluoróforo 
do ddNTP do final do fragmento, os quais, posteriormente, são 
detectados por um fotomultiplicador (Figura 3). A informação 
será transmitida a um computador, que processa os dados. Depois, 
eles são restaurados em formato de eletroferograma ou de texto 
(fasta), seguidos da análise de bioinformática (GIUSTI; KETTE-
NER; FUCHS-FERRAZ, 2016).
Apesar de o método que utiliza o feixe de laser ser mais caro 
que as placas de vidro e os géis tradicionais, essa nova máquina de 
sequenciamento (Figura 4) demanda menos tempo e gera sequên-
cias de dados mais baratas que qualquer outro método tradicional. 
Com essa tecnologia, foi possível expandir a detecção de sequên-
cias de moléculas de DNA contendo milhares de nucleotídeos 
em poucas horas e genomas inteiros de centenas de organismos. 
Um exemplo do uso dessa tecnologia voltado à saúde humana foi 
o sequenciamento completo do genoma pelo Projeto Genoma 
Humano, realizado por Craig Venter e colaboradores, com muito 
esforço, entre 1990 e 2000, sequenciando os 3,2 bilhões de pares 
do DNA de uma célula humana (COX; DOUDNA; O´DONNELL, 
2012; HEATHER; CHAIN, 2016; NELSON; COX, 2019).
112
UNICESUMAR
 
Iniciador
3´ Sonda de sequênciadesconhecida
DNA- polimerase
Quadro dNTP,
Quadro ddNTP
Desnaturação
Segmentos de DNA 
marcados com corante 
�uorescente, copiados 
do molde com sequência 
desconhecida
Resultado gerado por computador após a passagem 
das bandas pelo detector
Migração
do DNA
Segmento marcados com 
corante �uorescente aplicados 
a um gel capilar é submetido a 
eletroforese
Detector Laser
Feixe de laser
20 30 40
C TC G T T T G A T G G T G G T T C C G A A A T C G G
Figura 3 - Primeiras modificações do método de Sanger / Fonte: Nelson e Cox (2019, p. 294).
Descrição da Imagem: a figura mostra uma das primeiras modificações do método de Sanger. Nele, são utilizados ddNTPs marca-
dos com fluorescência, os quais mostram as cores dos didesoxinucleotídeos que terminam os fragmentos. Além disso, são expostas 
seis moléculas de DNA molde (barra azul) ligadas à iniciadores (barra curta em amarelo). Por meio de uma seta voltada para baixo, é 
feita a indicação da adição do DNA polimerase, dNTP e ddNTP (descritos do lado esquerdo da seta). Abaixo da indicação da seta, são 
expostos os segmentos replicados (barra azul, na horizontal, que é o DNA molde, associado ao fragmento que está sendo replicado e 
em tamanhos diferentes, ligados a uma barra curta e amarela, a fim de simbolizar o primer). Em cada um deles, há, pelo menos, um 
dos ddNTPs contendo A, C, G ou T. Os ddNTPs estão representados no interior de círculos contendo a inicial da base do ddNTP e as 
cores dos corantes que os representam, a saber: verde (A), azul (C), amarela (G) e vermelha (T). Há outra seta com a ponta voltada para 
baixo, a qual mostra que os segmentos replicados passam por um processo de desnaturação. Todavia, agora, são mostrados somente 
os fragmentos de tamanhos diferentes (seis barras deitadas uma abaixo da outra. Cada uma contém, na extremidade esquerda, uma 
barra curta em amarelo, representando o primer, a extensão, simbolizada por uma barra azul e, na extremidade direita, os círculos com 
as cores de cada ddNTPs específicos), os quais foram formados e identificados pelas cores dos didesoxinucleotídeos. Do lado direito da 
figura, há uma coluna de eletroforese de tubo capilar que contém, no interior, o equipamento de sequenciamento, no qual são colocados 
os fragmentos replicados. Eles são separados em um único tubo. A observação das cores de cada fragmento gerado é detectada por um 
feixe de laser (caixa que se encontra do lado direito da coluna do tubo de eletroforese e que emite uma linha vermelha) o qual passa 
pela coluna à medida que as bandas passam pelo detector (caixa situada no lado esquerdo, paralelo ao feixe de luz). Essas informações 
vão diretamente a um computador. Por último, é mostrado um gráfico com picos coloridos. Na base de cada pico, existe um nucleo-
tídeo, representado pela letra e correspondendo à cor de cada um dos didesoxinucleotídeos detectados nos fragmentos replicados.
113
UNIDADE 5
Figura 4 - Representação de um equipamento de sequenciamento moderno / Fonte: Thermofisher ([2021], on-line)².
Descrição da Imagem: trata-se da representação do equipamento (analisador genético 3500xL) que faz o processo de sequenciamento. 
Ele está situado do lado direito e apresenta o formato de uma caixa quadrada nas cores azul e cinza. Na frente dele, há uma região de 
vidro transparente (de formato retangular, a qual ocupa a metade da parte superior do equipamento e é delineada, ao redor, pela cor 
azul), na qual é possível visualizar o interior. Um pouco abaixo do vidro, encontra-se uma faixa azul com os botões de comando. Do lado 
esquerdo, encontram-se um monitor menor que o equipamento de sequenciamento (com imagens de resultados do sequenciamento) 
e um CPU. Na frente do computador e do equipamento de sequenciamento, estão as caixas com o software de coleta de dados e um 
disco de CD. Outras caixas também estão presentes e são os kits de reagentes para a qualificação do sistema.
“Após 30 anos, cientistas dizem que DNA humano foi 100% sequenciado” (DUARTE, 2021, 
on-line). Esse é um título de uma reportagem publicada em 2 de junho de 2021. Há algum 
tempo, pensávamos que já tivessem superado esse trabalho. No entanto, os resultados finais 
apresentados em abril de 2003 revelaram que ainda faltaram alguns pedaços, algumas lacunas 
que somavam cerca de 8% do genoma humano. 
Nesses 18 anos após a divulgação dos resultados do Projeto Genoma Humano (PGH), os estu-
dos genéticos não pararam. Com o uso de novos métodos e tecnologias de sequenciamento 
genético, inclusive, de empresas do setor privado, como a Pacific Biosciences (PacBio), da Cali-
fórnia (EUA), e a Oxford Nanopore, do Reino Unido, foi possível preencher todas as lacunas do 
histórico PGH. As células utilizadas na pesquisa também foram cuidadosamente selecionadas. 
A equipe sequenciou o DNA de uma linhagem celular chamada CHM13, proveniente de um 
tumor benigno no útero, resultante de falha na fertilização de um óvulo.
Fonte: adaptado de Duarte (2021).
114
UNICESUMAR
O maior passo dado na inovaçãodas novas tecnolo-
gias de sequenciamento, descritas como tecnologias 
NGS (Sequenciamento de Nova Geração), em inglês, 
Next Generation Sequencing, aparece, inicialmente, 
em 2005, quando a forma comercial é utilizada. A 
partir disso, essas tecnologias só evoluíram. A grande 
vantagem delas está no fato de que todos os tipos pro-
movem o sequenciamento de DNA em plataformas 
capazes de gerar informações sobre milhões de pares 
de bases em uma única corrida. 
Apesar de essas tecnologias apresentarem diferen-
ças consideráveis entre si, todos os sequenciadores de 
NGS se baseiam no processamento paralelo massivo 
de fragmentos de DNA. Dessa forma, a principal dife-
rença se refere ao número de fragmentos processados. 
Enquanto um sequenciador de eletroforese processa, 
no máximo, 96 fragmentos por vez, os sequenciadores 
de nova geração podem ler até bilhões de fragmentos 
ao mesmo tempo (NEOPROSPECTA, 2016).
O primeiro sequenciador lançado da nova geração 
foi apresentado pela empresa de biotecnologia 454 
Roche. Ele foi utilizado para sequenciar o genoma 
inteiro da bactéria Mycoplasma genitalium. A base 
desse método é a incorporação de um nucleotídeo 
que traduz a emissão de luz a partir de um pirofosfato 
liberado na reação no momento em que cada nucleo-
tídeo específico é incorporado à molécula de DNA. 
Esse método foi chamado de pirosequenciamento 
(GOODWIN; MCPHERSON; MCCOMBIE, 2016).
O pirosequenciamento proposto por Mostafa 
Ronaghi, em 1996, utiliza, no sequenciamento, uma 
combinação de reações enzimáticas que iniciam com 
a liberação de um pirofosfato oriundo da adição de 
um desoxinucleotídeo à cadeia. Em seguida, esse pi-
rofosfato é convertido em ATP pela ATP sulfurilase e 
utilizado pela luciferase para oxidar a luciferina, pro-
duzindo um sinal de luz capturado por uma câmera 
CCD (charge-coupled device) acoplada ao sistema 
(Figura 5) (CARVALHO; SILVA, 2010).
115
UNIDADE 5
 
A A A
AA
A
A A A
A
A
G G
G
G
G G
G G
G G
G
T
TT
T
TT
C
C C C
C
C C C
P P
P
P P P
S
S
Pulso de dATP
5’
3’
5’
3’
Sem �ash de luz;
dATP degradado pela
apirase
Pulso de dGTP
Incorporação da base,
liberação de pirofosfato
A sulfurilase usa pirofosfato para
converter adenosina-5’-
-fosfosulfato em ATP
Flash de Luz
Na presença de ATP,
a luciferase reage com luciferina
(a)
(b) Sequência de nucleotídeos
A
A
GG T C G GTT C A
G T C A G T C A G
Nucleotídeo adicionado
2
1
In
te
ns
id
ad
e 
re
la
tiv
a 
da
 lu
z
Descrição da Imagem: a Figura (a) mostra uma fita de 
DNA molde, representada por uma barra azul deitada. 
Ela é ligada por uma linha curta e preta às bases nitroge-
nadas (com a estrutura química representada por dois 
anéis para a A e G, e um anel para T e C). Cada uma delas 
estão representadas pelas seguintes cores: A- azul; G- ver-
de; T- amarela; C- vermelha. A sequência é: TCCAGCAAGT. 
Acima da fita molde e associado a ela, é exposto um seg-
mento curto (primer) com cinco nucleotídeos na seguinte 
sequência: AGGTC. Uma pequena seta acima dessa fita 
molde indica que está sendo adicionado um pulso dATP 
(três estruturas químicas em forma de dois anéis da base 
adenina na cor azul). Por meio de uma seta mais longa 
e com a ponta voltada para baixo, do lado direito, está 
escrito no interior de uma caixa de texto cinza: “Sem flash 
de luz” e “dATP degradado pela apirase”. Abaixo da ponta 
da seta, está redigido “Pulso de dGTP". Em seguida, por 
intermédio de uma seta curta, é mostrada a imagem da 
estrutura química do dGTP (dois anéis na cor verde com 
a letra G no interior de um deles, a fim de representar a 
guanina). A ponta da seta curta é direcionada à imagem 
repetida da fita molde ligada ao primer. Abaixo da fita 
molde com o primer, encontra-se mais uma seta longa e 
descrita do lado direito da seguinte maneira: “Incorpora-
ção da base, liberação de pirofosfato”. Como a próxima 
base da fita molde é a C (citosina) e o pulso efetuado pelo 
sistema foi de dGTP, a base foi incorporada. Seguindo o 
desenho abaixo da ponta da seta, são expostos os grupos 
fosfatos sendo liberados no interior de um círculo com a 
letra P. O processo ainda apresenta mais uma seta após 
a liberação dos grupos fosfatos liberados. Do lado direi-
to dela, está redigido: “A sulfurilase usa pirofosfato para 
converter adenosina- 5´ fosfosulfato em ATP”. Passa-se, 
no meio da seta, outra seta na forma de hélice. Do lado 
esquerdo, é evidenciada a entrada da enzima sulforila-
se (S) e a estrutura química da adenosina 5 -́fosfosulfato 
(nucleotídeo contendo a adenina com o duplo anel em 
azul, além da pentose e do grupamento fosfato no interior 
de um círculo com a letra P, o qual está ligado à enzima 
sulfurilase, que está no interior de um círculo com a letra 
S). No lado direito, no final da ponta da seta, em forma de 
hélice, é indicada a saída da enzima (S) por um círculo com 
a letra S no interior. Na ponta, a seta longa (vertical) está 
indicando a liberação da molécula de ATP (estrutura quí-
mica com as bases adenina em azul + pentose + PPP). Uma 
última seta abaixo da estrutura do ATP, do lado direito, 
apresenta a seguinte informação: “Na presença de ATP, a 
luciferase reage com luciferina”. Abaixo da ponta da seta, é 
apresentada uma luz amarela sendo emitida e, no interior 
dela, está escrito: “Flash de luz”. Aqui, é evidenciado que, 
na presença de ATP, a enzima luciferase adicionada na 
reação reage com o ATP, transformando-se em luciferina, 
e emite o flash de luz. Ao lado direito, encontra-se a Figura 
5 (b), um gráfico que evidencia os picos, pela cor vermelha, 
das sequências de dNTPs adicionados. No eixo X, estão as 
letras que representam os nucleotídeos adicionados. Por 
outro lado, no eixo y, encontra-se a medição da intensi-
dade de luz mostrada nos picos do gráfico. Quando são 
adicionados dois nucleotídeos de bases iguais seguidas, 
por exemplo, duas citocinas (C), os picos são maiores que 
quando adicionada uma única base. No entanto, quando 
nenhum nucleotídeo é adicionado, a linha vermelha fica 
na base, como uma reta, por exemplo.
Figura 5 (a) - Fita de DNA molde; (b) - Gráfico dos 
picos das sequências de dNTPs adicionadas
Fonte: Nelson e Cox (2019, p. 295).
116
UNICESUMAR
Atualmente, vários métodos de nova geração 
surgiram ao mesmo tempo, baseados na inde-
pendência da amplificação prévia da amostra e 
na detecção de uma única molécula. Além disso, 
já é possível fazer o sequenciamento de genomas 
completos de vários indivíduos simultaneamente, 
diminuindo, de maneira significativa, o custo e o 
tempo das análises (NEOPROSPECTA, 2016). 
O sequenciamento feito pelo método de NGS é 
distribuído em quatro etapas principais (Figura 6).
A primeira etapa acontece quando a amos-
tra coletada é submetida à extração do DNA ou 
RNA. Já a segunda etapa ocorre quando ela é 
conduzida à preparação de bibliotecas (refere-se 
às coletâneas de fragmentos de DNA de origem 
genômica, transcriptômica ou metagenômica). 
Dessa maneira, as amostras do material extraído 
são submetidas às fragmentações randômicas 
por métodos físicos ou químicos. São exemplos 
de métodos físicos de fragmentação: sonicação 
e nebulização. Por outro lado, são exemplos de 
métodos químicos: enzimas de restrição. 
Finalizada a segunda etapa, a de fragmentação, 
a amostra é submetida ao sequenciamento, que é 
a terceira etapa. Os aparelhos NGS sequenciam a 
amostra de DNA e geram milhões de fragmen-
tos curtos (chamados de reads). Para saber exa-
tamente onde essas sequências estão localizadas 
no genoma da amostra analisada, os reads são 
comparados a um genoma de referência construí-
do no Projeto Genoma Humano. Nesse sentido, 
na quarta etapa, são realizadas as análises dos da-
dos pela bioinformática. A partir disso, é possível 
investigar na literatura e nos bancos de dados a 
possível sequência de nucleotídeos extraídos e 
detectar se há a presença de variações (KREMER, 
2019; ENTENDA..., 2020).
117
UNIDADE 5
Amostra Extração
de DNA
Sequenciamento
Preparação de 
BibliotecaA
G
T
G
C
G
T
A
A
G
G
T
C
G
T
C
G
G
G
T
C
C
C
C
G
T
G
A
C
C
A
G
T
T
G
A
C
T
A
G
A
G
A
A
C
G
T
A
A
G
C
A
T
G
T
C
T
T
C
A
Análise
Bioinofrmática
Abracadabra
Index
Figura 6 - Principais etapas do Sequenciamento de Nova Geração (NGS) / Fonte: Entenda... (2020, on-line). 
O Sequenciamento de Nova Geração (segunda, terceira…) é coordenado por diferentes plataformas, 
ou seja, os equipamentos onde ocorrem o sequenciamento. Existem diferentes plataformas disponíveis 
no mercado, as quais se diferem em relação à tecnologia e ao método utilizado para o sequenciamento 
em massa. Os métodos chamados de segunda geração incluem as plataformas Ion Torrent e Illumina. 
Já os de terceira geração abrangem o Pacific Biosciences e o Oxford Nanopore, que utilizam desde 
polimerases modificadas imobilizadas em uma superfície até nanoporos que detectam variações de 
corrente elétrica ou, ainda, a liberação de íons resultantes do processo de polimerização da molécula 
nascente, como na tecnologia Ion.
Todas as plataformas desenvolvidas são frequentemente utilizadas nas rotinas de laboratório e cada uma 
apresenta as vantagens e as especificidades. No quadro a seguir, é possível fazer algumas comparações. Esse 
Descrição da Imagem: trata-se de uma ilustração da ordem dos eventos necessários para sequenciar uma amostra utilizando o método 
de NGS. No topo da figura, são mostrados dois tubos. Um tem uma tampa azul contendo o equipamento de coleta, o swab, e, na extre-
midade externa, há uma etiqueta de código de barras. Já o outro tem uma tampa roxa e mostra, no interior, um conteúdo interno de cor 
vermelha ocupando 1/3 do frasco. Por meio de uma seta na posição horizontal, é mostrada a imagem de uma molécula de DNA dupla 
fita (uma das fitas está na cor laranja-claro, enquanto a outra está na cor laranja-escuro. Internamente, elas estão unidas por traços na 
cor cinza) lateralmente. Após a representação do DNA, está escrito: “Extração de DNA”. Dando continuidade às etapas, mais uma seta 
indica a preparação da biblioteca de fragmentos. Ela mostra uma placa no formato de um quadrado cheio de pontos laranja no interior. 
Do lado direito da biblioteca, é exposta uma molécula de DNA no interior de um círculo e, abaixo dele, há um código de barras com a 
palavra “Index”. Mais uma seta transversal indica a imagem de um equipamento de sequenciamento, o qual é representado por meio do 
formato de uma caixa na cor cinza-claro com quatro faixas. A primeira é cinza-escuro, a segunda, mais fina, é verde, e tem escrita a palavra 
“Sequenciamento”. Separada por um espaço, está mais uma faixa cinza-escuro com o nome do equipamento redigido na parte superior do 
lado direito. Na base do sequenciador, está a última faixa cinza-escuro. Por outro lado, na parte superior do equipamento, é representada 
uma tela retangular com as letras das bases dos nucleotídeos distribuídos em cinco linhas e 12 colunas. Uma última seta horizontal, cuja 
ponta se volta ao lado esquerdo, mostra um monitor de computador com as imagens de vários gráficos da análise do sequenciamento. 
Na base do monitor, está escrita a seguinte frase: “Análise bioinformática Abracadabra” (plataforma de análise da bioinformática).
118
UNICESUMAR
é um campo em constante desenvolvimento e aprimoramento. Dessa forma, a evolução de uma próxima 
geração facilitará a busca por uma maior quantidade de sequências com maior tamanho de fragmentos, 
melhor qualidade e menor custo por base sequenciada (SAFADY, 2019; NEOPROSPECTA, 2016).
Plataforma Tamanho da sequência
Capacidade 
Máxima
Quantidade de 
Reads
Tempo de 
corrida Taxa de Erro
Sequenciamento por ligação
SoliD 50-75pb 80- 32Gb ~700M- 1,4B 6- 10d ≤ 0.1% Viés AT
Sequenciamento por síntese com terminação reversível a cada ciclo
Illumina MiniSeq 75- 150pb 1- 75Gb 14- 50M 7- 24h < 1% substituição
IlluminaMiSeq 36- 300pb 540Mb- 15Gb 12- 50M 4- 56h 0.1% substituição
IlluminaNextSeq 75- 150pb 16- 120Gb 250- 800M 11- 26h <1% substituição
IlluminaHiSeq 36- 250pb 9- 900Gb 300M- 4B 7h- 6d 0.1% substituição
Sequenciamento por síntese com detecção de sinal na incorporação de nucleotídeo único
454GS 400- 1000pb 35- 700Mb 0.1- 1M 10- 23h 1% indel
Ion PGM 200- 400pb 30Mb- 1Gb 0.4- 5.5M 3- 23h 1% indel
Ion Proton até 200pb até 10Gb 60- 80M 2- 4h 1% indel
Ion S5 200- 400pb 600Mb- 15Gb 3- 80M 2- 4h 1% indel
Moléculas únicas em tempo real- reads longos
Pacific
BioSciences
8- 20Kb 500 Mb - 7Gb 0,05 - 0,35M 1- 6h ~13%
Oxford
Nanopore
até 200Kb até 4Tb > 100.000 até 48h ~12%
Quadro 1 - Comparativo entre as plataformas de Sequenciamento de Nova Geração (Solid, Illumina, 454 GS, ION, Pacific BioS-
ciences e Oxford Nanopore) / Fonte: Goodwin, Mcpherson e Mccombie (2016, p. 341).
O sequenciamento de Sanger era um método de sequenciamento muito utilizado até mesmo após 
a geração dos novos sequenciadores, uma vez que a principal vantagem dele era a possibilidade de 
fazer leituras de um número maior tamanhos de fragmentos. No entanto, atualmente, a tecnologia de 
NGS vem sendo aprimorada em relação ao tamanho médio dos fragmentos curtos de DNA gerados 
(reads), que podem alcançar o tamanho médio dos fragmentos obtidos pela técnica de Sanger, ou seja, 
750 pares de bases. Quanto ao custo-benefício, o método de Sanger apresenta, como desvantagem, a 
dependência de uma grande quantidade de material genético, o que pode inviabilizar as análises em 
ampla escala (GIUSTINI; KETTENER; FUCHS-FERRAZ, 2016; KWOK; CHIANG, 2016).
As aplicabilidades da técnica de sequenciamento são variadas. Se retornarmos ao início de nossa 
análise, no caso da deterioração dos produtos de panificação da empresa de Vicente, é possível prever a 
importância da técnica de sequenciamento e delimitar a técnica que seria possível utilizar para atingir 
os resultados de controle adequado. Reflita sobre qual técnica escolher. Muito provavelmente, seria inte-
119
UNIDADE 5
ressante optar pelo sequenciamento de nova geração NGS, uma vez que, para fazer a técnica de Sanger, 
seria mais demorado. Com o sequenciamento de DNA, é possível identificar todos os microrganismos 
presentes nas cadeias produtivas, além de rastrear os microrganismos encontrados, saber onde estão 
os repositórios e entender como estão se espalhando na empresa, para que se possa fazer o controle 
adequado, caso se trate de bactérias deteriorantes e patogênicas, por exemplo (NEOPROSPECTA, 2016).
Além disso, a técnica vem sendo utilizada no ramo alimentício para a detecção de fraudes. Um 
exemplo foi uma operação que foi feita em 2017 pela Polícia Federal em frigoríficos do país. Na época, 
foi revelado que carne vencida e moída com papelão era vendida no Brasil. Também houve um grande 
escândalo revelando a presença de carne de cavalo em produtos na Europa. Em outro caso, um DNA 
de porco foi encontrado em grande parte dos produtos identificados como bovinos. Nesse aspecto, 
o sequenciamento pode identificar segmentos específicos de DNA presentes nos alimentos, os quais 
podem apontar claramente a composição deles. O DNA dos alimentos, sequenciado em plataformas 
de alto desempenho (NGS), revela os ingredientes animais ou vegetais que o compõem e auxilia no 
rastreamento de possíveis fraudes e adulterações (NEOPROSPECTA, 2016).
O sequenciamento também pode ser aplicado à área de monitoramento ambiental. Suponha que em 
um hospital tenha registrado casos frequentes de infecções em pacientes de uma determinada área. Nesta 
situação, é possível, com o uso de swabs, recolher uma amostra dos microrganismos presentes em equi-
pamentos eletrônicos, cadeiras, corrimão, porta de banheiros, torneiras, mãos ou qualquer superfície que 
possa estar presente um microbioma. A grande vantagem da técnica de sequenciamento é a possibilidade 
de identificar e conhecer, por apenas uma pequena quantidade de uma amostra, todos os microrganismos 
que estavam presentes no momento da coleta. Uma análise do microbioma dá a oportunidade de apre-
sentar uma escolha específica em casos de contaminações microbiológicasou disponibilizar métodos de 
controle em ambientes que precisam estar limpos e livres de contaminações (NEOPROSPECTA, 2018).
Já imaginou poder sequenciar todos os seus genes? Detectar a pro-
babilidade de ter a propensão de desenvolver uma determinada 
doença? A atriz Angelina Jolie popularizou o feito, após divulgar que 
optou por retirar os seios para prevenir o câncer de mama, depois 
de realizar um sequenciamento genético que detectou a propensão 
para o desenvolvimento da doença. Essas e outras ações podem ser 
feitas com o conhecimento do funcionamento dos genes. Será que essa técnica está dis-
ponível no Brasil? Qual é o custo? Essas e outras curiosidades você verá nesta reportagem. 
Acesse o QRCode e confira!
https://apigame.unicesumar.edu.br/qrcode/11343
120
UNICESUMAR
Na área da medicina, o sequenciamento pode monitorar o ambiente dos microrganismos presentes no 
nosso corpo. Por exemplo, amostras coletadas das fezes podem revelar algumas funções fisiológicas 
nossas. Segundo Christoff et al. (2019), por meio do sequenciamento da amostra, é possível conhecer 
os hábitos e a saúde das pessoas, medir a eficiência do uso de antibióticos, fazer uma otimização e uma 
avaliação da eficácia de tratamentos probióticos e prebióticos, conhecer os microrganismos patogêni-
cos presentes na flora intestinal, além de fomentar estudos para diagnóstico e tratamento de doenças.
As funcionalidades do sequenciamento não são apenas essas. Ele pode ser usado no estudo de genes 
e entender quais proteínas codificam, assim como é possível observar o que levam as trocas nos genes. 
Na biologia evolutiva, o sequenciamento do DNA é útil para entender como diferentes organismos 
estão relacionados e, na ciência forense, é o corriqueiro meio de identificação de organismos e utilizado 
em testes de paternidade.
Você já ouviu alguém falar da medicina personalizada? Trata-se de 
uma forma revolucionária de investigação de uma doença. Nela, 
mostra-se a possibilidade de encontrar o tratamento certo de forma 
individualizada e, sobretudo, no tempo certo. A principal ferramenta 
utilizada para essa análise é a técnica de sequenciamento do DNA. 
Ela permite obter diagnósticos precisos. No podcast deste ciclo de 
aprendizagem, apresento algumas informações e curiosidades so-
bre a medicina personalizada. Não deixe de ouvir!
Não é por acaso que a biologia molecular é uma das disciplinas da sua grade curricular. Entender a 
estrutura, a funcionalidade e o processamento das moléculas de ácidos nucleicos, como o DNA e o 
RNA, é a base da biologia molecular. Desse modo, o estudo aprofundado com o uso das tecnologias 
existentes ajuda a compreender o funcionamento dos organismos vivos.
Por exemplo, agora, você sabe muito mais que simplesmente os conteúdos básicos das infor-
mações de DNA. Nesta unidade, você compreendeu que essas moléculas podem ser lidas ponto 
a ponto pelo método de sequenciamento e é possível aproveitar as informações, a fim de detectar 
características genéticas, como os patógenos, os quais iniciaram a nossa discussão. Vicente optou 
pela técnica de sequenciamento, provavelmente, sequenciamento em tempo real, para detectar qual 
era o microrganismo que estava causando prejuízos. 
Eventualmente ou frequentemente, esse será um dos conhecimentos que você necessitará resgatar 
em algum período de sua trajetória profissional, uma vez que a biomedicina apresenta um leque de 
aplicabilidades de investigações. Essa pode ser uma delas!
https://apigame.unicesumar.edu.br/qrcode/9065
121
Chegou o momento de concluir este ciclo de aprendizagem fazendo uma verificação dos co-
nhecimentos adquiridos sobre o sequenciamento de DNA. A seguir, está disposto um mapa de 
empatia. Nele, você deverá preencher as lacunas vazias que definem as características que estão 
interligadas. Vamos lá!
SEQUENCIAMENTO DE DNA
1
Aplicabilidade
Detecção de
micro-organismos
Monitoramento
ambiental
Detecção de fraude
em alimentos
2
Em 1977 quando tudo
começou
Dois pesquisadores consolidaram
o desenvolvimento do
sequenciamento de DNA
Alan Maxam e
Walter GilbertFrederick Sanger
Baseia na utilização
de ddNTPs que
interrompe o
processo de
replicação
3
Sequenciamento
convencional
Componentes:
5
DNA Polimerase
ddNTPs
(A, C, G, T)
Direcionados para a
eletroforese
4
6
Sequenciamento
automatizado de Sanger
Utiliza sondas �uorescentes em
cada ddNTP
A reação é aplicada
Separados em tamanhos
Computador revela
picos que mostram
cada nucleotídeo
Sequenciamento
de NGS - tipos:
7
PirosequenciamentoEmitem luz
122
1. O sequenciamento é uma técnica que surgiu após os estudos relacionados à compreen-
são da molécula de DNA e os componentes dela. Por volta de 1977, foi consolidada a 
primeira estreia de dois protocolos para aplicar a técnica. Ela foi apresentada por dois 
pesquisadores: Alan Maxam e Frederick Sanger. 
Em relação à técnica de sequenciamento de DNA, assinale a alternativa correta:
a) É uma técnica capaz de identificar as sequências de aminoácidos presentes na molé-
cula de RNAm.
b) O sequenciamento é uma técnica capaz de identificar os nucleotídeos, de forma or-
denada, presentes no genoma de um organismo.
c) O sequenciamento permite a identificação de nucleotídeos de uma molécula de DNA, 
mas não possibilita analisar a ordem.
d) A técnica de sequenciamento corresponde ao modo com que a molécula de DNA pode 
se replicar durante o processo de reprodução celular.
e) Sequenciar o DNA é o modo pelo qual os cientistas visualizam a estrutura geral e 
relaciona com a função gênica.
2. Historicamente, o sequenciamento de DNA foi iniciado em 1977 e o pesquisador que 
apresentou o processo mais aceito e fácil de desenvolver foi Frederick Sanger. Dessa 
forma, a metodologia foi chamada de sequenciamento de Sanger. 
Assinale a alternativa que melhor descreve os elementos essenciais e utilizados no 
sequenciamento de Sanger e o processo de desenvolvimento dessa metodologia:
a) O sequenciamento de Sanger consiste na utilização do DNA polimerase, uma fita 
molde de DNA, um iniciador, desoxinucleotídeos e os didesoxinucleotídeos. O evento 
se processa pelo término da replicação de um DNA em pontos diferentes, que são 
visualizados e analisados por eletroforese.
b) O sequenciamento de Sanger consiste na utilização do DNA polimerase, uma fita 
molde de DNA, um iniciador, desoxinucleotídeos e enzimas de restrição. O evento se 
processa pelo término da replicação de um DNA em pontos diferentes, por meio da 
ação da enzima de restrição. Depois, são visualizados e analisados por eletroforese.
c) O sequenciamento de Sanger consiste na utilização do DNA polimerase, uma fita molde 
de DNA, um iniciador, desoxinucleotídeos e didesoxinucleotídeos. O evento se processa 
pelo término da transcrição de um DNA em pontos semelhantes, que são visualizados 
e analisados por autorradiografia.
d) O sequenciamento de Sanger consiste na utilização do RNA polimerase, uma fita molde de 
DNA, um iniciador e desoxinucleotídeos. O evento se processa pelo término da replicação 
de um DNA em pontos diferentes, que são visualizados e analisados por eletroforese.
123
e) O sequenciamento de Sanger consiste na utilização do DNA polimerase, uma fita 
molde de DNA, um iniciador, desoxinucleotídeos e didesoxinucleotídeos. O evento se 
processa pelo início da replicação de um DNA em pontos diferentes, que são marcados 
por sondas e visualizados por técnicas computadorizadas.
3. O desenvolvimento da técnica de sequenciamento foi consolidado quando Sanger 
descobriu que, se conseguisse interromper a replicação de um mesmo DNA em pontos 
diferentes, ele poderia juntar essas fitas menores e formar a sequência completa do 
DNA. O aspecto essencial para efetuar o término da replicação se deve ao uso de qual 
elemento na reação? 
Assinale a alternativa correta:
a) O elemento da reação que interrompe a replicação é o iniciador marcado radioati-
vamente, pois não permite que mais nenhum nucleotídeo possa ser adicionado na 
replicação.
b) O elementoque interrompe a síntese de DNA é representado pelos didesoxinucleotí-
deos (ddNTP’s), por não terem o grupamento 3´hidroxila, necessário para permitir a 
associação do próximo nucleotídeo (dNTP).
c) O componente que não permite a continuação da replicação é a enzima de restrição 
que é colocada no processo, a qual faz a quebra da fita e interrompe a síntese do DNA.
d) O elemento-chave do sequenciamento de DNA é a introdução de grupamentos de 
pirofosfatos, que emitem luz e permitem verificar o nucleotídeo replicado.
e) O componente que cessa a replicação e permite visualizar o nucleotídeo final introdu-
zido durante a síntese são os nucleotídeos marcados radioativamente.
4. Com o passar dos anos, o processo de sequenciamento foi sendo atualizado a partir 
das ideias de Sanger. Atualmente, temos os Sequenciadores de Nova Geração (NGS), 
que são utilizados frequentemente nos laboratórios para análises diversas. Quais são 
as vantagens e as desvantagens que essas inovações trouxeram em relação ao método 
de Sanger?
5. O primeiro sequenciador lançado da nova geração foi apresentado pela empresa de 
biotecnologia 454 Roche. A primeira aplicação divulgada foi para sequenciar o genoma 
inteiro da bactéria Mycoplasma genitalium. Esse método foi chamado de pirosequen-
ciamento. 
Sobre o pirosequenciamento, assinale a alternativa correta:
a) O pirosequenciamento, diferentemente do método tradicional de Sanger, não utiliza 
didesoxinucleotídeos (ddNTP’s). Ao contrário, adiciona um grupamento de pirofosfato 
124
no desoxinucleotídeo, combinação que ajuda no progresso de reações que fazem as 
enzimas presentes emitirem luz.
b) O pirosequenciamento utiliza uma combinação de reações enzimáticas, além dos di-
desoxinucleotídeos (ddNTP’s), que liberam um pirofosfato. Em seguida, o pirofosfato 
é convertido em ATP. Pela ATP sulforilase, é realizada a luciferase, a fim de oxidar a 
luciferina, produzindo um sinal de luz.
c) A sulforilase é uma das enzimas presentes no processo de pirosequenciamento, que 
libera o grupamento pirofosfato e produz um sinal de luz capturado por uma câmera 
CCD (charge-coupled device) acoplada ao sistema.
d) Os pirofosfatos liberados pelos nucleotídeos no processo de pirosequenciamento 
são convertidos em ATP pela ATP luciferase, sendo esta utilizada pela sulforilase para 
produzir um sinal de luz capturado por uma câmera CCD (charge-coupled device) 
acoplada ao sistema
e) O pirosequenciamento, assim como o método de Sanger, utiliza, como modo de visua-
lização, a eletroforese para analisar as sequências de nucleotídeos lidos.
6. De acordo com o professor Vasco Azevedo, do Departamento de Biologia Geral do 
ICB- UFMG, há uma grande relevância dada aos sequenciamentos para a prevenção 
de grandes contaminações de patógenos, como no atual caso do SARS-CoV-2. O do-
cente explica que o sequenciamento veio como uma facilidade para área da genética, 
pois é possível analisar diretamente o ácido nucleico e comparar com outros, com 
o intuito de verificar a evolução de uma determinada doença, como o SARS-Cov-2. 
CORONAVÍRUS: entenda a importância do sequenciamento genético. Fundep, 16 
mar. 2020. Disponível em: https://www.fundep.ufmg.br/coronavirus-sequenciamen-
to-genetico/. Acesso em: 14 dez. 2021.
Sobre a aplicabilidade da técnica de sequenciamento, descreva, pelo menos, outras 
cinco utilidades que esse método trouxe para a humanidade.
6
Nesta unidade, você saberá como identificar uma sequência de 
DNA que esteja alterada, quando comparada ao estado normal. 
Perceberá que a detecção das alterações de sequência gênica 
demonstra a variabilidade das características expressas nos in-
divíduos, as quais podem estar associadas a elementos positivos 
ou negativos para o indivíduo. Além disso, conhecerá os tipos 
de metodologias utilizadas para identificar essas alterações, tais 
como os biomarcadores e as características. Verá, ainda, algumas 
aplicabilidades dessas técnicas na área da saúde.
Marcadores moleculares 
que determinam e 
analisam o DNA e 
as aplicações dele 
na pesquisa na área 
biomédica
Dra. Ana Luisa Monezi Lucena
126
UNICESUMAR
Leia o estudo de caso a seguir: Antônio, há alguns anos, vem, exaustivamente, passando por tratamentos 
para tentar impedir a disseminação de um câncer no fígado. Mesmo depois de passar por três cirurgias 
por anos consecutivos, ainda não foi possível eliminar o tumor. Desde 2008, tem utilizado medicamen-
tos e feito investigações constantes, a fim de obter uma melhor qualidade de vida. Recentemente, foi 
detectada, por meio de exames clínicos, uma alteração nas sequências de DNA presentes nas células 
do pulmão. Isso revela uma possível metástase.
Diante do caso de Antônio, você já imaginou como poderiam ser identificados os cânceres de fígado 
e do pulmão por exames moleculares? Quais são as vantagens de se identificar uma determinada doença 
por meio de exames moleculares? Como a medicina tem se beneficiado do estudo dos genes? Quais 
são as aplicações e práticas imediatas? O que se espera para o futuro? Quais são as implicações éticas?
Suponha que uma característica é associada a uma doença manifestada ou é detectada a resistência 
do indivíduo a determinadas qualidades: essas são situações condicionadas às informações presentes 
no DNA e aos fatores ambientais que determinam a expressão de tais características. Atualmente, com 
o advento da biologia molecular, essas modificações podem ser identificadas de forma rápida e menos 
invasiva, assim como acontece no problema de Antônio. 
A importância da análise evidencia que é possível entender como os nossos genes funcionam quando 
estão normalizados e compreender os motivos pelos quais causam doenças quando alterados. O diag-
nóstico molecular tem sido utilizado para um número crescente de patologias, auxiliando no aconse-
lhamento genético e no diagnóstico pré-natal, com o intuito de evitar a proliferação de determinadas 
anomalias. Devido ao entendimento do funcionamento de determinados genes, na atualidade, já se tem 
a possibilidade de identificá-los antes ou após a manifestação deles e prever tratamentos específicos, 
de maneira que, se não for alcançada a cura, possa ajudar no tratamento e no prolongamento da vida, 
mesmo com a presença de alterações. 
Considere que você trabalha em um laboratório e deseja indicar para um médico os exames mais 
modernos, com o objetivo de detectar uma determinada doença e solucionar a interpretação de casos, 
como o de Antônio. Dessa forma, você, profissional da saúde, teria a oportunidade de apresentar os 
métodos da biologia molecular capazes de revelar os resultados necessários sem serem tão invasivos. 
127
UNIDADE 6
A melhor maneira de iniciar a conversa é apresentar os métodos laboratoriais que identificam os 
genes alterados e que apontam tipos celulares e patologias específicas, mostrando a participação dos 
marcadores que os identificam. Para compreender ainda mais o assunto, faça uma breve pesquisa sobre 
os biomarcadores moleculares mais recentes e confiáveis para a identificação de doenças ou outras 
características dos organismos. Você pode utilizar os meios de circulação on-line, tais como artigos 
científicos e sites de laboratórios clínicos. 
Você já sabe a importância da detecção e da compreensão da funcionalidade da molécula de DNA 
em relação à manifestação de determinadas características no corpo e à atuação delas na vida. Além 
disso, você já percebeu que, com o desenvolvimento das ferramentas de biologia molecular, foi possível 
manipular a molécula de DNA e detectar as alterações que se relacionam a determinadas doenças. 
Nesta unidade, você entenderá que os aspectos descritos são essenciais para entender as facilidades 
que a biologia molecular trouxe para a detecção de sequências diferentes no material genético, vin-
culadas às características incomuns. Os biomarcadores moleculares são uma das otimizações nessa 
área. Reflita: como o avanço dessas ferramentas podem ser benéficas para pessoas como Antônio,por 
exemplo? Registre os pontos essenciais da sua reflexão sobre o advento dos biomarcadores.
DIÁRIO DE BORDO
128
UNICESUMAR
A ideia de identificar as características marcantes nos organismos iniciou em meados dos anos 60, 
com os marcadores morfológicos. Eles se baseavam na observação morfológica dos indivíduos, tais 
como altura, cor, textura e reprodutibilidade. No entanto, em consequência desse tipo de marcador 
apresentar uma capacidade reduzida de análise morfológica e, por vezes, sofrer influência ambiental, 
não foi considerado suficiente e seguro em determinadas situações. Dessa forma, houve a necessidade 
de estudar e desenvolver marcadores mais completos, que vieram a aparecer após o lançamento das 
diferentes tecnologias de manipulação do DNA, chamados de marcadores moleculares e que exa-
minam o material genético (TURCHETTO-ZOLET et al., 2017).
Quando pensamos no significado da palavra “marcador”, logo vem em mente algo que possa destacar 
um elemento de interesse. Na biologia molecular, para essa finalidade, destaca-se o desenvolvimento de 
marcadores moleculares que revelam uma sequência de moléculas químicas que expressam as carac-
terísticas importantes dos organismos. O surgimento dos marcadores moleculares aconteceu a partir 
da descoberta da estrutura e da funcionalidade da molécula de DNA, passando pelas metodologias 
desenvolvidas para a manipulação, como as enzimas de restrição, o DNA polimerase, a eletroforese, as 
técnicas de PCR e o sequenciamento genético. Esses avanços permitiram que o DNA, antes, entendido 
como uma molécula de difícil acesso, fosse uma molécula de fácil manipulação.
Em 1980, o uso de marcadores moleculares passou a integrar rotineiramente a análise do DNA 
das mais diversas espécies, como plantas, animais, microrganismos e humanos. Desde então, eles vêm 
sendo aperfeiçoados e evoluem em conjunto com os avanços voltados às técnicas de sequenciamento 
em larga escala. A presença de vários tipos de marcadores moleculares e as diferenças de princípios, 
metodologias e aplicações requerem uma consideração cuidadosa na escolha de um ou mais desses 
129
UNIDADE 6
métodos de acordo com a aplicação e os recursos (técnico, financeiro, equipamentos) disponíveis em 
cada centro de estudo (TURCHETTO-ZOLET et al., 2017).
Os marcadores moleculares são uma espécie de marcas digitais que podem ser localizadas em partes 
do DNA de qualquer organismo vivo. Essas marcas são herdadas geneticamente e podem variar entre 
os indivíduos de uma espécie. Além disso, representam alterações na sequência de nucleotídeos da 
molécula de DNA, denominadas polimorfismos. 
Considere que o genoma é composto por, aproximadamente, 90% de sequências não codificadoras, 
ou seja, que carregam uma sequência de nucleotídeos que não será transcrita em RNA mensageiro, 
nem traduzida em proteína, correspondendo às sequências com funções regulatórias. Há outras 
sem função conhecida. 
No entanto, também existem, em pequena porcentagem, mas com grande importância, as se-
quências que podem ser transcritas e traduzidas. Elas expressam uma determinada característica. 
Portanto, a maioria das alterações que ocorrem no DNA pode ser estável e não promover mudanças 
fenotípicas, uma vez que o número de sequências não codificadoras é a maioria (DIAS-SALMAN; 
GIACHETTO; MALAGO JR., 2009).
Quando as variações ocorrem, elas são resultantes das mutações nas sequências de DNA decorrentes 
de inserções, deleções e substituições de bases ou erros de replicação do material genético, o que se 
transforma em uma leitura incorreta. O desenvolvimento e o uso de marcadores moleculares para a 
detecção e a exploração desses polimorfismos do DNA constituem um dos avanços mais significativos 
no campo da genética molecular. Isso se deve ao fato de que a utilização de marcadores localizados 
no DNA fornece um número praticamente ilimitado de informações distribuídas aleatoriamente ao 
longo do genoma (PIERCE, 2013; TURCHETTO-ZOLET et al., 2017).
As variações das sequências gênicas detectadas por marcadores constituem uma forma de entender 
as características herdadas e predizer comportamentos vantajosos, ou não, para determinada espécie. 
Por isso, os marcadores moleculares são extremamente valorizados por quem investiga as relações entre 
genótipo e fenótipo e pelas áreas que envolvem a genética, a biologia molecular e a biotecnologia, como 
a genética de populações, a filogeografia, a filogenia molecular, o mapeamento genético, o diagnóstico 
das doenças genéticas e os testes de paternidade (TURCHETTO-ZOLET et al., 2017).
As variantes dos marcadores moleculares apresentam três características principais que os des-
tacam: o modo de detecção, a ação gênica e o rendimento de genes analisados. Quando é 
considerado o modo de detecção, são incluídos aqueles baseados em hibridização, em reação em 
cadeia da polimerase (PCR) e, por fim, os marcadores calcados em sequenciamento. Em relação à 
ação gênica, os marcadores podem ser classificados de acordo com o tipo de herança alélica e podem 
ser dominantes ou codominantes (Figura 1). 
Os marcadores codominantes possibilitam diferenciar os indivíduos homozigotos e heterozigotos, o 
que não é possível por meio de marcadores dominantes. Com eles, apenas é possível identificar a presença 
ou a ausência de um determinado alelo. Essa característica é muito importante dependendo do objetivo 
do estudo, já que, por exemplo, não é possível realizar a análise de paternidade com marcador dominante. 
130
UNICESUMAR
Por sua vez, os marcadores moleculares baseados no rendimento são definidos de acordo com a 
quantidade de loci genotipados por vez, considerando os de genotipagem de baixo rendimento, que 
permitem identificar poucos loci por vez, e os de genotipagem de alto rendimento, que identificam 
milhares de loci simultaneamente (TURCHETTO-ZOLET et al., 2017).
A A1 A2
A2A1A
P1
P1 P2 F1 P1 P2 F1
P2 P1 P2
a
a
150 pb 100 pb
Dominante Codominante
150 pb
100 pb
Figura 1 - Representação das heranças alélicas dominante e codominante na diferenciação da expressão de alguns tipos de 
marcadores / Fonte: Marcadores... ([2021], [s.p.]).
Descrição da Imagem: trata-se de uma representação das sequências parentais P1 e P2, que estão classificadas, de acordo com o tipo 
de herança alélica, em dominante (quatro sequências e um gel com o resultado da eletroforese localizados à esquerda da figura) e co-
dominante (quatro sequências e um gel com o resultado da eletroforese localizados à direita da figura). Cada sequência é representada 
por duas barras de cor cinza. Em relação aos marcadores dominantes das quatro sequências, dois são P1 e dois P2, representando uma 
amplificação. A identificação do alelo A se dá por meio de uma barra menor de cor vermelha. Por outro lado, o alelo a é representado 
por meio de uma marcação em azul. Ambos estão localizados na parte interna da sequência. Em P1, cada sequência apresenta uma 
barra vermelha na parte inicial da barra superior da sequência e outra na parte final e inferior da barra da sequência. Em P2, cada 
sequência apresenta uma barra vermelha na parte inicial da barra superior da sequência, enquanto, na barra inferior, a marcação azul 
é vista na porção final. Após a eletroforese das três colunas do gel, em P1, mostra-se uma banda (pequena barra retangular preta re-
presentando os fragmentos com o gene dominante AA), enquanto a coluna contendo os fragmentos de P2 não apresenta uma banda, 
já que os alelos são Aa e esse tipo de marcador é dominante, não mostrando os heterozigotos. A coluna com F1 apresenta a banda do 
alelo AA na mesma altura que a banda de P1. Desse modo, fica demonstrado que não herdou ´´a´´ de P2´´. Para a classificação do 
tipo codominante, as quatro sequências (duas P1 e duas P2) apresentam as barras vermelhas representando os alelos A. Em P1, são 
mostrados os alelos A1 nas duas sequências, uma barra no início da barra superior de cada sequência e uma na parte final da barra 
inferior. Ambas as sequênciasP1 apresentam 150 pares de base. Em P2, os alelos A2 têm as mesmas localizações que P1 nas duas 
sequências, mas os fragmentos de DNA carregam 100 pares de base cada um. Na visualização do gel, a coluna P1 mostra uma banda 
mais alta (representando o fragmento maior - 150pb), P2 uma banda mais baixa (representando o fragmento menor – 100pb) e F1 
mostra as duas bandas observadas em P1 e P2 (duas bandas com posições diferentes na mesma coluna de F1, 150 pb e 100pb). Em 
F1, fica evidente que a caracterização é feita por meio de um marcador codominante, uma vez que foram expostos os dois tipos de 
variação herdadas dos pais, sendo um indivíduo heterozigoto.
131
UNIDADE 6
Os marcadores moleculares de DNA se expandiram com o desenvolvimento das técnicas de hibridi-
zação e PCR. O primeiro tipo de marcador baseado no sistema de marcador genético de hibridização 
foi o polimorfismo no comprimento de fragmento de restrição (RFLP), do inglês, Restriction 
Fragment Length Polymorphism, inventado no início dos anos 70. 
Com base na propriedade de pareamento de bases complementares, é um sistema que permitiu 
o desenvolvimento de métodos que utilizam pequenos fragmentos de DNA como sondas, a fim de 
revelar polimorfismos apenas nas sequências homólogas a essa sonda (TURCHETTO-ZOLET et al., 
2017; CHERIYYEDATH, 2019).
O procedimento do RFLP inicia a partir da extração do DNA. Depois de separado, ele é submetido à 
clivagem com as enzimas de restrição conhecidas, as quais fazem o reconhecimento de, geralmente, quatro 
a seis pares de nucleotídeos, sequências curtas em que um maior número de fragmento pode ser gerado. 
Após clivagem e a geração de um número de fragmentos com diferentes tamanhos, eles são aplicados 
em gel agarose ou em poliacrilamida e submetidos à eletroforese. Assim, os fragmentos são separados e 
geram diferentes bandas. Depois da eletroforese, o gel contendo os fragmentos passa pelo procedimento 
Você se lembra dos conceitos de alelo, lócus, dominância e codominância? Eles estão inter-
-relacionados e provêm das características herdadas. Quando falamos de lócus, estamos nos 
referindo ao local onde se encontra uma sequência de nucleotídeos de DNA que correspon-
derá a um gene responsável por uma determinada característica. Por outro lado, os alelos 
constituem a sequência de nucleotídeos alternativa de determinado gene. Para que o nosso 
genoma esteja completo, temos um par de alelos que herdamos, um do pai e outro da mãe. 
No entanto, esses dois alelos não precisam ser idênticos. Quando diferentes, são chamados 
de heterozigotos e, quando iguais, são chamados de homozigotos. 
A maneira de expressar essas características pode variar. Diante disso, adentra-se no conceito 
de dominância. Quando dois alelos diferentes estão presentes em um determinado genótipo 
do indivíduo, talvez, apenas as características codificadas por um deles sejam expressas. Nesse 
contexto, a característica que for identificada será considerada pertencente ao alelo dominante. 
Quando a característica dos dois alelos (em heterozigose) são expressos ao mesmo tempo, 
identificamos a herança como codominância. No caso dos marcadores citados, eles podem 
ser dominantes quando mostram apenas os alelos homozigotos, enquanto os marcadores 
codominantes expressam tanto os alelos homozigotos quanto os heterozigotos.
132
UNICESUMAR
de Southern blot, em que o DNA é desnaturado em 
fita simples e transferido para uma membrana de 
nitrocelulose. Posteriormente, é feita a hibridização 
da membrana com sondas radioativas, as quais se 
associam aos fragmentos complementares. Por fim, 
com a ligação das sondas, é possível aplicar uma 
autorradiografia e visualizar os fragmentos hibridi-
zados com a sonda pelo raio X (Figura 2) (BORÉM; 
CAIXETA, 2009).
Na autorradiografia, cada banda visualiza-
da corresponde a um determinado fragmento, 
que, de acordo com a posição, evidencia que são 
de diferentes tamanhos. Isso acontece devido 
às substituições de base única (deleções, muta-
ções, inversões, translocações ou transposições) 
na sequência de reconhecimento da enzima de 
restrição, alterando o padrão dos fragmentos de 
restrição resultantes (CHERIYYEDATH, 2019).
133
UNIDADE 6
1 1. Amostras de DNA cortadas com enzima de
restrição são aplicadas em gel de agarose
para eletroforese.
2 3
Canaleta 1: Marcadores radioativos de tamanho
Canaleta 2: DNA cortado com enzima de restrição A
Canaleta 3: DNA cortado com a enzima de restrição B.
1 2 3
2. O DNA é separado
por eletroforese
DNA é desnaturado
Gel é colocado
sobre a mecha
de esponja
Peso
Tolhas de papel
Filtro de ligação ao DNA
Gel
Mecha (esponja)
Tampão.
Sonda radioativa
3. O �ltro de ligação ao DNA, as toalhas de papel e o 
peso são colocados sobre o gel. O tampão atravessa a 
esponja por ação capilar, transferindo o fragmento de 
DNA ao �ltro.
Autorradiogra�a
Coloque o �lme de
raio x sobre o �ltro
4. Após a transferência do DNA, o �ltro é colocado no saco selado termicamente com a solução que contém 
a sonda marcada. A sonda é hibridizada com as sequências complementares
1 2 3
5. O �ltro é lavado para remover a sonda não 
ligada. Depois, é secado. O �lme de raio X é 
aplicado à autorradiogra�a
Autorradiogra�a: todos os marcadores de 
tamanho se mostram, porque são radioativos. 
Nas canaletas 2 e 3, somente as bandas que 
hibridizam com a sonda são visíveis.
Figura 2 - Representação da técnica utilizada para detectar marcadores do tipo RFLP / Fonte: adaptada de Klug et al. (2010).
Descrição da Imagem: a figura mostra as etapas do processo de identificação dos fragmentos de RFLP. De cima para baixo, na etapa 
1, é mostrado um gel agarose no formato retangular com três canaletas enumeradas da seguinte forma: 1, 2 e 3. Nelas, são aplicados 
os marcadores radioativos de tamanho na canaleta 1 e as amostras de DNA cortadas com enzima de restrição A e B nas canaletas 1 e 2, 
respectivamente. Na etapa 2, os fragmentos de DNA são separados por eletroforese. Assim, os fragmentos de cada canaleta são repre-
sentados por meio de degraus de escadas com diferentes distâncias entre eles. Ainda nessa etapa, o DNA presente no gel é desnaturado 
(abertura das fitas). Na etapa 3, assim como na técnica de Southern Blot, a transferência dos fragmentos de DNA do gel para um filtro de 
ligação do DNA é feita. Na figura, essa etapa é representada por uma forma retangular preenchida com tampão (líquido azul). Nela, são 
colocados os seguintes componentes, de baixo para cima: mecha de esponja, representada em amarelo e em contato com o tampão; gel 
de agarose com os fragmentos desnaturados; filtro de ligação do DNA; bloco de toalhas de papel representado por um retângulo bege; e 
um peso simbolizado por um retângulo menor na cor alaranjada. O tampão atravessa a esponja por ação capilar e transfere os fragmentos 
de DNA para o filtro. Na etapa 4, a membrana com os fragmentos transferidos é colocada em um saco plástico vedado (saco transparente 
com vedação superior, selado termicamente) e é preenchida com um líquido laranja com vários riscos pequenos vermelhos distribuídos 
(sonda radioativa), para que ocorra a hibridização da sonda com as sequências complementares. Do lado direito do saco, é mostrado o 
tubo de onde foi proveniente a sonda. Na etapa 5, o filtro é lavado para remover as sondas não ligadas e, depois, de seco, o filme de raio 
X é colocado sobre o filtro para autorradiografia. Nesse momento, todos os fragmentos marcados são visíveis, por serem radioativos. Na 
revelação, são mostradas as três colunas: na 1, todos os fragmentos são mostrados (marcadores de tamanho), na 2, há duas bandas e, na 
coluna 3, há três bandas, das quais duas (de baixo para cima) apresentam posições diferentes em relação à coluna 2.
134
UNICESUMAR
O RFLP foi um marcador utilizado para a construção do primeiro mapa molecular de humanos em 
1980 e até hoje é empregado em diferentes abordagens de estudos, como no mapeamento genético 
em plantas, marcação gênica, dinâmica populacionale relacionamento taxonômico (TURCHETTO-
-ZOLET et al., 2017). Em detrimento de ser codominante e identificar um lócus homozigoto e outro 
heterozigoto, proporciona um maior número de informações para os estudos genéticos e aumenta as 
possibilidades de aplicações (BORÉM; CAIXETA, 2009). 
Dentre as desvantagens da técnica RFLP, temos (BORÉM; CAIXETA, 2009): 
• Exige etapas numerosas e demora semanas para expor os resultados do rendimento.
• Precisa de uma grande amostra do DNA.
• O desenvolvimento das sondas usadas é considerado oneroso e laborioso. 
• O processo não permite automatização das etapas.
• Na maioria das vezes, não existe uma biblioteca de sondas para espécies de menor importância 
econômica.
Alguns autores afirmam que a utilização da técnica original do RFLP, atualmente, é bem menor em 
comparação às outras classes de marcadores baseados em PCR, uma vez que, com o advento da PCR, o 
procedimento de detecção de fragmentos polimórficos se tornou relativamente mais simples e menos 
caro. Todavia, o RFLP é reconhecido por ter sido o ponto de partida para vários avanços subsequentes 
de marcadores relacionados (CHAMBERS et al., 2014). 
Diferentes técnicas para a análise de marcadores de DNA utilizando, como modo de detecção, a PCR, 
estão disponíveis. A PCR permitiu que a amplificação de uma grande quantidade de uma sequência 
específica de DNA seja feita em poucas horas, sem a necessidade de clonagem, começando com ape-
nas algumas moléculas da sequência-alvo. Uma vantagem dos métodos de marcadores baseados em 
PCR em comparação aos métodos de Marcadores baseados em hibridização é que o último requer o 
isolamento de grandes quantidades de DNA. 
Vamos sintetizar o RFLP por meio de um vídeo explicativo e ilustra-
tivo? Nele, você compreenderá como é feita a técnica de RFLP e as 
aplicações dela de maneira dinâmica. Acesse o QR Code e se envolva 
nesta abordagem!
https://apigame.unicesumar.edu.br/qrcode/11287
135
UNIDADE 6
Agora, você conhecerá algumas características gerais dos marcadores baseados em 
PCR. Com certeza, um deles foi utilizado para a detecção do câncer de Antônio, o per-
sonagem do estudo de caso do início desta unidade. A inclusão da PCR nos métodos 
diagnósticos dos tipos de marcadores que serão apresentados facilita a detecção das 
sequências alteradas do DNA que venha influenciar o desenvolvimento de doenças, 
tal qual como a de Antônio, de maneira mais rápida. 
Aqui, será mostrada uma seleção dos marcadores baseados em PCR mais utili-
zados, incluindo: polimorfismo do DNA amplificado ao acaso (RAPD), sequências 
repetitivas de pares de bases do DNA ou SSR (do inglês, Simple Sequence Repeats), 
segmentos entre sequências simples repetidas de DNA ou ISSR (do inglês, Inter Simple 
Sequence Repeats), polimorfismo de comprimento de fragmentos amplificados ou 
AFLP (do inglês, Amplified Fragment Lenght Polymorphism). 
O RAPD foi o primeiro marcador que surgiu após o desenvolvimento da PCR. Em 
1990, dois grupos de pesquisadores desenvolveram essa técnica baseada na utilização 
de um primer (iniciador ou oligonucleotídeo) mais curto que normalmente utilizado 
na PCR e de sequência arbitrária para realizar as amplificações. Desse modo, não é 
preciso ter o conhecimento prévio dos fragmentos a serem amplificados. 
A amplificação ocorre quando o sítio do primer está presente no DNA alvo em 
orientação oposta dentro de aproximadamente 2000 bases. Os polimorfismos RAPD 
resultam da variação da sequência nos locais de anelamento do primer e/ou da varia-
ção de comprimento da sequência-alvo situada entre os locais de ligação do primer. 
A detecção dos produtos da amplificação é feita, normalmente, em gel de agarose 
corado com brometo de etídio. Eles são visualizados sob luz ultravioleta (Figura 3) 
(TURCHETTO-ZOLET et al., 2017; BORÉM; CAIXETA, 2009).
O RAPD (DNA polimórfico amplificado aleatoriamente) é uma técnica que não 
é radioativa, requer uma pequena quantidade de DNA (maior vantagem em relação 
à técnica de RFLP), pode ser realizada em poucas horas, não precisa de primers espe-
cíficos e pode ser automatizada. Outra vantagem é o grande número de marcadores 
obtidos e distribuídos ao longo do genoma. 
Entretanto, o uso desse marcador é limitante por diversas características, incluindo 
o baixo conteúdo de informações genéticas em cada loco, dado que apenas um alelo 
é detectado pelo fragmento amplificado. Além disso, esse marcador se comporta 
como um marcador dominante e apresenta baixa reprodutibilidade entre diferentes 
laboratórios e experimentos, principalmente associados ao uso de baixa temperatura 
de anelamento, o que pode resultar em baixa especificidade ou no não anelamento 
do primer (TURCHETTO-ZOLET et al., 2017; BORÉM; CAIXETA, 2009).
136
UNICESUMAR
5’
5’3’
RG AT AT
TA TA TA TA TA TA TA TA TATAGCAGTAGCCAAGT TGCGTAC…..CCAARG TAGCGCCAAGT
PCR
RAPD
5´
3´
3´
5´
Figura 3 - Demonstração da amplificação do DNA pela técnica de RAPD / Fonte: Marcadores... ([2021], [s.p.]).
Segundo Ferreira e Grattapaglia (1996), a técnica de RAPD pode servir de ferramenta para aplicações 
que incluem: 
• A obtenção de identificadores genômicos de indivíduos, variedades e populações.
• A análise da estrutura e diversidade genética em populações naturais.
• O estabelecimento de relacionamentos filogenéticos entre diferentes espécies.
• A construção de mapas genéticos de alta cobertura genômica para diagnósticos de doenças, 
análise de pedigree, construção de mapas de ligação e clonagem de genes de interesse.
Descrição da Imagem: a figura mostra duas barras pretas horizontais paralelas, as quais representam o fragmento de DNA dupla fita 
a ser amplificado pela técnica de RAPD. Uma seta de cor verde e com a escrita “PCR” está abaixo das barras citadas e aponta para duas 
barras logo abaixo, semelhantes as de cima, mas separadas por um espaço entre elas, com as extremidades 5´ (à esquerda, na barra 
superior, e à direita, na barra inferior) e 3´ (à direita, na barra superior, e à direita, na barra inferior) identificadas e os primers, repre-
sentados por barras menores em vermelho e ligados às fitas de DNA em três locais diferentes, isto é, ligados aleatoriamente. A partir 
dos primers, ocorre a amplificação das partes do DNA. Devido à posição contrária das extremidades 5´e 3´, a amplificação acontece do 
sentido 5´para 3, sendo essa direção indicada por uma seta pontilhada e preta. Abaixo das fitas, após a representação da amplificação 
via PCR, dois géis de eletroforese são mostrados. O fundo é preto e as bandas dos fragmentos amplificados, as quais foram geradas via 
PCR, estão evidenciadas em branco.
137
UNIDADE 6
Os microssatélites, sequências repeti-
tivas de pares de bases do DNA ou SSR, 
constituem mais um tipo de marcador 
que detecta sequências repetidas do ge-
noma. Em geral, é comum ter sequências 
simples de um a seis nucleotídeos repeti-
dos. Os nucleotídeos que flanqueiam essas 
sequências repetidas são, geralmente, con-
servados entre os indivíduos da mesma 
espécie, permitindo a seleção de primers 
específicos que amplificam essas regiões 
(Figura 4). Dessa maneira, por intermédio 
do método de PCR, as pequenas sequên-
cias que se repetem em um número variá-
vel no genoma podem ser amplificadas.
O uso dessa técnica em humanos foi 
desenvolvida para a análise do mapea-
mento genético. Desde então, vêm sendo 
amplamente utilizada em diversas áreas 
da ciência (LITT; LUTY, 1989; WEBER; 
MAY, 1989). Esse tipo de marcador, ba-
seado na amplificação, por PCR, de re-
giões específicas do genoma, utiliza um 
par de primers lócus específicos. Os mi-
crossatélites apresentam grandes vanta-
gens por serem abundantes no genoma, 
fáceis de automatizar, codominantes, 
multialélicos e reprodutíveis. 
O padrão de polimorfismos apresen-
tado pelo SSR é um dos benefícios mais 
admirados quando comparado a qualquer 
outro sistema de marcador contemporâ-
neo. O método de bibliotecas enriqueci-
das para busca por SSR tem sido o mais 
popular e divulgadona comunidade cien-
tífica (TURCHETTO-ZOLET et al., 2017; 
BORÉM; CAIXETA, 2009). 
138
UNICESUMAR
Regiões �anqueadoras conservadas
Figura 4 - Demonstração do processo para a detecção de regiões repetidas do genoma (SSR) / Fonte: Marcadores... ([2021], [s.p.]).
Descrição da Imagem: na figura, são apresentadas quatro fitas duplas de DNA fita dupla na cor cinza, na posição horizontal. Em cada uma 
delas, é representado um par de primers (barras curtas de cor rosa) específicos que flanqueiam as regiões repetidas do genoma (setas 
azuis em uma fita indicando o sentido esquerda para a direita e, na fita abaixo, as setas azuis seguem a direção direita para a esquerda). 
Cada um desses primers se ligam em distâncias diferentes, evidenciando que as sequências repetidas se posicionam em regiões distintas 
e com tamanhos variados para cada uma das moléculas de DNA. Abaixo desse esquema de representação das regiões em que os primers 
amplificaram, é representado um gel de eletroforese em que os fragmentos, depois de amplificados, são aplicados no gel e demonstrada 
a disposição das bandas em branco com o fundo do gel em preto.
139
UNIDADE 6
Outra técnica desenvolvida com o uso da PCR foi o marcador de segmentos entre sequências simples 
repetidas de DNA, também conhecido como ISSR (do inglês, Inter Simple Sequence Repeats). Ele 
incorporou, aos benefícios do RAPD, um grande número de marcadores obtidos e distribuídos sobre 
o genoma, com o aumento da reprodutibilidade e da especificidade. O ISSR é uma técnica baseada 
em SSR que envolve a amplificação de fragmentos de DNA presentes em uma distância amplificada 
entre dois SSRs ou microssatélites idênticos e repetidos em orientação oposta. 
O protocolo de ISSR usa um único “primer” complementar às sequências SSR, podendo ser não 
ancorado (BENZAQUEM, 2009) ou, mais usualmente, ancorado na extremidade 5´ ou 3´ com 1 ou 
4 pares de bases degeneradas, que são utilizadas para prevenir o deslizamento da polimerase durante 
a amplificação. Isso torna o anelamento entre os “primers” e a extremidade do microssatélite mais 
específico e reproduzível (Figura 5).
A reprodutibilidade decorre do fato de serem utilizados primers mais longos para a amplificação por 
PCR em comparação ao RAPD e temperaturas de anelamento mais altas na PCR. No caso dos RAPDs, 
praticamente nenhum conhecimento prévio da sequência-alvo é necessária aos ISSRs, podendo ser apli-
cados com facilidade em espécies que não sejam modelos. A ancoragem das sequências de iniciadores 
Uma biblioteca genômica é uma coleção de fragmentos de DNA de uma determinada espécie 
de organismo que foram obtidos a partir da ação de endonucleases de restrição ligados aos 
vetores apropriados e clonados após terem sido inseridos em um hospedeiro. Sendo assim, 
atualmente, temos bibliotecas disponíveis para diferentes finalidades, assim como é o caso das 
sequências repetidas de microssatélites, de genes específicos, de cDNA e até mesmo de mRNA. 
Anteriormente, as sequências das bibliotecas de marcadores de SSR e a possibilidade de 
projeção de primers nas regiões flanqueadoras eram determinadas pelo método de Sanger, 
o que exigia um considerável investimento. Hoje, os microssatélites têm sido um dos marca-
dores mais beneficiados com os avanços das técnicas de sequenciamento em larga escala. 
Com a disponibilidade de dados de sequências em domínio público e o desenvolvimento de 
ferramentas de bioinformática, a abordagem se tornou extremamente atrativa e conhecida. 
Isso levou ao avanço de um número de softwares para a identificação dos motivos de SSR e 
predição do potencial polimórfico dos microssatélites identificados.
Fonte: adaptado de Turchetto-Zolet et al. (2017).
140
UNICESUMAR
com sequências não repetidas garante que a amplificação seja iniciada na mesma posição de nucleotídeo 
em cada ciclo (ZIETKIEWICZ; RAFALSKI; LABUDA, 1994). As amplificações são visualizadas em gel 
de agarose ou poliacrilamida. A principal vantagem desse método é o fato de que esse tipo de marcador 
não requer etapas demoradas e caras, apesar de os ISSRs apresentarem herança dominante.
Os ISSR são recomendados para as análises de espécies relacionadas evolutivamente. Também são 
usados para a diferenciação rápida entre indivíduos aparentados, pois apresentam resultados confiáveis, 
devido à abundância edispersão por todo o genoma (RODRIGUES, 2010).
ISSR
5’
5’3’
3’
TA TA RG
RG AT AT
TA TA TA TA TA TA TA TA TA
ATCGTCATCGGTTCA AT AT AT AT AT AT AT AT ATRGGCATG…..GGTTTG ATCGCGGTTCA
microsatelite
TAGCAGTAGCCAAGT TGCGTAC…..CCAARG TAGCGCCAAGT
Figura 5 - Processo de amplificação das regiões que flanqueiam os SSR pela técnica ISSR / Fonte: Marcadores... ([2021], [s.p.]). 
Dando sequência, temos os marcadores de polimorfismo de comprimento de fragmentos amplifica-
dos ou AFLP (do inglês, Amplified Fragment Lenght Polymorphism). Ele é o resultado da combinação 
entre as técnicas utilizadas nos marcadores tipo RFLP e RAPD, em que enzimas de restrição e amplificação 
por PCR são as bases da técnica. O AFLP se baseia na amplificação seletiva por PCR de fragmentos de 
restrição gerados por enzimas de restrição específicas (geralmente, uma que gera extremidades coesivas 
e outra que gera extremidades cega) e ligados a adaptadores oligonucleotídeos (Figura 6). 
Descrição da Imagem: a figura mostra uma dupla fita de DNA representada por duas barras paralelas na horizontal, com as extremidades 
da fita identificadas como 5´ (extremidade esquerda da fita superior e extremidade direita da fita inferior) e 3 ́ (extremidade direita da fita 
superior e extremidade esquerda da fita inferior). As duas fitas têm fragmentos de cores diferentes. Os fragmentos das extremidades e 
um fragmento do centro da fita estão coloridos de azul. Entre esses fragmentos em azul, há um fragmento vermelho, que representa os 
microssatélites. Dessa forma, as fitas são divididas, da esquerda para a direita, da seguinte maneira: azul, vermelho, azul, vermelho e azul. 
As fitas apresentam as bases nitrogenadas descritas da seguinte maneira: fita superior 5´-ATCGTCATCGGTTCAATATATATATRGGCATG.....
GGTTTGATATATATATCGCGGTTCA-3´ e fita inferior 3´-TAGCAGTAGCCAAGTATATATATATGCGTAC.....CCAARGTATATATATAGCGCCAAGT-5´. 
As regiões com as bases ATATATATAT (primeiros fragmentos vermelhos das duas fitas, da esquerda para a direita) e as regiões ATATATAT 
(segundo fragmento vermelho de cada fita) flanqueiam uma sequência de bases (RGGCATG…..GGTTTG na fita 5´- 3´ e TGCGTAC…..CCAARG 
na fita 3´- 5´). São mostrados, ainda, dois primers (seta na cor amarela em direções contrárias e situadas na parte externa de cada fita) 
associados com nucleotídeos repetidos (TATA RG para a fita 5´- 3´e ATAT RG para a fita 3´- 5´) de forma complementar na região do DNA 
(no DNA, a sequência é AT; no primer, a sequência é TA). Ao final, é mostrado o resultado por meio de duas novas barras, com a presença 
da região da dupla fita que foi reconhecida e amplificada. Uma parte em vermelho representa a região repetida de bases posicionadas 
em cada uma das extremidades e, no meio, está a sequência que flanqueiam em azul.
141
UNIDADE 6
Assim como o marcador RAPD, o AFLP está distribuído ao longo do genoma e é adequado para 
a construção de mapas de ligação genética. Contudo, apresenta uma maior reprodutibilidade que os 
RAPDs, tornando-os mais confiáveis para estudos de genética de populações, por exemplo. Por outro 
lado, marcadores AFLPs mostram uma herança dominante e são identificados pela presença ou au-
sência das bandas ou alelos (TURCHETTO-ZOLET et al., 2017).
Descrição da Imagem: a figura é se-
parada em duas partes: amplificação e 
disposição dos fragmentos no gel. Na 
parte superior, um fragmento de DNA 
em fita dupla é representado por duas 
barras de cor cinza na horizontal, se-
paradas por um espaço entre elas. Na 
primeira etapa (duas fitas superiores), 
são indicadas e distribuídas na super-
fície de cada fita, pontas de setas na 
cor verde-escuro (EcoRI) e verde-claro(MseI). Elas representam os pontos de 
corte das enzimas de restrição dessas 
enzimas (Msel e EcoRI). Em seguida, 
direcionadas por uma seta preta, as fi-
tas, agora, fragmentadas, mostram os 
cortes gerados pela digestão do DNA 
com as enzimas EcoR I e Mse I. Adap-
tadores de cada enzima são ligados 
nas extremidades de cada fragmento 
cortado. Os fragmentos que apresen-
tam os adaptadores derivados de uma 
enzima de cada tipo nas extremidades 
(um pequeno retângulo verde-claro e 
um verde-escuro) são pré-amplifica-
dos e representados por uma barra 
azul flanqueada pelos adaptadores. 
Os fragmentos pré-amplificados são 
selecionados para outra amplificação, a 
amplificação seletiva. Os fragmentos re-
sultantes são ligados aos adaptadores 
e associados ao primer E+NNN (simboli-
zado por uma seta de cor verde-escuro 
associada na extremidade esquerda do 
fragmento com a ponta indicada para a 
direita) e o primer R+NNN (simbolizado 
por uma seta-verde clara associada na 
extremidade direita com a ponta da 
seta indicada para a esquerda). Na últi-
ma parte da imagem, é exposto um gel 
com vários fragmentos distribuídos pe-
las colunas (21 colunas). Eles são vistos 
por bandas (barras curtas na cor preta) 
de diferentes tamanhos (o indicador de 
tamanhos é mostrado em pb na coluna 
do lado direito do gel e descrito por nú-
meros) geradas pelo processo de AFLP.
AFLP
DNA genômico
Digestão
Msl EcoRI
Ligação de adaptadores
Pré- ampli�cação
Ampli�cação seletiva
Primer E-NNN
5´ 3´
AFLP
Primer M- NNN
Mi Mo
F2 populações
M
Bp
1353
1078
872
603
310
287
271
234
184
Figura 6 - Representação esquemática 
do processo de reconhecimento das 
sequências da técnica de AFLP / Fonte: 
Marcadores... ([2021], [s.p.]). 
142
UNICESUMAR
Em relação aos custos, essa técnica ainda é relativamente cara e requer trabalho intenso e conhecimento 
técnico. A AFLP tem sido uma técnica popular para estudos ecológicos, evolutivos e voltados à genética 
das populações e à diversidade. Além disso, foi a base para a descrição de metodologias de isolamento 
de outros marcadores, como os SSR e SNPs (TURCHETTO-ZOLET et al., 2017).
Por fim, temos os marcadores que utilizam, como base, a técnica de sequenciamento de DNA, 
que permite determinar a ordem das bases nitrogenadas presentes no material genético, revelando 
a existência de trechos de DNA que se diferenciavam entre indivíduos da mesma espécie. O poli-
morfismo de nucleotídeo único ou SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) é um tipo de marcador 
que detecta os polimorfismos específicos e as diferenças em uma única posição no genoma, um único 
nucleotídeo gerado por substituição, deleção ou inserção de bases (Figura 7) (TURCHETTO-ZO-
LET et al., 2017). 
Figura 7 – Identificação da alteração de um nucleotídeo único em uma sequência comparativa do genoma pela técnica de SNP.
Fonte: Marcadores... ([2021], [s.p.]). 
Descrição da Imagem: a figura representa uma amostra que foi sequenciada. Os fragmentos amplificados durante o sequenciamento 
estão contidos em um microtubo e são representados por um conteúdo azul desse microtubo. Um zoom foi dado no conteúdo e, à esquerda 
da imagem, foram mostrados os fragmentos ligados aos respectivos ddNTPs (didesoxinucleotídeos), que, na imagem, estão representados 
por pontos vermelho (terminou com um ddNTP adenina), verde (terminou com um ddNTP timina), azul (terminou com um ddNTP citosina) 
e amarelo (terminou com um ddNTP guanina) em cada. Após a leitura do material amplificado (finalização do sequenciamento), duas 
sequências coloridas e alinhadas são mostradas em um retângulo. O alinhamento permitiu a comparação entre as duas sequências (fita 
superior – TCTGATTGGTGACCTTTTGCAATTGTGTAGGCTGTCGGAAAA e inferior - TCTGATTGGTGACCTTTTGAAATTGTGTAGGCTGTCGGAAAA) 
e a identificação de apenas uma base diferente em uma das sequências. As bases iguais são mostradas por meio de asteriscos localizados 
em uma linha acima dos nucleotídeos da sequência superior, de modo que, no centro da figura, um asterisco está faltando, destacando o 
nucleotídeo diferente e, consequentemente, o sítio polimórfico. Abaixo das sequências alinhadas, estão dois retângulos que demonstram, 
em forma de picos, cada nucleotídeo, representados pelas mesmas cores citadas (cada um representa uma sequência). Por comparação, 
é possível ver o local em que o nucleotídeo foi modificado, confirmando a leitura do SNP.
SNP
Sequenciamento
A G G A T A C C T G ...
Alinhamento de
sequências
143
UNIDADE 6
A maioria dos SNPs ocorre em regiões não codificadoras do genoma. No entanto, existe um impor-
tante subconjunto de sequências codificadoras detectadas de SNPs que corresponde às mutações em 
genes que estão associados a doenças ou outros fenótipos. A principal vantagem dos SNPs é o elevado 
potencial para uma análise automatizada de alto rendimento a custo moderado. 
O avanço nas plataformas de sequenciamento de alto rendimento tem contribuído para a descoberta 
de grande número de SNPs, revolucionando projetos de avaliação da diversidade genética e estudos de 
associação genômica. Independentemente do método de identificação de SNPs, é fundamental o uso de 
ferramentas de bioinformática para auxiliar nesse processo. Além disso, é preciso realizar a validação 
experimental desses polimorfismos, o que pode ser feito por microarranjos, DHPLC (cromatografia 
líquida de alta pressão desnaturante), espectroscopia de massa, PCR em tempo real e sequenciamento 
de única base, por exemplo (TURCHETTO-ZOLET et al., 2017).
Em relação aos benefícios, o método SNP permite identificar milhares de loci simultaneamen-
te, de forma a revelar a codominância de cada alelo. Já no que diz respeito às desvantagens, os 
SNPs não são multialélicos. Portanto, são limitados para os estudos direcionados à diversidade 
genética a nível de população e têm alto custo de desenvolvimento. Contudo, a aplicabilidade é 
constante em estudos de análise de genes e nas descobertas de base genética moleculares, seleção 
assistida por marcadores, mapeamento genético e de QTLs (detecção de locos de características 
quantitativas) (CAETANO, 2009).
Certamente, você percebeu, ao longo da descrição de todas as técnicas, que existe uma diversi-
dade de formas de identificação dos marcadores moleculares. Esse fato é atribuído principalmente 
às descobertas da biologia molecular, levando em consideração as expansões dos estudos nessa 
área. É conclusivo perceber que essas técnicas representam o aumento das possibilidades de acessar 
a variação genética nos organismos e, por consequência, a detecção de fatores positivos ou negativos 
da expressão das características. 
De acordo com Borém e Caixeta (2009), nem sempre o último marcador desenvolvido é o ideal para 
o trabalho. A escolha depende de uma série de fatores, como conhecer bem, na teoria e na prática, os 
tipos de marcadores moleculares, as vantagens e as desvantagens, inclusive, adaptações e modificações; 
verificar os marcadores que estão disponíveis para estudo de interesse; averiguar a quantidade de DNA 
disponível para o experimento; avaliar a disponibilidade de estrutura física, recurso financeiro, recursos 
humanos e equipamentos; e analisar o objetivo do trabalho que será realizado, pois as características 
dos marcadores podem ser vantajosas ou desvantajosas em função da finalidade do trabalho.
Dentre as diferentes técnicas para investigar um determinado marcador que tenha relação com a ex-
pressão de uma determinada doença, surgem formas práticas de identificar os biomarcadores frequentes e 
que caracterizam patologias ou permitem analisar uma resposta terapêutica. Esses biomarcadores, quando 
acoplados à história clínica e ao exame físico do paciente, são de grande valor para a determinação do 
prognóstico e da gravidade da enfermidade, e podem auxiliar na escolha terapêutica. Reflita sobre essas 
informações na prática. Você se lembra do caso do Antonio? O acompanhamento do histórico clínico 
de Antônio ajudou a determinar as escolhas daspróximas ações, como a procura pelo surgimento de 
câncer em outros órgãos do corpo, indicada pelo exame laboratorial com o uso de marcador específico.
144
UNICESUMAR
Schriefer e Carvalho (2008) afirmam que os biomarcadores não devem ser utilizados isolada-
mente no diagnóstico de enfermidades, e sim na monitorização clínica e terapêutica de pacientes e 
no acompanhamento clínico de indivíduos sadios que têm grande risco de desenvolvimento de uma 
determinada patologia. O quadro a seguir expõe alguns biomarcadores existentes, os quais confirmam 
o aparecimento de alterações que estejam vinculadas a certos órgãos, e a significação deles.
Biomarcadores Doenças
Anticorpo anti DNA Diagnóstico e atividade do Lúpus eritematoso sistêmico (LES)
Anticorpo anti SSA e anti SSB Síndrome de Sjögren
Anticorpo de anti citrulina Pior prognóstico de artrite reumatoide
Antígeno prostático solúvel Câncer de próstata
α feto proteína Câncer de fígado
Antígeno cacino embrionário (CEA) Câncer de cólon
CA 15.3 Câncer de mama
CA 125 Câncer de ovário
Quadro 1 - Biomarcadores associados às doenças e as significações / Fonte: Schriefer e Carvalho (2008, p. 48).
São muitas as utilidades dos marcadores celulares. Em casos de en-
fermidades humanas, os marcadores proporcionaram a esperança 
de dias melhores, principalmente para aqueles que apresentam 
respostas positivas no monitoramento da doença. Isso promoveu 
perspectivas de soluções e chances de sucesso no tratamento de 
diferentes tipos de patologias. Neste podcast, conheceremos casos 
de êxito, em que a tecnologia, com o uso de marcadores, contribuiu 
no prolongamento vidas. Aperte o play!
As células armazenam, no interior, o material genético, que é constituído por milhões de pares de bases. 
Sabemos que uma alteração nessas bases, sobretudo, em regiões gênicas, destaca-se, por estar vinculada a 
diversas doenças, como o câncer desenvolvido em Antônio. Haja vista a relevância da atuação dos profis-
sionais de saúde nas análises laboratorial e clínica para a detecção de diferentes doenças, você aprendeu que 
entender os marcadores moleculares é de grande valia para a interpretação de diferentes enfermidades. Os 
diferentes tipos de marcadores têm sido uma das técnicas eficazes e especializadas em detectar as variações 
genéticas de diversos organismos. Os profissionais preparados para o uso e interpretação das técnicas 
apresentam grandes vantagens, visto que disponibilizam resultados mais confiáveis, contribuindo para a 
rápida intervenção, além de auxiliarem na melhoria do estilo de vida de indivíduos portadores de doenças. 
https://apigame.unicesumar.edu.br/qrcode/9066
145
Entre em ação! Faça um checklist dos conhecimentos adquiridos nesta unidade. A seguir, é dispo-
nibilizado um mapa mental das principais informações relacionadas aos marcadores moleculares. 
Com atenção, observe os quadros que não foram preenchidos e aqueles que estão com as letras 
na cor vermelha. Descreva as características relacionadas com cada informação apresentada.
Marcadores Moleculares
de DNA
SSS-MICROSSATÉLITES
Regiões não-codi�cantes, formadas
por sequencias repetitivas
Marcador baseado no
sequenciamento
Vantagens: ampla
distribuição genômica,
marcador co-dominante;
sequências especí�cas;
reproduzível
MARCADORES
MORFOLÓGICOS
Relacionados a
características
fenotípicas
Ex: cor da pele, altura,
enrolar a língua...
-São caracterizados
pela variação nos
nucleotídeos da sequencia
de DNA - São herdados
geneticamente e não são
in�uenciados pelo ambiente.
Características dos marcadores
moleculares baseados no
método de detecção
Marcadores Moleculares
baseados no modo
de ação gênica
Dominante:
só identi�ca
homozigotos
(RAPD, AFLP)Serve para: - identi�car
parentesco; - identi�cação
criminal; - estudos de
�logenética e diversidade
Vantagens: co-dominância;
- sequencias especi�cas;
- reproduzível
Desvantagens: 
Utiliza-se um único primer curto
(10) e aleatório
Etapas: - ampli�cação de fragmentos
aleatórios no genoma (PCR); - eletroforese
em gel agarose com brometo de etídio
(polimor�smo presente nos locais de ligação
ao primer são con�rmados pela presença
ou ausência de bandas especi�cas.
Vantagens: - simplicidade
técnica;
- não requer conhecimento
da sequência;
- pouca quantidade de
DNA analisado
Desvantagens: - padrão
de dominância;
- baixa reprodutibilidade;
- alta qualidade do
DNA analisado
AFLP: "Polimor�smo de
Comprimento de
Fragmentos Ampli�cados
ALFP = RAPD = RFLP
Vantagens: - alta reprodutibilidade; - grande
quantidade de informações por reação; - não requer
conhecimento de sequencia ou geração de sondas
DESVANTAGENS:
Etapas: - extração do DNA;
- digestão do DNA
(enzimas de restrição);
- eletroforese;
- Southern blot
146
1. O material genético de todos os organismos vivos contém sequências de nucleotídeos 
que correspondem a uma característica a ser expressa e que vincula uma determinada 
função ao organismo. Cada indivíduo pode apresentar alterações nessas sequências e 
essas variações são chamadas de polimorfismo. 
Em relação ao estudo das sequências, assinale a alternativa correta:
a) Os marcadores moleculares são metodologias de estudo para a identificação das varia-
ções genéticas entre indivíduos. Baseiam-se na observação morfológica dos indivíduos 
e detectam as variações.
b) Os marcadores morfológicos são metodologias de estudo para a identificação das 
variações genéticas entre indivíduos.
c) Os marcadores bioquímicos correspondem à metodologia de estudo para identifica-
ção das variações genéticas entre indivíduos, uma vez que se baseiam na observação 
morfológica dos indivíduos e detectam as variações.
d) Os marcadores digitais são a metodologia mais utilizada para esse estudo, pois fazem 
a identificação das variações genéticas a partir da captura de imagens digitais.
e) Os marcadores moleculares são metodologias de estudo para a identificação das 
variações genéticas entre indivíduos e se baseiam na identificação da sequência de 
nucleotídeos de DNA após a extração e análise das variações de diferentes modos.
2. Nem sempre o último marcador desenvolvido corresponde ao ideal para o trabalho e 
a escolha depende de uma série de fatores. 
BORÉM, A.; CAIXETA, E. (ed.). Marcadores moleculares. Viçosa: UFV, 2009. 
Em relação à triagem necessária para a escolha do marcador ideal, analise as assertivas 
a seguir:
I) É importante que conhecer, na teoria e na prática, os tipos de marcadores molecu-
lares e as vantagens e desvantagens deles.
II) É preciso estudar os marcadores que estão disponíveis para o estudo de interesse.
III) De acordo com a sensibilidade de cada marcador, não é preciso se preocupar com 
a quantidade de DNA disponível para o experimento.
IV) É necessário avaliar a disponibilidade da estrutura física, recurso financeiro, recursos 
humanos e equipamentos para uso do marcador escolhido.
É correto o que se afirma em:
a) II e III.
b) IV.
147
c) I, II, III e IV.
d) I, II e IV.
e) II e IV.
3. O desenvolvimento das ferramentas da biologia molecular permitiu o aparecimento de 
diferentes metodologias de investigação do material genético. Uma delas são os mar-
cadores moleculares, que identificam sequências de interesse do DNA. Os marcadores 
moleculares podem utilizar de metodologias diferenciadas para análise das sequências 
polimórficas em relação ao modo de detecção feita pelos diferentes marcadores. 
Considerando o conteúdo apresentado no enunciado, assinale a alternativa correta:
a) O marcador denominado RAPD se baseia método de detecção de espectrofotometria.
b) O RFLP é um marcador que se baseia no método de detecção das sequências polimór-
ficas da técnica de hibridização, também chamada de Southern blot.
c) O AFLP é uma técnica de identificação de regiões polimórficas que utiliza, como método 
de identificação, a hibridização.
d) O ISSR é uma técnica de identificação de sequências altamente repetitivas do DNA que 
utiliza a detecção por hibridização.
e) O SSR é uma técnica deidentificação de alterações de sequências únicas no DNA que 
utiliza a detecção por hibridização e PCR ao mesmo tempo.
4. As variantes dos marcadores moleculares apresentam três características principais: 
modo de detecção, ação gênica e rendimento de genes analisados. 
Em relação ao modo de ação gênica, assinale a alternativa correta:
a) Marcadores moleculares dominantes: possibilitam a identificação da presença ou da 
ausência de um determinado alelo.
b) Marcadores moleculares codominantes: não possibilitam diferenciar indivíduos ho-
mozigotos e heterozigotos.
c) Marcadores moleculares codominantes: possibilitam a identificação da presença ou 
da ausência de um determinado alelo. Por isso, identificam os indivíduos apenas ho-
mozigotos.
d) Marcadores moleculares dominantes: possibilitam diferenciar indivíduos homozigotos 
e heterozigotos, diferentemente dos marcadores codominantes.
e) Marcadores moleculares dominantes e codominantes: possibilitam a identificação da 
presença ou da ausência de um determinado alelo e os diferenciam em homozigotos 
e heterozigotos.
148
5. O SNP é um tipo de marcador que detecta os polimorfismos específicos e as diferen-
ças em uma única posição no genoma, um único nucleotídeo gerado por substituição, 
deleção ou inserção de bases. A maioria dos SNPs ocorre em regiões não codificadoras 
do genoma, mas também pode ser encontrado em regiões codificantes. 
Em relação aos SNP, analise as asserções a seguir e a relação entre elas:
I) A principal vantagem dos SNPs é o elevado potencial para uma análise automatizada.
PORTANTO
II) Os SNPs permitem identificar milhares de loci simultaneamente, de forma a revelar 
a codominância de cada alelo.
Assinale a alternativa correta:
a) As duas asserções são proposições verdadeiras, e a segunda é uma justificativa correta 
da primeira.
b) As duas asserções são proposições verdadeiras, mas a segunda não é uma justificativa 
correta da primeira.
c) A primeira asserção é uma proposição verdadeira, e a segunda é uma proposição falsa.
d) A primeira asserção é uma proposição falsa, e a segunda é uma proposição verdadeira.
e) Tanto a primeira quanto a segunda asserção são proposições falsas.
7
Nesta unidade, você entenderá como as biotecnologias podem ser 
aplicadas na área da saúde, a fim de produzir produtos ou serviços 
que promovam a saúde pública. Além disso, compreenderá a im-
portância das biotecnologias para o desenvolvimento de vacinas, 
fármacos, testes genéticos e terapia gênica.
Biotecnologias para a 
produção de vacinas, 
fármacos, testes 
genéticos e terapia 
gênica
Dra. Ana Luisa Monezi Lucena
150
UNICESUMAR
Em 17 de janeiro de 2021, a enfermeira Mônica Calazans, que atuava na linha de frente contra a Co-
vid-19, foi a primeira pessoa a receber a vacina contra o vírus Sars-CoV-2 no Brasil. Enquanto o país 
batia a marca de mais de 200 mil mortes por Covid-19, um pouco de esperança despertava em muitos 
brasileiros, pois o uso emergencial da Coronavac, imunizante desenvolvido pela farmacêutica chinesa 
Sinovac e fabricado no Brasil pelo Instituto Butantan, foi aprovado.
Você já pensou na forma como uma vacina é desenvolvida? Como o uso de vacinas e medicamentos 
podem ajudar no tratamento de determinadas doenças? Nesta unidade, você compreenderá como a 
biotecnologia atua no desenvolvimento de vacinas e fármacos. Além disso, saberá como é e qual é a 
importância dos testes genéticos e da terapia gênica para a saúde.
Em 11 de março de 2020, a Organização Mundial da Saúde (OMS) declarou a pandemia defla-
grada pela Covid-19 e pressionou que os governantes tomassem medidas de contenção (ORGA-
NIZAÇÃO..., 2020). Essa declaração ocorreu em detrimento da alta capacidade de propagação do 
vírus e fez uma corrida contra o tempo começar, tendo em vista que era preciso identificar o vírus 
e buscar uma forma de controle da doença. 
Segundo Lima, Almeida e Kfouri (2021), os impactos socioeconômicos e humanitários foram cruciais 
para impulsionar o desenvolvimento das pesquisas. Além disso, os avanços tecnológicos permitiram que 
os cientistas iniciassem rapidamente os primeiros testes clínicos e começassem a propor o uso emergencial 
das vacinas. Dessa forma, o mundo todo tentava, de alguma maneira, controlar a pandemia.
As informações citadas estão vinculadas ao nosso cotidiano e diretamente relacionadas ao campo 
da biomedicina. Dessa forma, é de extrema importância que você, futuro(a) profissional, compreenda 
como as biotecnologias são aplicadas à saúde, pois os produtos e os serviços biotecnológicos são dia-
riamente usados na rotina do biomédico. Em outras palavras, em um futuro próximo, as biotecnologias 
farão parte do seu ambiente de trabalho.
Segundo Schatzmayr et al. (2002), o Brasil recebeu a certificação da interrupção da transmissão do 
vírus da poliomielite em 1994. Isso foi resultado das grandes campanhas de vacinação que ocorreram 
ao longo dos anos e mobilizou os profissionais da saúde e a população brasileira durante décadas. 
Entretanto, a Sociedade Brasileira de Medicina Tropical publicou uma nota em 2019 que tratava do 
alerta epidemiológico da OMS a respeito da reintrodução do vírus da poliomielite (e outras doenças) 
nas Américas, o que ameaçaria o Brasil. 
151
UNIDADE 7
Dessa forma, o controle da imunização das doenças deveria ser mais rigoroso, com forte campa-
nha de vacinação, para que a cobertura vacinal se mantenha adequada. Partindo desse princípio, faça 
uma breve pesquisa sobre as principais doenças erradicadas pela vacina no mundo. Depois, relacione 
a disseminação dessas doenças com a pandemia deflagrada pela Covid-19 e busque compreender o 
risco de uma nova propagação. 
Tendo em vista a importância da biotecnologia na prevenção de doenças, podemos considerar que 
os avanços tecnológicos são fundamentais para o desenvolvimento da ciência, visto que, atualmente, 
a agilidade das informações e as metodologias biomoleculares aceleram a criação de produtos ou 
serviços biotecnológicos que solucionam problemas, como as doenças. 
Além disso, a biotecnologia contribui para a saúde pública e visa a uma maior qualidade de vida, pois 
esse ramo atua não só no desenvolvimento de vacinas ou fármacos, mas também ajuda no conhecimento 
e no mapeamento de genes, com a aplicação de testes genéticos para a identificação de informações 
que podem ser úteis para a prevenção de doenças ou escolhas de tratamentos mais assertivos. 
Os aspectos fundamentais que você deve refletir sobre a temática são os seguintes: a importância 
da biotecnologia para a saúde e a aplicabilidade dos diferentes produtos e serviços biotecnológicos 
para a identificação e o tratamento de doenças.
DIÁRIO DE BORDO
152
UNICESUMAR
A biotecnologia é a área de conhecimento que utiliza a tecnologia para explorar processos celulares 
e biomoleculares, com o intuito de desenvolver produtos e serviços biotecnológicos que possam 
melhorar a qualidade de vida da população (RESENDE, 2015). Desde uma simples fermentação 
na indústria alimentícia até a seleção de enzimas de interesse, esses processos utilizam ferramentas 
biotecnológicas para serem concluídos. 
Assim como qualquer outra área da ciência, a biotecnologia é uma área multidisciplinar com diversas 
aplicações. Alguns exemplos são a indústria alimentícia (produção de fermentados), a agropecuária 
(melhoramento genético de vegetais e produção de agrotóxicos) e, em especial, a saúde humana. Ao 
longo deste capítulo, conheceremos mais aplicações da biotecnologia na saúde humana.
ÁREAS DA BIOTECNOLOGIA
PRODUTOS DE INTERESSE
Hormônios, interferon, fatores de crescimento, antibióticos, 
antifúngicos, antitumorais e outros insumos (hemoderivados, 
biomateriais, kits diagnósticos), anticorpos monoclonais, 
anticoagulantes (como heparina), medicamentos.
SAÚDE HUMANA
AGROPECUÁRIA
Plantas resistentes a fatores bióticos e abióticos, 
biomoléculas a partir de animais e vegetais, vacinas, 
substancias bioativas da biodiversidade brasileira e 
bioindústriade transformação de produtos animais e vegetais.
INDUSTRIAL
Etanol e biodiesel, biopolímeros (plásticos 
biodegradáveis), inoculantes para �xação de N2 em 
gramíneas, metano destinado à geração de energia 
elétrica, combustão veicular e para síntese de outros 
produtos e produção de biohidrogênio.
AMBIENTAL
Processos biológicos aplicáveis ao 
tratamento de e�uentes industriais, 
agropecuários e domésticos, bioativos da 
biodiversidade brasileira e degradação de 
CO2 e metano residuais.
Fonte: Brasil, 2007.
Descrição da Imagem: a figura apresenta 
quatro quadros na vertical. Em cada um 
deles, estão descritos os componentes de 
interesse produzidos pelos processos da 
biotecnologia. No primeiro, estão aqueles 
relacionados à saúde humana. Portanto, há 
uma imagem de cápsulas de medicamen-
tos do lado esquerdo, na parte superior. Por 
outro lado, do lado direito, encontra uma 
imagem com ampolas de medicamentos. 
No segundo quadro, são expostos exem-
plos de elementos produzidos pela biotec-
nologia, mas voltada à agroindústria. Como 
imagem representativa, na parte superior 
esquerda, está um pesquisador segurando 
um tubo de ensaio com um líquido verde 
no interior. Já do lado direito, é mostrado 
um grupo de pesquisadores no interior de 
uma sala de vegetação. Eles estão seguran-
do frascos de vidro em que contém plantas. 
No terceiro quadro, estão descritos os pro-
dutos provindos da biotecnologia e consi-
derados da área industrial. Como imagem, 
é inserida uma flor de girassol na parte su-
perior esquerda e, abaixo dela, uma bomba 
de combustível com uma mão abastecendo 
um carro. Do lado direito, é exposta uma 
sacola plástica biodegradável. Já no quarto 
quadro, são descritos os produtos advindos 
da biotecnologia na área ambiental. Além 
das descrições, temos as imagens repre-
sentativas: do lado esquerdo superior, há a 
mão de uma pessoa com uma luva verde. 
Ela apanha produtos de poluição no meio 
ambiente. Do lado direito, também na par-
te superior, temos uma folha de planta na 
cor verde. Ao redor dela, estão duas flechas 
em sentido circular com as setas em direção 
horária. Abaixo do infográfico, após o quar-
to quadro, encontram-se duas imagens: a 
primeira é a de uma seringa. Ao redor dela, 
são expostas três imagens de vírus na cor 
azul e, do lado direito, como segunda ima-
gem, há uma caixa amarela com um frasco 
de medicamentos.
Figura 1 - Apresentação dos setores de in-
teresse que utilizam as técnicas da biotec-
nologia / Fonte: o autor.
153
UNIDADE 7
Já sabemos que é possível fazer uma cópia do material genético pela clonagem, resultando em inúmeras 
criações de fragmentos de um mesmo gene. A clonagem está relacionada ao avanço da tecnologia, pois, 
atualmente, contamos com ótimas metodologias biomoleculares, como o uso de enzimas de restrição 
e ligação, vetores, marcadores genéticos e sequenciamento do ácido desoxirribonucleico (DNA). Esse 
processo usa a tecnologia do DNA recombinante e tem muito interesse científico e econômico, pois é 
possível combinar esse processo com outras técnicas para solucionar problemas. Nesta unidade, expli-
caremos como são produzidas as vacinas, os fármacos, os testes genéticos e a terapia gênica utilizando 
as ferramentas biotecnológicas.
Você já pensou no modo como as vacinas são desenvolvidas? As primeiras vacinas utilizavam os 
métodos de atenuação, inativação ou purificação do patógeno. Contudo, ao longo dos anos, sofreram 
aprimoramentos para aumentar a eficácia do imunizante. Antes da biotecnologia, os principais tipos 
de vacinas eram chamados de “vacinas de primeira geração” e de “vacinas de segunda geração” (DINIZ; 
FERREIRA, 2010; RESENDE, 2015). Ambas foram impactadas pela utilização dos recursos biotecno-
lógicos e serviram como suporte para o desenvolvimento das vacinas de terceira geração (Figura 2) 
(BRAZ et al., 2014; VACINA..., [2021]).
Vacina de
primeira geração
vírus atenuado
Vacina de
segunda geração
vacina de subunidades compostos
de uma proteína ou fragmentos
de um antígeno
Vacina de
terceira geração
vírus atenuado recombinante
(vetor viral)
Reposicionamento
de vacinas
vacinas usadas para
outras doenças
Vacina genética
(DNA e RNA)
I II III
Figura 2 - Tipos de vacinas de acordo com o modo de produção / Fonte: Oliveira et al. (2021, on-line).
Descrição da Imagem: a figura apresenta cinco quadros ligados a figuras ilustrativas. Na parte superior, são representados três quadros. 
Cada um contém, na lateral, uma seringa de cores diferentes. Da esquerda para a direita, a primeira seringa é azul e, no quadro, está escrito: 
“Vacina de primeira geração (vírus atenuado ou inativo)”. No segundo quadro, há seringa laranja. Também há um quadro em que está 
escrito: “Vacina de segunda geração (vacina de subunidade, compostos de uma proteína ou fragmentos de um antígeno)”. Por sua vez, no 
terceiro quadro, há uma seringa verde. Além disso, há um quadro com a seguinte descrição: “Vacina de terceira geração (vírus atenuado 
recombinante - vetor viral)”. Também há dois quadros da parte inferior da figura. Da esquerda para direita, temos o desenho de um vírus 
posicionado ao lado do quadro com o seguinte texto: “Reposicionamento de vacinas (vacinas usadas para outras doenças)”. Por fim, o 
último quadro tem o desenho da estrutura do DNA posicionado ao lado do quadro com o seguinte texto: “Vacina genética (DNA e RNA)”.
154
UNICESUMAR
As vacinas de primeira geração utilizam os agentes patogênicos atenuado ou inativado. O último é 
incapaz de induzir o processo infeccioso, mas mantém, na estrutura, a capacidade de induzir a produção 
de anticorpos. Essas vacinas são as mais comuns e muito eficazes. Como exemplos, temos as vacinas da 
febre amarela, poliomielite e sarampo. Já as vacinas de segunda geração têm, como alvo, uma única 
substância que causa algum tipo de sintoma da doença ou permite uma melhor resposta imunológica 
com a neutralização e a eliminação do patógeno. São exemplos: uma toxina ou uma proteína (DINIZ; 
FERREIRA, 2010; BRAZ et al., 2014). 
Nesse grupo, temos as vacinas da hepatite B, meningite meningocócica e pneumonia. Nelas, a ate-
nuação ou a inativação do patógeno é feita com a inoculação em um hospedeiro não natural ou em 
outro que seja conveniente. A biotecnologia e os novos recursos tecnológicos permitiram um apri-
moramento dessas vacinas, tornando-as mais eficientes e seguras. Isso foi possível pela manipulação 
genética, que permitiu a obtenção de diversos mutantes atenuados por meio da clonagem gênica e da 
mutagênese (DINIZ; FERREIRA, 2010; BRAZ et al., 2014).
Com a tecnologia do DNA recombinante, uma terceira geração de vacina surgiu. O imunizante 
contém fragmentos de DNA que codificam antígenos potencialmente imunogênicos em vetores virais 
ou em DNA plasmidial, para, assim, induzir o organismo a expressar permanentemente a proteína 
exógena (BRAZ et al., 2014). Esse conceito de vacina surgiu em 1990, mas foi apenas em 1993 que foi 
comprovada a ação do método com uma vacina de DNA contra a Influenza A em ratos. 
Você já ouviu alguém falar que quem tem alergia a ovo não pode tomar certas vacinas? Isso 
acontece porque, para prover o processo de produção da vacina, utiliza-se o ovo embrionado 
para desencadear a atenuação do vírus. A atenuação é um processo em que é diminuída a 
virulência do causador da doença e, dessa forma, posteriormente, a vacinação pode ser con-
siderada segura para a aplicação clínica. 
Para a obtenção de vírus atenuados, é preciso promover infecções sequenciais de vírus pato-
gênicos em culturas celulares in vitro ou em ovos embrionados. Depois da introdução reinci-
dente do vírus, no ovo, por exemplo, são obtidas cepas virais menos virulentas, chamadas de 
atenuadas, mas que podem conter uma pequena quantidade da proteína do ovo. 
Quando aplicado no corpo de um indivíduo, o vírus atenuado é capaz de se replicar, porém, de 
maneira lenta, sem causar maiores danos ao organismo. No entanto, para aqueles com alergias 
graves ao ovo, pode haver coceira,vermelhidão e até reações anafiláticas graves. A imunização 
do indivíduo é desencadeada com a exposição prolongada do vírus, em que a replicação viral 
lenta induz uma resposta imune. 
Fonte: adaptado de Vacinas... (2019).
155
UNIDADE 7
Os ratos receberam um inserto provindo de uma construção plasmidial que codificava uma nu-
cleoproteína de H1N1 via intramuscular. Nesse trabalho, os animais imunizados foram expostos a 
doses letais do vírus e 90% deles sobreviveram. Essas vacinas ainda estavam em fase de testes, porém 
a pandemia deflagrada pela Covid-19 necessitou que a eficácia fosse comprovada com certa agilidade.
Talvez, a falta de divulgação científica e a velocidade de compartilha-
mento de informações atualmente sejam os principais problemas que 
a ciência enfrenta em relação às vacinas. Isso porque o movimento 
antivacina, ou seja, aqueles que são contrários à vacinação, vêm ga-
nhando muita popularidade. 
Com isso, toda a população é afetada, já que, sem a vacinação, al-
gumas doenças erradicadas podem voltar a acometer as pessoas (BELTRÃO et al., 2020). A 
seguir, confira uma entrevista com o Dr. Drauzio Varella e entenda como as falsas informa-
ções divulgadas pelo o movimento antivacina prejudicam toda a população. Compreenda 
como os avanços tecnológicos permitiram a revolução da medicina com a chegada da vacina.
Outro exemplo é a vacina de RNAm, da Pfizer, que também é proveniente da expansão dos métodos 
vinculados à tecnologia utilizada para a manipulação do DNA e incluída entre as vacinas de terceira 
geração. Nas vacinas de RNAm, há a presença de fragmentos de RNAm sintetizados no laboratório 
que, quando em contato com o sistema imunológico, induzem o organismo a produzir antígenos 
antecipadamente, caso venham a ter contato com o vírus. Essa vacina teve a eficácia comprovada, 
tornando-se um marco histórico para a ciência (BRAZ et al., 2014) (Figura 3).
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156
UNICESUMAR
RNAm codi�ca
proteína spike
do vírus
Nanopartícula
lipídica
CÉLULA HUMANA
Tradução
de proteínas
Proteína spike
Anticorpo
Linfócito
Resposta imune
Tradução viral
proteína spike
Figura 3 - Representação do modo de ação da vacina de RNAm
Descrição da Imagem: na figura, é mostrado o vírus causador da SARS- CoV-2. Ele está na cor rosa, tem forma circular e contém, na 
superfície, proteínas spike na forma de letra T de cor roxa. Uma seta parte do vírus e indica uma proteína spike isolada do vírus. Dessa 
proteína isolada, parte outra seta indicando uma molécula de RNAm que codifica essa proteína envolta por uma capa de nanopartículas 
lipídicas (círculo constituído por pequenas bolas de cor laranja). Essas partículas (capa contendo o RNAm no interior) são sintetizadas em 
um laboratório a partir da manipulação do RNAm mensageiro do vírus e são elas que são inoculadas no corpo como vacina. Ao centro 
da imagem, uma célula humana é mostrada em contato com a partícula. Esse contato permite a entrada do RNAm na célula. Um quadro, 
no interior da célula, representa o processo de tradução de proteínas e, à direita, são evidenciadas as proteínas spike já produzidas pela 
célula. Ainda à direita da célula, são expostas as proteínas spike ligadas à membrana da célula, de modo que são identificadas como an-
tígenos pelos anticorpos, na figura, representados em forma de Y e de coloração vermelha. Ao lado dessas moléculas (anticorpos), está 
uma célula produtora de anticorpos, o linfócito, simbolizado por uma célula em forma de círculo em vermelho preenchido pela cor rosa 
com outro círculo mais escuro no interior.
Neste artigo, você entenderá como as novas vacinas agem enquan-
to imunizantes para determinadas doenças e aprimoram vacinas 
já existentes para evitar a reintrodução de algumas doenças. Além 
disso, visualizará um panorama dos desafios atuais para lidar com o 
questionamento relacionado à eficiência da vacina e a aceitação dela. 
Acesse o QR Code e descubra essas curiosidades.
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157
UNIDADE 7
De maneira semelhante às vacinas, a biotecnologia revolucionou a descoberta dos fármacos. Es-
ses medicamentos podem conter, como princípio ativo, um agente biológico obtido de qualquer ser 
vivo para ser sintetizado in vivo. Dessa forma, recebem o nome de biofármacos (OLIVEIRA; SILVA, 
2018). Os biofármacos, quando comparados aos medicamentos convencionais, têm alta complexidade, 
especificidade e eficácia (Quadro 1) (SALERNO; MATSUMOTO; FERRAZ, 2018).
Principais diferenças entre medicamentos sintéticos e biológicos
 Fármacos sintéticos Biológicos
Moléculas Pequenas Grandes
Estrutura Simples Complexas
Estabilidade Estáveis Instáveis
Caracterização Simples e completa Difícil e incompleta
Manufatura
Previsível pelo processo químico
Cópias idênticas podem ser feitas
Variável, produzido por sistemas vivos
Impossível de realizar cópias idênticas
Patentes Geralmente única Múltiplas
Imunogenicidade Ocasional Frequente
Quadro 1 - Diferença entre os biofármacos e os medicamentos sintéticos / Fonte: adaptado de Entendendo... (2012).
Basicamente, o desenvolvimento de um fármaco envolve pesquisas iniciais para identificar e otimizar as 
moléculas capazes de representar novas entidades químicas com potencial de desenvolvimento clínico. 
Depois, uma fase clínica é elaborada, a fim de avaliar a eficácia e a toxicidade do fármaco (GUIDO et 
al., 2010). No caso dos biofármacos, a revolução da biotecnologia fez com que novas áreas surgissem, 
como as ômicas (genômica, proteômica, metabolômica, transcriptômica e citômica), permitindo usar 
uma variedade de aplicações por meio do monitoramento de indicadores celulares ou bioquímicos. 
Assim geram um grande impacto na saúde, pois possibilitam novas opções de tratamentos para doenças 
complexas (GUIDO; ANDRICOPULO; OLIVA, 2010; OLIVEIRA; SILVA, 2018). 
Desse modo, a escolha das moléculas de interesse é mais assertiva, melhorando o potencial co-
mercial de determinado medicamento. Após as pesquisas avaliativas, é necessário registrar o fármaco 
como patente, pois somente assim a indústria poderá produzi-lo em grande escala e comercializar. Já 
a produção dos biofármacos é um pouco mais complexa, afinal, envolve organismos vivos, por isso, 
requer regras de produção mais rígidas, tais como a bioética e a aplicação de mais testes (SALERNO; 
MATSUMOTO; FERRAZ, 2018). 
158
UNICESUMAR
Você consegue imaginar como os biofármacos são produzidos? A elaboração de um biofármaco 
envolve algumas etapas importantes, a saber: expansão celular upstream, purificação downstream, 
recuperação, purificação e formulação final (SÁNCHEZ, 2020). Na Figura 4, a seguir, você pode 
acompanhar os procedimentos que ocorrem para a produção de um biofármaco.
DNA
fonte
DNA
alvo
Sequência genética da
proteína desejada identi�cada
Sequência de
DNA funcional criada
Sequência de DNA inserida
em uma célula hospedeira,
p. ex., bactéria
Fármaco puri�cado
a granel
Proteína puri�cada,
estabilizada e processada
em um medicamento
Proteína separada das células
via �ltração/centrifugação
A linhagem de células que produz
a proteína com mais e�cácia é escolhida
e cultivada em um biorreator
Figura 4 - Processo de produção dos medicamentos biológicos / Fonte: Medicamentos... ([2021], [s. p.]). 
Segundo Sánchez (2020), primeiramente, deve-se realizar a expansão celular upstream, que consiste 
na aplicação de processos de fermentação bacteriana ou cultura celular para a obtenção do organismo 
produtor. Depois dessa etapa, é realizada a purificação downstream, que produzirá uma molécula pura. 
Nela, apenas as atividades biológicas e terapêuticas são preservadas. Na recuperação, o material precisa 
passar por diversas técnicas, como a centrifugação, a precipitação, a filtração e a ruptura celular. Essa 
etapa tem como objetivo produzir uma matéria-prima livre de impurezas. 
Descrição da Imagem: a figura representa as etapas da produção de medicamentos biológicos. Assim, há setas de cor laranja, as quaisrepresentam a passagem de uma etapa para outra, que se inicia à esquerda, no topo da figura, e termina à esquerda, na base da figura. 
Além disso, é mostrada uma molécula de DNA enovelada na cor verde, indicada por uma seta preta como DNA fonte. Em um ponto um 
pouco abaixo da estrutura de DNA, é indicado, por meio de uma seta preta, o DNA alvo (pequeno retângulo verde). Esse DNA alvo é descrito 
como uma sequência genética da proteína desejada identificada. Na etapa seguinte, ao centro/topo da figura, encontra-se uma sequência 
de DNA funcional criada a partir da inserção do DNA alvo. Ela é representada por um círculo de cor verde e com um retângulo ligado à parte 
superior desse círculo. Na etapa posterior, um retângulo verde-claro, que representa uma bactéria, tem, no interior, o DNA cromossômico 
enovelado e o DNA circular proveniente da etapa anterior. Essa etapa foi identificada como uma sequência de DNA inserida em uma célula 
hospedeira. Na próxima etapa, agora, mostrada da direita para a esquerda, na base da figura, está representado um biorreator por uma 
imagem que lembra uma autoclave. Nela, a linhagem de células que produz a proteína com mais eficácia é cultivada. Na próxima etapa, a 
proteína é separada das células via filtração/centrifugação, representada por um aparelho quadrado com pés e tampa em forma de grade. 
Por fim, há um retângulo escrito: “Fármaco purificado a granel”. Ele representa a proteína purificada e processada em um medicamento.
159
UNIDADE 7
Por outro lado, na segunda purificação, o processo é feito utilizando uma cromatografia líquida 
de imunoafinidade ou outras técnicas. Por fim, na última etapa, o material deve ser condicionado e 
precisa passar por um processo, a fim de obter um produto estável, esterilizado e pronto para o enva-
se, atendendo a todos os requisitos da indústria farmacêutica. Veja, a seguir, o resumo das etapas do 
processo de produção de biofármacos (Figura 5).
Expansão celular upstream
Puri�cação downstream
Recuperação
Puri�cação
Formulação �nal e envase
Figura 5 - Resumo das etapas do processo de produção de biofármacos / Fonte: a autora.
Descrição da Imagem: a figura representa um ordenamento vertical das principais etapas do processo de produção de um biofármaco. 
Cada etapa está escrita dentro de um retângulo. Também há setas abaixo de cada retângulo, as quais representam a passagem de uma 
etapa para outra. Na ordem, de cima para baixo, estão os seguintes retângulos: expansão celular upstream; purificação downstream; 
recuperação; purificação; formulação final; e envase.
Neste vídeo, você compreenderá um pouco mais a história da desco-
berta do primeiro antibiótico, a penicilina. Esse medicamento salvou 
a vida de muitas pessoas e aumentou a expectativa de vida da época. 
Além disso, abriu caminho para as pesquisas de outros medicamentos, 
possibilitando uma melhor qualidade de vida aos humanos.
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160
UNICESUMAR
O que você acha de fazer um exame que permite saber se você tem os genes de determinadas doenças? 
A genômica permitiu a realização de testes genéticos com informações genéticas detalhadas que via-
bilizam uma tomada de decisão em diferentes aspectos da vida. Entretanto, é importante lembrar que 
esses testes são relativamente caros e várias doenças são multifatoriais, ou seja, têm diferentes fatores 
que interferem no desenvolvimento (STIVAL, 2020).
Já sabemos que o sequenciamento do DNA, em específico, os sequenciamentos mais modernos, 
permitem conhecer o genoma de um determinado organismo. Isso é possível, tendo em vista que, 
após a coleta de alguma amostra biológica, ela será preparada em laboratório utilizando enzimas de 
restrição, com o intuito de isolar apenas o DNA das células. Assim, o DNA estará pronto para a leitura 
e o reconhecimento dos nucleotídeos.
Neste vídeo, você saberá como ocorre o processo de um teste ge-
nético. Aproveite para revisar outros conteúdos estudados, como 
as enzimas de restrição, o processamento de DNA e as reações de 
cadeia polimerase!
Outra aplicabilidade da biotecnologia é a terapia gênica. Ela ainda está em fase experimental, mas é 
um potencial tratamento para algumas doenças, como a fibrose cística, a hemofilia, o câncer e a AIDS. 
A terapia gênica utiliza a tecnologia do DNA recombinante e tem capacidade de induzir a modificação 
genética por meio da correção de genes mutados com sítios específicos no DNA. Em outras palavras, 
um gene normal é inserido no genoma do paciente para substituir um gene causador de alguma doença 
(Figura 6) (NARDI; TEIXEIRA; SILVA, 2002; LINDEN, 2010; GONÇALVES; PAIVA, 2017).
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161
UNIDADE 7
As células são
removidas do paciente Em vírus de laboratório
alterado, portanto,
não pode reproduzir
Gene normal
inserido no vírus
O vírus alterado
é misturado com
a célula do pacienteEntrada do novo
gene no núcleo
do paciente
As células alteradas
são injetadas no
paciente
A célula geneticamente
alterada produz a proteína
ou hormônio desejado
1 2
3
4
56
7
Figura 6 - Representação do processo de funcionamento da terapia gênica
Para Gonçalves e Paiva (2017), dentre os desafios utilizados nesse tratamento, o principal seria escolher 
um bom vetor para fazer a liberação do gene na célula-alvo. Isso porque o gene liberado não pode ser 
reconhecido pelo sistema imune, mas deve ser produzido e disponibilizado em grande escala. O uso 
do vetor é utilizado em outras técnicas, mas o material genético viral no plasmídeo pode induzir uma 
resposta imune aguda.
Descrição da Imagem: a figura apresenta, em sete etapas, a terapia gênica veiculada por um vírus. À esquerda, um perfil humano é 
mostrado em cinza. Dele, sai uma seta preta em direção ao centro da figura. Essa seta mostra a primeira etapa (etapa 1), em que células 
são retiradas do paciente. Essas células são representadas por três círculos amarelos com outro círculo menor no interior de cada uma, 
simbolizando o núcleo na cor roxa. A etapa 2, no topo e à direita da figura, mostra um vírion representado por um círculo rosa com estru-
turas na superfície em formato de haste com um círculo na ponta (parecidos com alfinetes) na cor azul. Na parte interna do círculo, está 
representada uma molécula de DNA em azul, na qual se encontra parte uma ponta de uma seta que indica outra molécula de DNA em 
azul e cortada ao meio. Ela, após ser modificada, não possui a capacidade de reproduzir. Na etapa 3, o mesmo vírion é mostrado (apenas 
com o DNA cortado ao meio no interior). Ainda no centro da figura, uma seta sai da etapa 1 e segue em direção a uma célula situada na 
base à direita da figura. Essa célula está ligada à partícula viral proveniente da etapa 3 e, juntas, representam a etapa 4, em que o vírus 
alterado é misturado com a célula do paciente. Na etapa 5, a célula tem, agora, no interior do núcleo, um material genético hibridizado 
com o gene proveniente do vírus, formando uma única fita de DNA dupla hélice helicoidal de cor azul nas pontas e vermelho no centro. 
Outra seta indica a sexta etapa, que representa o momento em que a célula alterada é injetada no paciente. Na sétima e última etapa, são 
expostas três células modificadas no interior do corpo do homem. Dessas células, partem setas (de cor branca e em formato de hélice) 
que indicam a produção posterior da proteína ou do hormônio desejado no processo de terapia gênica.
162
UNICESUMAR
Além disso, as modificações genéticas que ocorrem nas células germinativas, como no esperma-
tozóide e no óvulo, são hereditárias. Dessa forma, os descendentes da linhagem modificada carregam 
os genes alterados, tornando uma alternativa para minimizar as doenças genéticas e hereditárias. De 
maneira oposta, em um tratamento para determinada doença que utiliza a terapia gênica em células 
somáticas, as modificações estariam restritas somente ao paciente submetido ao procedimento. Em 
outras palavras, não passaria aos descendentes os genes modificados(GONÇALVES; PAIVA, 2017).
Quais são os usos da terapia gênica? A terapia gênica pode ser combinada com as células-tronco para 
gerar vetores de transferência gênica com o objetivo de criar células-tronco pluripotentes induzidas 
(iPSCs). Isso promove a diferenciação das células para proporcionar um fenótipo de interesse. Quando 
combinada às células tronco e aos linfócitos T (células de defesa), a terapia gênica permite manipular e 
reprogramar as células imunes dos pacientes, a fim de reconhecer e atacar as células tumorais (NARDI; 
TEIXEIRA; SILVA, 2002; LINDEN, 2010; GONÇALVES; PAIVA, 2017). 
Título: Seleção artificial
Ano: 2019
Sinopse: da erradicação de doenças à escolha das características do bebê, 
a edição genética permite alterar a biologia humana. Saiba quem são os 
cientistas por trás de tudo isso.
Comentário: assistir a esse documentário é uma ótima forma de com-
preender a tecnologia do CRISPR e a ética na manipulação genética. Ao 
longo dos episódios, os indivíduos se questionam se seria possível utilizar 
as biotecnologias para realizar as modificações biológicas de interesse, mesmo sem compreender 
o impacto e a complexidade desse processo. Está disponível na Netflix.
Uma importante ferramenta biotecnológica que pode mudar o rumo e os usos da terapia gênica e 
da biologia molecular é o CRISPR-CaS9 (CRISPR, do inglês, Clustered Regularly Interspaced Short 
Palindromic Repeats, significa repetições palindrômicas curtas agrupadas e regularmente espaçadas; 
já CaS9 é a proteína capaz de cortar a fita dupla de DNA), uma vez que ela consegue realizar edições 
genômicas pontuais e precisas. Os primeiros testes com essa ferramenta, com foco médico, já apre-
sentaram otimizações nos sistemas de entrega e especificidade, garantindo uma melhor segurança e 
efetividade (GONÇALVES; PAIVA, 2017).
163
UNIDADE 7
Entender o uso das biotecnologias aplicadas à saúde é compreender que a saúde humana é um resultado 
dos avanços tecnológicos que possibilitaram uma melhor qualidade de vida aos humanos. Além disso, 
compreender como alguns procedimentos e técnicas estudados são aplicados auxilia no seu preparo 
como profissional da saúde. Afinal, os conteúdos estudados nesta unidade farão parte da sua rotina de 
trabalho, seja na área da pesquisa, seja na área das análises clínicas, seja na área médica. 
Quantos avanços tecnológicos nós tivemos ao longo dos anos, não é 
mesmo? Na Biologia, acompanhando a tecnologia, surgiu uma nova 
área chamada Biotecnologia. Você ouviu alguém falar sobre ela? Ela 
está mais presente no nosso cotidiano que você imagina. Aperte o 
play para conhecer o uso das biotecnologias aplicadas à saúde.
https://apigame.unicesumar.edu.br/qrcode/9067
164
Agora, faremos uma revisão de tudo o que você aprendeu nesta unidade. Observe o mapa mental 
a seguir, que descreve as características das biotecnologias para a produção de vacinas, fármacos, 
testes genéticos e terapia gênica. Preencha os quadros que pedem as complementações.
Vacinas
Tipos de
vacinas
Terapia
gênica Combinações
Combina a tecnologia com os
conhecimentos sobre os
processos biológicos para criar
produtos ou serviços para
resolver problemas
Fármacos
Produção do biofármaco
Diferenças entre biofármacos
e fármacos
Testes
genéticos
Técnicas e metodologias
estudadas anteriormente
que podem estar envolvidas
A genômica permitiu a realização
de testes genéticos detalhados
que viabilizam uma tomada de
decisão em diferentes aspectos
da vida
Biotecnologias Aplicadas
165
1. Nesta unidade, você compreendeu a importância da biotecnologia para a saúde. Com 
base nos textos e nas atividades complementares, escreva um breve texto de até 10 
linhas sintetizando os principais usos das biotecnologias e explique o impacto delas 
na sociedade. Você pode focar em um tema específico ou sintetizar todo o conteúdo.
2. As vacinas são imunizantes capazes de prevenir uma determinada doença, pois indu-
zem o corpo a produzir anticorpos contra um agente patológico. Ao longo dos anos, 
algumas doenças foram erradicadas, resultado de uma boa campanha de vacinação e 
conscientização da população. 
Sobre as vacinas, assinale a alternativa correta:
a) As vacinas de primeira geração têm como alvo uma substância específica do patógeno, 
seja uma toxina, seja uma proteína.
b) As vacinas de primeira e segunda geração são, respectivamente, aquelas que usam 
agente patogênico atenuado e inativado.
c) De modo geral, as vacinas de primeira geração sofreram um aprimoramento após 
os avanços tecnológicos, mas, atualmente, não são mais utilizadas, pois as vacinas 
de terceira geração são mais eficazes.
d) As vacinas de terceira geração utilizam a tecnologia do DNA recombinante. No entanto, 
até o momento, nenhuma vacina foi aprovada para usos em humanos.
e) As vacinas de primeira e segunda geração foram aprimoradas após os avanços tecno-
lógicos, tornando-as mais eficazes e seguras.
3. Na produção de um biofármaco, é preciso escolher a molécula de interesse. Para isso 
é necessário realizar pesquisas avaliativas sobre a molécula, a fim de ter conhecimento 
sobre os efeitos dela. Depois, é preciso realizar testes de toxicidade, eficiência e segu-
rança, com o intuito de garantir o sucesso do medicamento. 
Sobre a produção de biofármacos, leia as afirmativas a seguir: 
I) A produção de biofármacos é dividida em três etapas. A primeira é a expansão celular, 
em que ocorre a multiplicação do organismo produtor. A segunda é a purificação, 
que tem como objetivo deixar a matéria-prima mais pura. Por fim, há a formulação 
final, que finaliza o processo envasando e deixando o medicamento pronto.
II) Existem duas etapas de purificação que são realizadas uma após a outra e tornam 
a matéria-prima pura, apenas com a proteína de interesse.
III) A produção do biofármaco envolve o cultivo de organismos produtores. Após esse cultivo, 
eles são submetidos a outras etapas para a extração e a purificação da proteína de interesse.
IV) A etapa de purificação é importante, pois os elementos, além da proteína de interesse, 
podem interagir e comprometer a eficácia do medicamento.
166
É correto o que se afirma em:
a) I e II.
b) I, II e III.
c) II, III e IV.
d) III e IV.
e) IV.
4. Leia o fragmento a seguir:
Terapia gênica é o tratamento baseado na introdução de genes sadios com uso de 
técnicas de DNA recombinante. O primeiro teste clínico bem-sucedido dessa técnica foi 
divulgado em 1990. Em que pese a ocorrência, em certos estudos clínicos, de efeitos 
adversos, alguns dos quais graves, laboratórios de pesquisa e empresas vêm continua-
mente desenvolvendo novos materiais e procedimentos mais seguros e eficazes. Embora 
ainda em estágio experimental, progressos recentes indicam oportunidades crescentes 
de investimento pela indústria, bem como justificam a expectativa de que, em alguns 
casos, essa tecnologia poderá chegar à prática clínica dentro de poucos anos.
LINDEN, R. Terapia gênica: o que é, o que não é e o que será. Estudos Avançados, v. 
24, n. 70, 2010. p. 69.
Considerando o conteúdo exposto no enunciado, leia as afirmativas a seguir:
I) Utiliza seres multicelulares procariontes para induzir a resposta imunológica de um 
organismo.
II) Um gene normal substitui um gene causador de alguma doença.
III) É possível combinar a terapia gênica e fungos para produzir antibióticos mais eficientes.
IV) Um grande potencial para a terapia gênica é a utilização do CRISPR, uma ótima fer-
ramenta para a edição genômica.
V) Os neutrófilos combinados com a terapia gênica permitem manipular e reprogramar 
as células imunes dos pacientes.
É correto o que se afirma em:
a) I e II.
b) I, III e V.
c) IV.
d) II e IV.
e) III, IV e V.
8
Nesta unidade, você conhecerá as ferramentas que facilitaram o 
armazenamento de dados gerados pelo estudo da molécula de 
DNA, do RNA e das proteínas. Em uma, os estudos da genômica e 
da proteômica se expandem com o apoio da bioinformática. Você 
adquirirá os conhecimentos e as ferramentas utilizadaspela bioin-
formática na biologia molecular, além de conhecer as aplicações e 
as perspectivas.
A bioinformática 
aplicada aos estudos 
da pesquisa e ao 
diagnóstico molecular
Dra. Ana Luisa Monezi Lucena
168
UNICESUMAR
Mário foi detectado com uma anemia grave. Após três internações e depois de muitas investigações, foi 
concluído que ele era portador da talassemia, uma doença que apresenta uma síntese ineficiente ou a 
ausência de uma proteína presente no sangue, a hemoglobina, que faz o transporte de oxigênio. Hoje, 
já habituado com os modos de tratamento da doença, encontra-se clinicamente estável, em regime 
de hipertransfusão a cada duas semanas e tratamento quelante para a retirada de ferro excedente. 
Os pais de Mário são primos de segundo grau e pretendem ter mais um filho. Todavia, optaram por 
fazer o estudo genotípico dos próprios genes e do filho (Mário) em relação ao tipo de anemia portada 
por Mário, uma vez que eles apresentam um histórico familiar da anemia diagnosticada nos pais, tios e 
primos paternos e maternos. A equipe multidisciplinar que acompanha o caso decidiu analisar as amostras 
sanguíneas dos pais e de Mário utilizando a técnica molecular de sequenciamento, que permite detectar 
as alterações da molécula de DNA que podem estar relacionadas com a anomalia da hemoglobina e 
comparar com os bancos de dados que possam ter registros desse quadro. Desse modo, posteriormente, 
é possível explorar as razões da manifestação grave em Mário, mas não nos outros familiares.
No caso de Mário, por que seria interessante fazer o comparativo em bancos de dados das alterações 
genéticas das proteínas de hemoglobinas? Qual é a importância da investigação da sequência genética 
dos pais, já que, neles, a doença não foi relativamente manifestada?
O desenvolvimento de bancos de dados biológicos atingiu o progresso a partir da expansão das 
técnicas de sequenciamento. Atualmente, há dados armazenados das sequências de nucleotídeos de 
DNA e RNA, além de amostras das sequências de aminoácidos e da estrutura de proteínas de diferentes 
organismos. A princípio, a criação dos bancos de dados biológicos tinha o objetivo de fazer a centra-
lização das sequências analisadas e facilitar o acesso das informações. Atualmente, em detrimento da 
elevada importância deles, os bancos foram aprimorados e podem oferecer flexibilidade e portabilidade 
para outras ferramentas, integrar muitos programas e ter aplicações voltadas às análises biológicas. 
Diversas áreas da biologia utilizam a base de bancos de dados biológicos, pois ela permite a verifi-
cação de sequências de diferentes genes, incluindo de humanos, microrganismos e vírus. As próprias 
sequências detectadas no genoma humano foram armazenadas em bancos de dados e, regularmente, a 
alimentação dos bancos cresce com sequências que estão associadas às alterações vinculadas às doen-
ças humanas, assim como é o caso da anemia detectada no Mário. O comparativo de sequências pode 
ajudar a identificar as doenças mais graves e os métodos de tratamentos que estão sendo aplicados, ou 
seja, pode minimizar a exaustiva busca de informações.
Na evidência dessa revolução científica, seria importante que você, futuro(a) profissional da saúde, 
explicasse como as inovações tecnológicas poderiam ser aproveitadas em todos os contextos. No campo 
profissional, não há dúvida de que será beneficiado com esses conhecimentos, uma vez que elas são 
ferramentas frequentemente utilizadas na área biomédica.
Durante alguns anos, a principal forma de detectar o caminho percorrido pelas doenças, como 
a anemia, era por meio de exames hematológicos. Com o tempo, o crescente número de dados de 
sequências moleculares de vários organismos abriu novas oportunidades para o entendimento da 
evolução das doenças. 
169
UNIDADE 8
Agora, o desafio dos cientistas é entender as motivações teóricas e práticas que sustentam as novas 
técnicas e compreender como elas se diferem dos métodos precedentes, utilizando, para isso, as aná-
lises comparativas de sequências. Partindo desse princípio, faça uma breve pesquisa em uma revista 
de circulação on-line e tente solucionar as seguintes questões: onde podemos achar as sequências dos 
genes? Como determinar o compartilhamento? Por que comparar?
As grandes conquistas nos campos da biologia molecular são evidentes. Diretamente ligada às eras 
genômica e pós-genômica, a biologia molecular tem se destacado com a utilização da informática, 
surgindo a bioinformática, uma ferramenta emergente e essencial. As ferramentas da bioinformática 
trabalham de forma on-line com todas as informações geradas. Assim, é possível obter, armazenar, 
classificar e interpretar os volumosos dados gerados por sequenciamento do DNA e proteínas, ca-
racterizando as ômicas, como a genômica e a proteômica. Nesse sentido, o foco principal da análise 
da nossa solução-problema é entender os princípios da bioinformática como uma ferramenta para a 
detecção de problemas genéticos ou evolutivos de uma doença.
DIÁRIO DE BORDO
170
UNICESUMAR
Os avanços da biologia molecular, associados às técnicas da informática, facilitaram o modo de entendi-
mento de como as características genéticas podem ser estudadas e possibilitaram a compreensão do motivo 
pelo qual, por vezes, elas não são manifestadas da maneira esperada. Esses progressos são marcados no que 
tange à possibilidade de identificar e determinar as sequências de nucleotídeos de um material genético 
ou de aminoácidos de uma proteína proveniente de uma informação herdada. Essa facilidade surgiu a 
partir da necessidade de armazenar essas informações para posterior análise e mediante a oportunidade 
de comparar e entender as variações genéticas nos organismos. O apoio da informática à biologia tem 
sido fundamental no progresso e no desenvolvimento da área de onde surgiu a bioinformática.
A bioinformática surgiu na década de 80, a partir dos avanços na área de biologia molecular, espe-
cialmente, com o advento dos projetos genomas, que geraram volumes intensos de informações que 
foram obtidas a partir do sequenciamento de fragmentos de ácido desoxirribonucleico (DNA). Quem 
diria que a bioinformática pudesse empregar ferramentas computacionais dentro da biologia para 
desenvolver estratégias a serem empregadas em investigações científicas? 
Todavia, nos últimos dez anos, a adaptação e os avanços dos recursos tecnológicos, especialmente 
na área das ciências da saúde, têm sido uma prioridade para suprir determinadas carências, como 
a criação de programas analíticos capazes de armazenar complexas sequências de genes. De modo 
geral, a bioinformática só teve expansão devido aos fatores decisivos, incluindo a ajuda da internet e a 
produção de processadores mais rápidos e eficientes, os quais consolidaram a possibilidade de com-
partilhamento de dados biológicos (ARAÚJO et al., 2008).
Essa nova ciência tem origem nas ciências da computação, na estatística e na biologia molecular 
(Figura 1), e vem sendo desenvolvida especialmente para ordenar os resultados gerados nas iniciati-
vas de sequenciamento de genes, as quais produzem uma quantidade cada vez maior de dados sobre 
as sequências de DNA e os produtos proteicos. Com esses dados de sequência de proteínas e ácidos 
nucléicos de muitas espécies e de amostras populacionais, é possível fornecer uma base para os estu-
dos que conduzem a novos entendimentos sobre a evolução e a história natural da vida e de doenças 
variadas. Também é possível predizer a configuração tridimensional de proteínas, identificar inibido-
res de enzimas, organizar e relacionar informação biológica, agrupar proteínas homólogas e analisar 
experimentos de expressão gênica, por exemplo (ARAÚJO et al., 2008).
Você sabe o que um bioinformata faz? Considerada uma profissão do 
futuro, você também pode fazer parte dessa equipe multidisciplinar. 
Observe a dica!
Para acessar, use seu leitor de QR Code.
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171
UNIDADE 8
De forma geral,a bioinformática tem por função rastrear os dados, extraindo informações úteis para 
estudos específicos. Um exemplo de utilização é a identificação de possíveis diferenças nas sequências 
gênicas e aplicação dessas informações no desenvolvimento de ferramentas para melhor diagnosticar 
doenças e anomalias, como as ferramentas estatísticas, que ajudam na definição das possibilidades de 
adoecimento, ou não, dos indivíduos de uma população. 
Considera-se, nesse âmbito, que cada ser vivo se transforma em informações, ou seja, é dotado 
de instruções sobre o próprio processo de funcionamento. Para tanto, a bioinformática assegura a 
potencialidade dela por desenvolver bancos de dados, pesquisa de algoritmos, análises estatísticas no 
computador, programas de previsão de genes e outras ferramentas analíticas que são usadas para dar 
sentido aos dados de DNA, RNA e sequências de proteínas (PIERCE, 2013; ARAÚJO et al., 2008).
O reconhecimento da bioinformática como uma disciplina essencial para as áreas da biologia 
molecular, biotecnologia e biologia de sistemas só foi consolidado após a multiplicação, em tamanho 
e em número, dos bancos de dados de sequências resultantes dos projetos genomas. Atualmente, há 
vários bancos de dados em que são adicionadas as sequências recém-descobertas e disponibiliza-
das pela internet aos cientistas e estudantes de todo o mundo. Até o momento, já estão disponíveis 
as sequências genômicas completas ou quase completas de mais de centenas de vírus, bactérias, 
leveduras, vegetais, camundongos, humanos e representantes de 35 filos de metazoários (Figura 2) 
(LODISH et al., 2014; ARAÚJO et al., 2008).
Bioinformática
Ciências
de dados
Ciências da
Computação
Biologia
computacional
Biologia
Bioestatística
Estatística
Descrição da Imagem: na figura, há três conjuntos (representados por círculos coloridos) interceptados por parte entre si. Assim, há um 
círculo vermelho (à esquerda). Nele, encontra-se a área da estatística. Também há um círculo verde (à direita), que simboliza a ciência 
da computação. Abaixo, interceptando os outros dois, está o círculo da biologia (cor roxa). As intercepções desses conjuntos mostram, 
na parte central, a bioinformática (azul-escuro) e, na região que inter-relaciona com a biologia, está a bioestatística (cor roxo-escuro) 
junto ao campo da estatística e da biologia computacional (azul-claro). Por fim, a ciência de dados (verde musgo) intercepta com a 
bioinformática, a estatística (azul-escuro) e a ciência da computação (verde-claro).
Figura 1 - Representação das áreas de abrangência da bioinformática / Fonte: Kanbe (2020, on-line).
172
UNICESUMAR
O banco de dados é uma espécie de arquivo de armazenamento. Nele, é disponibilizado, de maneira 
uniforme e eficiente, várias informações que contemplam as áreas da biologia molecular. Os bancos 
de dados objetivam organizar os dados em um conjunto de registros estruturados para permitir a 
recuperação de informações (LORENZONI, 2019). São caracterizados dois tipos de bancos de dados. 
Ambos se diferenciam por um ter apenas a informação da sequência e outro conter análises da se-
quência. Diante disso, podem ser classificados em primário e em secundário. 
Os bancos de dados primários contêm informações sobre a sequência em conjunto com as infor-
mações que descrevem a fonte da sequência e a determinação dela. Já os bancos de dados secundários 
contêm os resultados de análises feitas nos dados primários de sequências, como informações volta-
das aos padrões particulares de sequências, variações, mutações e relação evolutiva (PIERCE, 2013). 
Observe, na figura 3, alguns bancos de dados mais utilizados pela bioinformática.
Descrição da Imagem: trata-se de uma ilustração de um DNA em túnel infinito na cor preta. No início do túnel, encontra-se a repre-
sentação dos primeiros seres vivos. Eles vão em direção à superfície. Nas laterais, são ilustradas as imagens de plantas e animais que 
foram surgindo ao longo da evolução. O sequenciamento, em preto, apresenta os seguintes organismos: bactérias, protozoários, insetos, 
répteis, peixes, mamíferos e homem, que fica na ponta superior do infinito.
Figura 2 - Representação da diversidade de organismos que podem ser detectados pela diferença de sequência de proteínas 
e ácidos nucléicos 
173
UNIDADE 8
Figura 3 - Representação dos bancos de dados utilizados regularmente pela bioinformática / Fonte: adaptado de Pierce (2013).
O uso dos bancos de dados para fazer as comparações e as análises se inicia após o DNA ser sequen-
ciado. Contudo, nem sempre os pesquisadores detectam todas as regiões gênicas e funcionais, pois não 
existem características universais que marquem o início e o fim do gene. É importante recordar que 
nem todos os nucleotídeos da estrutura da molécula de DNA codificam genes que formam proteínas. 
Existem sequências que apresentam funções regulatórias, por exemplo, aquelas que são de reconhe-
cimento de enzimas que iniciam a transcrição. 
Além disso, temos muitas sequências repetitivas conservadas. Estudos científicos demonstram que elas 
apresentam uma importância significativa ao funcionamento do organismo. Há, ainda, sequências no DNA 
que não formam RNAs envolvidos diretamente na síntese de proteínas, mas que carregam outras funções 
significativas, como os micro RNAs, por exemplo, que têm um tamanho muito pequeno, com 21 a 25 nucleo-
tídeos, e podem se ligar a outros RNAs (como o RNAm) e modificar a continuidade de uma síntese proteica 
(PIERCE, 2013). Dessa forma, é possível fazer o alinhamento de sequências tanto gênicas quanto não gênicas. 
BANCOS DE DADOS COMUNS DE BIOINFORMÁTICA
GENBANK
(BANCO 1)
Informação primária da 
sequência de DNA mantida 
pela U.S National Institutes 
of Health
EMBL-BANK
(BANCO 2)
Informação primária da 
sequência de DNA mantida 
por pesquisadores europeus
DBEST
(BANCO 3)
Banco de dados de EST
de muitos organismos
MMDB
(BANCO 4)
Banco de dados de modelagem 
molecular, estruturas 
macromoleculares 
tridimensionais de proteínas e 
nucleotídeos
FLYBASE
(BANCO 5)
Informação genética diversa sobre 
Drosophila melanogaster
UNIPROT
(BANCO 6)
Dados de sequência de proteínas e 
outras informações sobre proteínas 
de uma variedade de organismos
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174
UNICESUMAR
Os programas da bioinformática auxiliam no desenvolvimento de ferramentas de computação que 
rastreiam essa enorme quantidade de DNA em um genoma e encontram os genes dentro de uma se-
quência. Existem duas maneiras de realizar esse processo: a primeira é a chamada ab initio, a qual varre 
as sequências na procura por características que estão, geralmente, dentro dos genes. Por exemplo, os 
genes codificantes de proteínas são caracterizados por matrizes de leitura aberta (ORF, do inglês, Open 
Reading Frame), que incluem um códon de início e um códon de fim na mesma matriz de leitura. A 
segunda é a chamada enfoque comparativo, que procura similaridades entre uma nova sequência e 
todos os genes conhecidos. Se for encontrada uma correspondência, então, a nova sequência é consi-
derada um gene similar (PIERCE, 2013). 
A literatura relata que os programas de bioinformática que buscam identificar genes são menos 
precisos que quando utilizados para comparar sequências de aminoácidos de proteínas já conhecidas. 
Devido à degeneração do código genético, proteínas relacionadas exibem, invariavelmente, mais simi-
laridade de sequências que genes que as codificam. Esse fato ocorre porque as sequências de DNA não 
contêm apenas regiões gênicas. Como mencionado, elas carregam a presença de vários íntrons, que 
possibilitam, após os splices, a recombinação alternativa, variando as sequências que determinam cada 
tipo de RNAm que será transcrito, resultandoem várias cópias de alguns genes. Além disso, a presença 
de muitos DNAs não codificante entre os genes pode dificultar a identificação precisa e a contagem 
dos genes por programas comparativos da bioinformática (PIERCE, 2013; LODISH et al., 2014).
Alinhar sequências pode revelar as características das formações funcional, estrutural e evolutiva das 
sequências biológicas. Por exemplo: sequências muito parecidas, provavelmente, têm a mesma fun-
ção, mesmo que extraídas de organismos diferentes. Nesse caso, elas são definidas como homólogas 
(sequências de um mesmo ancestral). Destaca-se, também, o uso dessa técnica para a análise de regiões 
conservadas e de regiões que sofreram mutações em sequências homólogas. Trata-se de uma meto-
dologia utilizada como ponto de partida para outras aplicações em biologia computacional, como o 
estudo de estruturas secundárias de proteínas e a construção de árvores filogenéticas. Dessa forma, o 
alinhamento procura, ao menos, identificar homologias de sequências ou uma similaridade estatisti-
camente significante (IOSTE, 2016).
Por certo tempo, a parte do DNA não codificante foi chamada de 
DNA “lixo”. Atualmente, com a expansão dos estudos científicos, essa 
região mostra a significância dela. Leia uma reportagem publicada 
pela Revista Superinteressante sobre esse fato. 
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175
UNIDADE 8
Os alinhamentos de sequências se dividem em três categorias: alinhamentos simples versus múltiplos, 
globais versus locais e heurísticos versus ótimos. O alinhamento simples é realizado entre duas sequên-
cias de DNA ou proteínas. Já o múltiplo é o alinhamento realizado por mais de duas sequências de 
DNA ou proteínas simultaneamente. O alinhamento global é feito quando se compara uma sequência 
de aminoácidos ou nucleotídeos com outra, enquanto o alinhamento local não é feito ao longo de toda 
extensão da sequência, mas em pequenas regiões. 
Uma das vantagens do alinhamento global é que o software utilizado consegue compreender um 
conjunto de algoritmos de comparação de sequências montado, de forma a explorar toda a informação 
contida em bases de dados de DNA e proteínas com o máximo de velocidade. O alinhamento ótimo 
produz o melhor resultado computacional e com maior precisão, porém com maior gasto de tempo, 
ideal quando se deseja comparar apenas duas sequências de DNA ou nucleotídeos. Já o alinhamento 
heurístico produz um resultado o mais próximo possível do resultado ótimo. Isso é feito de maneira 
muito veloz (IOSTE, 2016).
Os programas de alinhamento, assim que identificam o gene, o anotam, o que possibilita ligar a informa-
ção da sequência à outra informação voltada à função e à expressão, como as proteínas são codificadas 
e a informação expressa em genes similares em outras espécies. Para fazer isso, a bioinformática utiliza 
diferentes softwares, os quais variam de ferramentas simples a programas gráficos mais complexos e 
serviços da web independentes. O programa mais utilizado para alinhar sequências é conhecido como 
BLAST (do inglês, Basic Local Alignment Search Tool) (Figura 3). 
Para fazer uma pesquisa com o BLAST, é submetida uma sequência de indagação. Depois, o progra-
ma procura no banco de dados por outras sequências que tenham regiões de alta similaridade com a 
sequência de indagação. Desse modo, exibe todas as sequências nos bancos de dados que são similares, 
em conjunto com as informações voltadas ao grau de similaridade e ao significado da correspondência 
(PIERCE, 2013; LODISH et al., 2014; LORENZONI, 2019).
Quer entender como se identifica uma sequência de proteína nos 
bancos de dados? Acesse o QR Code e aprenda a identificar uma 
sequência de proteína em um banco de dados da NCBI.
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176
UNICESUMAR
Apesar de o BLAST ser a ferramenta padrão para identificar semelhanças de sequência em grandes 
conjuntos de dados, diversos programas alternativos foram desenvolvidos para montar conjuntos de 
dados de sequência. A preferência dependerá da disponibilidade do hardware, do tamanho do conjunto 
de dados, do formato dos dados e da estrutura genética do organismo (LORENZONI, 2019).
Os programas computacionais da bioinformática encurtaram o caminho da pesquisa, pois, dispo-
nibilizadas as sequências genômicas, elas podem ser comparadas, caracterizadas e identificadas em 
relação às próprias características funcionais, extinguindo o processo trabalhoso de isolar e caracterizar 
Nucleotídeo BLAST
nucleotídeo > nucleotídeo
Proteína BLAST
proteína > proteína
Blastx
tradução de nucleotídeos > proteína
Tblastn
proteína > tradução de nucleotídeos
Descrição da Imagem: na figura, estão representadas, em quadros, as funcionalidades da plataforma BLAST. No primeiro quadro, 
localizado à esquerda (verde-claro), está desenhada uma molécula de DNA dupla fita na cor branca. Nele, também está redigido “BLAST” 
para a identificação de similaridade de sequências para nucleotídeos. No centro da figura, estão dois quadros menores. Eles têm cor 
azul e forma de flecha: um aponta para o lado direito e o outro para o lado esquerdo. No primeiro quadro, está redigida a palavra 
“blastx”, que faz a tradução de nucleotídeos em proteínas. Abaixo desse quadro, está o segundo, o tblastn, que faz as proteínas serem 
traduzidas em nucleotídeos. Por fim, do lado direito, está representado um quadro maior (azul-claro). No fundo dele, encontra-se 
a imagem de uma proteína na forma de hélice simples na cor branca com a informação: “BLAST proteínas”, para a identificação de 
sequências similares de proteínas. 
Figura 4 - Representação da interface do programa BLAST / Fonte: National Center for Biotechnology Information ([2021], on-line)¹.
O programa BLAST divide a sequência de proteína em segmentos e a procura no banco de 
dados por correspondência com as sequências armazenadas. O algoritmo gera uma pontuação: 
a maior (high core) representa as sequências que apresentam maior similaridade, enquanto 
a pontuação menor (lower core) acontece quando a correspondência entre os aminoácidos 
relacionados é pequena. 
As características a serem analisadas incluem a presença de um aminoácido hidrofóbico, po-
laridade e cargas positivas e negativas, por exemplo. Quando o programa completa a busca, 
ele classifica os achados entre a proteína nova e as várias proteínas conhecidas de acordo 
com o valor-p. Esse parâmetro é a medida da probabilidade de se encontrar aquele grau de 
semelhança entre duas sequências proteicas ao acaso. Quanto mais baixo for o valor-p, maior 
será a similaridade de sequência entre as suas proteínas. Um valor-p menor que 10-3 normal-
mente é considerado uma evidência significativa de que as duas proteínas descendem de um 
mesmo ancestral.
Fonte: adaptado de Lodish et al. (2014).
177
UNIDADE 8
as proteínas individuais. A chamada genômica funcional, que inclui a identificação de todas as molé-
culas de RNA transcritas de um genoma (transcriptoma de genoma) e todas as proteínas codificadas 
pelo genoma de proteoma, está diretamente ligada aos enfoques da bioinformática relacionados aos 
experimentos baseados em laboratórios (PIERCE, 2013).
As citações da aplicabilidade da bioinformática são várias. Os destaques são inseridos tanto nos 
avanços da pesquisa básica quanto na ciência aplicada, promovendo a elucidação das bases molecu-
lares envolvidas em importantes eventos celulares. Isso garante a aplicação direta nos mais variados 
setores, tais como na medicina molecular, na terapia de genes, no desenvolvimento de drogas, em es-
tudos evolutivos e filogenéticos, na biotecnologia, em estudos sobre mudanças climáticas, em fontes de 
energia alternativa, nos programas de melhoramento, na análise forense, na fitopatologia, na melhoria 
da qualidade nutricional e nas ciências veterinárias (LORENZONI, 2019; ARAÚJO et al., 2008).
Dentro da área de desenvolvimento de fármacos, a bioinformáticatem sido utilizada para identificar 
sequências proteicas que, em outras situações, apresentaram o potencial de reagir diretamente com 
determinadas drogas. Desse modo, é testada a ação delas de minimizar os sintomas ou as causas de uma 
doença em pessoas com uma sequência parecida. Além disso, em consequência de o desenvolvimento 
de fármacos demorar anos, o uso da bioinformática tem facilitado o reposicionamento de fármacos 
disponíveis (ARAÚJO et al., 2008; VITALINO, 2020). 
O setor farmacêutico tem focalizado os esforços na seleção de potenciais moléculas, visando à produ-
ção de novos medicamentos na área médica ou mesmo na agropecuária. Dessa forma, são identificadas 
moléculas que poderão atuar como princípio ativo na elaboração de produtos terapêuticos, inibindo 
ou acelerando certas reações bioquímicas. Isso promove efeitos vinculados à cura ou à atenuação de 
doenças (ARAÚJO et al., 2008).
A utilização da bioinformática na área agropecuária tem proporcionado grandes feitos principal-
mente no campo do melhoramento. A possibilidade de identificar sequências favoráveis para uma 
determinada espécie pode ser utilizada como objeto transformador para outras, permitindo o desen-
volvimento de novos cultivares com melhor qualidade e custos econômicos e ambientais reduzidos. 
Também é possível fazer transformações, com o intuito de tornar os alimentos com uma melhor 
qualidade nutricional ou, ainda, torná-los resistentes a determinados patógenos. Tudo isso de maneira 
bem mais acelerada que antes (LORENZONI, 2019).
Na área médica os benefícios da bioinformática são evidenciados por meio dos avanços promovidos 
nas áreas de manipulação e terapia gênica, com a identificação detalhada de novos genes e dos mecanismos 
regulatórios. Um exemplo é o desenvolvimento de medidas terapêuticas ou preventivas contra tumores 
e agentes infecciosos. No que se diz respeito à prevenção de doenças causadas por microrganismos, as 
ferramentas computacionais podem permitir a detecção molecular de parasitas, acarretando no emprego 
direto do diagnóstico e da epidemiologia de inúmeras patologias (ARAÚJO et al., 2008).
O estudo da origem do SARS-CoV-2 (Covid-19) é um exemplo da aplicabilidade da bioinformática 
em estudos evolutivos. Pesquisadores utilizaram do alinhamento de sequências do vírus encontradas 
em diferentes espécies, com o objetivo de apresentar algumas evidências científicas sobre as possíveis 
origens do novo coronavírus e auxiliar na prevenção de futuros eventos zoonóticos (Figura 4). Com 
178
UNICESUMAR
a bioinformática de alinhamento de sequência, é possível traçar a história evolutiva de um conjunto 
de organismos e construir redes de interação de um determinado organismo, tecido ou tipo celular. 
Em outras palavras, a sequência de DNA é dotada de marcas relacionadas ao modo como o processo 
evolutivo deu forma a história e ao tempo que passou durante esse processo (VITALINO, 2020). 
SARS-CoV-2 
GD Pangolin CoV 
Bat CoV RaTG 
SARS-CoV-2
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SARS-CoV-2
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SARS-CoV-2
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Descrição da Imagem: o comparativo de sequência de aminoácidos é feito na região da proteína spike, a qual tem RDB (Receptor 
Bending D). A figura representa um comparativo da sequência do domínio de ligação da proteína Spike no receptor RBD do SARS-CoV-2 
encontrado em humanos, morcegos e no pangolin (mamífero asiático). Os aminoácidos são mostrados nas colunas e representados 
por letras (N, I, T, L, C, P, V, F, A, R, S, Y, W, K, I, D, G, E, Q, H) e cores. As três sequências: SARS-CoV 2, GD Pangolin CoV e Bat CoV RaTG são 
apresentadas em quatro blocos. Em cada bloco, os três nomes das sequências se repetem. De cima para baixo, as três primeiras sequên-
cias contêm 50 aminoácidos, enquanto a última carrega apenas 44 aminoácidos. À direita de cada bloco de sequências, são mostrados 
os números que representam a posição do último aminoácido, sendo: 380 no primeiro bloco de sequências, 430 no segundo, 480 no 
terceiro e 524 no quarto. Os cinco resíduos críticos para ligação entre SARS-CoV-2, RBD e proteína ACE2 (proteínas que fazem contato 
entre a proteína Spike do vírus com o receptor) são indicados em caixas vermelhas encontradas nos dois últimos blocos de sequências. 
Por outro lado, os resíduos em contato com ACE2 são indicados em caixas amarelas e são vistos nos três últimos blocos de sequências. 
Figura 5 - Representação da comparação de sequências de aminoácidos do genoma do vírus SARS-CoV encontrados em hu-
manos, morcegos e no pangolin (mamífero asiático) / Fonte: Rossetti (2020, on-line).
Confira uma reportagem sobre a aplicabilidade da bioinformática 
para a identificação do coronavírus. Ela foi feita pelo pesquisador 
Vasco Azevedo do Departamento de Genética, Ecologia e Evolução 
do Instituto de Ciências Biológicas (ICB) da Universidade Federal de 
Minas Gerais (UFMG).
Para acessar, use seu leitor de QR Code.
 https://apigame.unicesumar.edu.br/qrcode/12188
179
UNIDADE 8
Muitas são as aplicações e as expectativas da bioinformática em diferentes áreas e setores da sociedade. 
No entanto, é importante destacar que, para compreender a grandeza dessa nova área do conheci-
mento, é preciso ter habilidades relevantes e indispensáveis ao uso dela. Um(a) profissional dessa área 
deve ter certo aprofundamento voltado à informática, domínio da língua inglesa, êxito nas pesquisas 
básicas na área de biologia molecular e compreensão da crescente otimização de técnicas moleculares 
mais sensíveis que surgem a cada dia. Portanto, os(as) profissionais que lidarão com essa tecnologia 
precisam ser multidisciplinares.
Sem dúvidas, você percebeu que a bioinformática veio para facilitar e agilizar os resultados de vários 
trabalhos relacionados à biologia molecular. Atualmente, é uma ciência de intenso interesse, caracte-
rizando-se como uma das mais importantes ferramentas para os profissionais da área da saúde graças 
às grandes descobertas e aos avanços gerados especialmente no âmbito biomédico. 
Em relação ao problema de Mário, que é portador da talassemia, anemia causada pela ineficiência 
da hemoglobina, a bioinformática ajudaria acessar a estrutura da proteína hemoglobina nos bancos de 
dados secundários, a fim de detectar as mutações ocorridas e compará-las com a hemoglobina extraída 
de Mário. Talvez, será encontrado um medicamento que poderá ajudar no tratamento da doença ou 
aparecerão informações precisas e que poderão auxiliar na produção de um fármaco específico. 
Futuramente, a identificação dessa alteração pela bioinformática poderá auxiliarna manipulação das 
sequências mutadas, transformando-as em sequências sadias. Dessa forma, o valor da bioinformática 
se torna indispensável no que se refere à manutenção das ciências que caminham concomitantes à 
tecnologia, principalmente à pesquisa biológica.
Você já ouviu alguém falar do Big Data e da Inteligência Artificial (IA)? 
Essas são as tecnologias mais mencionadas na atualidade e são usadas 
em várias áreas do conhecimento. Na área da saúde, têm apresentado 
resultados de sucesso, contribuindo para o entendimento dos dados 
gerados da biologia molecular. No podcast desta unidade, você enten-
derá como essas tecnologias se correlacionam com as características 
da bioinformática. Aperte e play e mergulhe nesta temática!
https://apigame.unicesumar.edu.br/qrcode/9068
180
Agora é o momento de sintetizar os conceitos aprendidos nesta unidade. O mapa mental ilustrado 
a seguir mostra os principais aspectos estudados sobre a bioinformática. Observe que as caixas 
vazias devem ser completadas de acordo com as características que interligam cada palavra.
Bioinformática
Atribuição dos bancos de dados
Aplicabilidade
Terapia Gênica
Melhoramento de plantas
Conceito: A bioinformática é uma ciência
multidisciplinar que surgiu da necessidade de
se compreender as funções biológicas, utilizando-se
de ferramentas computacionais.
Áreas que compreendem a bioinformática
Biologia
Função - capazes de analisar
grandes quantidades de dados
biológicos e predizer funções dos
genes e a demonstrar relações
entre genes e proteínas
Genômica funcional
Transcriptoma Proteômica
Ferramentas utilizadas
Bancos de dados
Exemplos
GenBank
Tipos
Primário Secundário EMBL-Bank
181
1. A bioinformática é um campo interdisciplinar que combina a biologia molecular e a 
ciência da computação. O termo “bioinformática” foi citado pela primeira vez pelos bió-
logos Paulien Hogeweg e Ben Hesper, que o descreveram como o método de detecção 
de informações de sistemas biológicos. 
Em relação à bioinformática, assinale a alternativa que descreve corretamente os 
sistemas biológicos que são avaliados por essa técnica:
a) Analisa os comparativos das sequências de nucleotídeos de ácido nucleicos e aminoá-
cidos de proteínas provindos de um sequenciamento genético.
b) Procura a similaridade de genes com sequências incomuns.
c) Encontra genes de RNAm com o uso de hibridização in situ.
d) Analisa os comparativos das sequências de nucleotídeos de ácido nucleicos e aminoá-
cidos de proteínas de fenótipos mutantes.
e) Seleciona as sequências de aminoácidos diferentes provindas da eletroforese.
2. A bioinformática é uma ciência em expansão, devido ao desenvolvimento crescente de 
ferramentas mais úteis e métodos de gerenciamento, visualização, integração, análi-
ses e modelagem das informações biológicas. Para alcançar os objetivos propostos, a 
bioinformática conta com algumas ferramentas. 
Assinale a alternativa que descreve corretamente as ferramentas utilizadas pela bioin-
formática:
a) Para organizar os dados provindos do sequenciamento em um conjunto de registros 
estruturados, a bioinformática utiliza diferentes softwares, os quais variam de ferramen-
tas simples a programas gráficos mais complexos e serviços da web independentes.
b) Os bancos de dados são as ferramentas de armazenamento da bioinformática. Eles 
ficam em uma central de registro disponibilizada apenas para pesquisadores.
c) A bioinformática usa uma rede de computadores específicos para armazenar e dispo-
nibilizar os dados biológicos para pesquisadores.
d) Para comparar as sequências de uma molécula de DNA, a bioinformática disponibiliza 
o armazenamento na nuvem para que todos os interessados possam acessar.
e) A bioinformática utiliza diferentes softwares, os quais variam de ferramentas simples 
a programas gráficos mais complexos e serviços da web independentes. Os dados 
provindos do sequenciamento são liberados apenas com as declarações de pesquisa.
182
3. O reconhecimento da bioinformática como uma disciplina essencial para a área da 
biologia molecular se deu após a multiplicação, em tamanho e em número, dos bancos 
de dados de sequências resultantes dos projetos genomas. As sequências recém-desco-
bertas são disponibilizadas pela internet para cientistas e estudantes de todo o mundo. 
Sobre os bancos de dados, analise as assertivas a seguir:
I) Os bancos de dados primários contêm informações sobre a sequência em conjunto 
com informações que descrevem a fonte da sequência e a determinação dela.
II) O uso dos bancos de dados para fazer as comparações e as análises não necessita 
do DNA sequenciado.
III) Os bancos de dados apresentam um enfoque comparativo. Eles procuram similari-
dade entre uma nova sequência e todos os genes conhecidos.
IV) O programa mais utilizado para o alinhamento de sequências é conhecido como 
BLAST (Basic Local Alignment Search Tool).
É correto o que se afirma em:
a) II e III.
b) IV.
c) I, II, III e IV.
d) I, II e IV.
e) I, III e IV.
4. A literatura relata que os programas de bioinformática para identificar genes são menos 
precisos que quando utilizados para comparar sequências de aminoácidos de proteínas 
já conhecidas. Assim, podemos concluir que os programas que foram desenvolvidos 
para identificar genes na sequência de DNA não são perfeitos, dando dados apenas 
de estimativas. Diante dos conhecimentos obtidos a partir desta unidade, explique, de 
forma geral, o motivo pelo qual os dados podem ser apenas estimados, e não obtidos 
com certeza.
5. As citações da aplicabilidade da bioinformática são várias. Os destaques são inseri-
dos tanto nos avanços da pesquisa básica quanto na ciência aplicada, promovendo a 
elucidação das bases moleculares envolvidas em importantes eventos celulares. Em 
relação à aplicabilidade da bioinformática, faça uma lista com os principais aspectos 
da utilização desse método na investigação do novo coronavírus. Tome, como ponto 
motivador, as explicações descritas nesta unidade e o item “Eu Indico” sobre o assunto, 
apresentando as suas conclusões.
183
6. Considerada uma profissão do futuro, vários cursos são lançados na área de bioinfor-
mática, para que os profissionais se especializem. Sobre os aspectos gerais da bioinfor-
mática e os profissionais que desejam trabalhar na área, analise as afirmativas a seguir:
I) Um profissional que pretende trabalhar com a bioinformática precisa apenas de um 
conhecimento simples de informática.
II) A bioinformática entra na área da biologia após a finalização do sequenciamento de 
um genoma, empregando algoritmos computacionais para a montagem e a anotação.
III) Na biologia molecular, a bioinformática é capaz de utilizar apenas os dados provindos 
do sequenciamento de DNA, uma vez que não detecta todas as bases nitrogenadas.
IV) O bioinformata é o profissional que conta com os conhecimentos das biociências, 
da informática e das ciências exatas para a aquisição, o gerenciamento, a análise e 
o prognóstico de dados coletados de fontes biológicas, como DNA, RNA, proteínas 
e enzimas.
É correto o que se afirma em:
a) II e III.
b) IV.
c) I, II, III e IV.
d) II e IV.
e) I, III e IV.
184
9
Nesta unidade, você compreenderá a importância da biologia foren-
se na identificação de crimes ou atos civis. Assim, apresentaremos 
as diferentes áreas de estudo que envolvem as ciências forenses nas 
investigações. Também exporemos algumas técnicas importantes 
da biologia molecular que são usadas nas ciências forenses. Ao final, 
serão evidenciadas diferentes representações da ciência forense 
na vida real, comparando-as com a ficção. Por fim, explicaremos 
alguns conceitos relacionados à ética e que os profissionais da área 
devem seguir.
Biologia Forense e 
as aplicabilidades na 
área da saúde
Dra. Ana Luisa Monezi Lucena
186
UNICESUMAR
Você já deve ter assistido a um filme ou a uma série que utilizou técnicas muito interessantes e que 
confirmaram os resultados de investigações criminais. Não só naficção, mas, na vida real, os noticiários 
também apresentam casos em que os acusados são presos após a confirmação de digitais na cena do 
crime ou de exame de DNA. 
São muitas as técnicas da biologia forense para identificar ações criminosas. Elas não se restringem 
apenas às práticas contra o patrimônio ou contra a vida, mas também são incluídas na área ambiental. 
Você já pensou na importância da participação de profissionais especializados em diversas áreas para 
realizar investigações eficazes? Reflita: quais profissionais poderiam contribuir em uma investigação 
criminal? Atualmente, os métodos das ciências forenses têm sido validados e testados continuamente 
na área científica. Portanto, nesta unidade, você conhecerá algumas áreas de abrangência da biologia 
forense e a aplicabilidade delas.
Por exemplo, a série americana Crime Scene Investigation (CSI) Las Vegas, que apresenta episódios 
de casos de investigações criminais, popularizou o trabalho dos cientistas forenses, materializado pelos 
peritos que desvendam os mais variados crimes e conduzem à identificação do culpado. A biologia 
forense conta com uma interdisciplinaridade de metodologias para a execução dos exames periciais. 
Assim como os advogados lançam mão de vários elementos para mostrar a interpretação da lei, os 
peritos utilizam os conhecimentos das diversas áreas da ciência para analisar os vestígios encontrados 
na cena de um crime. 
Com o avanço da criminalidade e a sofisticação com que os crimes são cometidos, os métodos de 
investigação utilizados tiveram que avançar, a fim de resolver situações mais complexas. Muitas técnicas 
desenvolvidas para detectar os vestígios deixados na cena de um crime são lançadas continuamente, 
tais como os materiais que detectam substâncias orgânicas ou inorgânicas e os exames de DNA feitos 
em corpos em estado de decomposição, devido à presença de insetos específicos. 
De acordo com a lei processual penal brasileira, nos crimes que deixam vestígios, é indispensável a 
realização do exame de corpo de delito. Esse exame, por conseguinte, envolve tanto a materialidade dos 
fatos que deixam vestígios da prática de um crime quanto os indícios de autoria (BRASIL, 1941). Os 
vestígios encontrados nas cenas de crimes se tornam, portanto, uma prova material indispensável. Por 
meio de análises dos materiais biológicos, eles podem ser de grande importância na solução de crimes. 
Considere que você está prestes a decidir por um campo de atuação na investigação forense e, para 
isso, decide realizar uma pesquisa sobre as áreas de atuação de acordo com os principais vestígios que 
são analisados por esses profissionais. Utilize o diário de bordo para registrar os resultados de sua busca.
Um crime pode envolver uma ou mais cenas ou locais específicos. Durante a ação, muitos são os 
vestígios que podem ser deixados, os quais podem ser investigados e fazer parte do levantamento 
das evidências do crime. A partir do estudo das evidências colhidas no âmbito da investigação, as 
ciências forenses ajudam a identificar os suspeitos e a elucidar determinado crime, criando hipóte-
ses sobre o ocorrido. O foco principal do profissional forense é confirmar a autoria ou descartar o 
envolvimento do(s) suspeito(s). 
187
UNIDADE 9
Nas ciências forenses, existem muitas áreas profissionais que atuam separadamente, porém conver-
gem, a fim de fornecer resultados precisos e confirmar a autoria do crime ou descartá-la. A credibilidade 
do trabalho do perito é alcançada com a experiência dele e o estudo amplo e aprofundado, mostrando 
competência para formular o relatório final. Dessa forma, é extremamente importante a ação eficiente 
dos profissionais envolvidos.
Para começarmos a trabalhar a biologia forense, é importante entender o significado das palavras e 
fazer uma associação. Primeiramente, você sabe de onde provém o significado da palavra forense? 
Ela tem uma significação jurídica e se refere ao sentido de foro judicial. Já biologia tem o significado 
voltado ao estudo da vida e aos fatores envolvidos. Associar a biologia à área forense é relacionar os 
testes científicos, incluindo o uso dos elementos biológicos, para ajudar a polícia na solução de um 
crime. Ao relacionarmos as duas palavras, ou seja, biologia forense, incluímos o estudo de materiais 
biológicos para investigação. Isso repercute na palavra “forense”, que apoia a Justiça nas decisões a serem 
tomadas (DICIO, [2021], on-line¹). 
DIÁRIO DE BORDO
188
UNICESUMAR
A ciência forense, foco de estudo desta unidade, também pode ser chamada de 
criminalística. Para essa ciência alcançar o objetivo de trabalho, conta com a junção 
de várias áreas do saber, as quais usam conhecimento, métodos e técnicas científicas 
para investigações criminais. Por ser uma ciência de caráter judicial, a função básica 
dela é descobrir, a partir de investigações, os motivos, as circunstâncias e as datas em 
que foi efetuado determinado crime (JNDS; GABRIEL, [2021]).
Em virtude das diferentes espécies de crime (pessoa, patrimônio, família e am-
biente, por exemplo) e dos locais que eles venham a ser efetuados, considera-se que 
muitas são as provas ou os vestígios que podem ser encontrados na trajetória e no 
local do crime. Diante dessa abrangência, os profissionais envolvidos são de várias 
áreas, contribuindo com conhecimentos específicos. A especialidade dos profissionais 
de cada área é extremamente importante para a validação dos resultados. A ciência 
forense é uma área interdisciplinar que envolve física, biologia, química, matemática 
e outras ciências de fronteira (Figura 1). O objetivo é dar suporte às investigações 
relativas à Justiça civil e criminal (SEBASTIANY et al., 2013).
A biologia, enquanto ciência, é um campo muito amplo, haja vista que o es-
tudo da vida não se restringe apenas à vida humana. Dessa forma, a ciência 
forense é multidisciplinar e é composta por diversas áreas da biologia com 
aplicações úteis para desvendar crimes, como antropologia forense, botânica 
forense, entomologia forense, ornitologia forense, toxicologia forense, pato-
logia forense e várias técnicas baseadas em DNA ou proteína. 
Para obter informações importantes sobre os prazos de um crime e saber 
se o corpo foi movido entre duas ou mais localizações diferentes, é possível 
analisar folhas, sementes e pólen encontrados tanto em um corpo quanto 
na cena de um crime. Isso pode produzir resultados específicos do local da 
morte, decomposição e época do ano, por exemplo.
Fonte: adaptado de Marcel (2021). 
189
UNIDADE 9
Na ciência forense, os conhecimentos científicos e as técnicas de diferentes áreas são utilizados para 
apurar crimes e assuntos legais diversos (cíveis, penais ou administrativos). Muitos são os campos de 
atuação dos peritos, tais como contábeis, informática, ambiental, química forense, balística, medicina 
legal e grafotecnia. O perito criminal está vinculado à materialidade das provas, analisando outros 
vestígios. Logo, pode apresentar áreas distintas de formação, incluindo química, farmácia, biomedicina, 
engenharias, contabilidade, física e biologia, o que facilita o entendimento da especialidade de cada 
vestígio a ser investigado (Quadro 1) (BRANT, 2019).
CIÊNCIAS FORENSES
Criminologia
Entomologia
Antropologia
Toxicologia
Psicologia
e Psiquiatria
Genética
Biologia
Medicina
Legal
Odontologia
Balística
Descrição da Imagem: a figura apresenta um esquema circular. Assim, há um círculo maior central de cor rosa. Nele, está escrito 
“Ciências forenses”. Ao redor dele, estão dispostos vários círculos menores de cores diferentes e, em cada um, está escrito as áreas que 
podem auxiliar a ciências forenses. A partir do topo, no sentido horário, estão: criminologia (verde), entomologia (roxo), antropologia 
(azul), toxicologia (laranja), psicologia, psiquiatria (vermelho), genética, biologia (verde), medicina legal (roxo), odontologia (verde) e 
balística (verde).
Figura 1 - Algumas áreas que auxiliam a ciência forense nasinvestigações / Fonte: a autora.
190
UNICESUMAR
Áreas de atuação forense Características
Perito digital ou de informática Analisa sites, mídias de armazenamento, computadores, celu-lares, ataques de hackers e localização de criminosos on-line.
Perito contábil e financeiro Elucida crimes tributários, contra as finanças públicas, lava-gem de dinheiro e outros.
Perito em documentação e grafotécnica Investiga registros documentais que podem ser questionados em juízo. A documentoscopia investiga fraudes nesse campo.
Perito em química
Analisa e identifica substâncias químicas que estejam rela-
cionadas às práticas criminosas, tais como drogas, fármacos, 
bebidas, fluidos biológicos e combustíveis.
Perito em meio ambiente Busca elucidar crimes que envolvem a fauna, a flora e os recursos naturais e arqueológicos como um todo.
Perito em engenharia
Investiga diferentes aspectos em obras públicas, ou não, como 
superfaturamento, descumprimento de contrato de constru-
ção e falhas em normas de segurança que causam acidentes. 
Perito em balística Estuda as armas de fogo, a munição e os efeitos dos tiros, visando ao esclarecimento e à prova da ocorrência.
Perito em medicina legal Objetiva determinar e documentar os danos físicos em pes-soas vivas ou mortas.
Perito em genética Faz a realização de perícias referentes aos casos de filiação, criminalística biológica e identificação individual (genética).
Quadro 1 - Diferentes áreas de abrangência da investigação forense / Fonte: adaptado de Cirilo, Leite e Vale (2019). 
É notável que a biologia é uma das áreas de grande abrangência das ciências forenses, que dispõe de 
conhecimentos específicos. Isso abre um leque de fatores que podem ser investigados, como a anato-
mia forense, a botânica forense, a entomologia forense, a ornitologia forense, a toxicologia forense, a 
patologia forense e a tão utilizada e mencionada genética forense.
A anatomia forense, também descrita como antropologia forense, é muito utilizada na inves-
tigação de pessoas desaparecidas por acidentes aéreos ou mortas em crimes por atentados contra a 
pessoa com o uso de fogo, por exemplo. A análise óssea de traumatismos também pode ser utilizada 
para identificar a quantidade e a qualidade de informações das lesões traumáticas, o que tem im-
plicações marcantes na resolução de casos criminais e na Justiça, fornecendo uma resposta rápida 
e eficiente (CUNHA, 2019).
Segundo Cunha (2019), os ossos e os dentes são os tecidos corporais mais resistentes, pois, na maioria 
das vezes, mesmo quando já se passou muito tempo do óbito, são as únicas testemunhas daquilo que 
aconteceu no momento da morte (Figura 2). Dessa forma, a análise dos ossos e dos dentes possibilita 
a identificação do sexo, da idade e da estatura do indivíduo. Um exemplo típico é a distinção de ossos 
femininos em relação aos masculinos, já que os ossos da pelve feminina são adaptados para o parto. 
Assim, são mais largos e baixos quanto à estrutura da bacia. Além disso, é possível identificar a estima-
tiva da idade por meio da arcada dentária, a partir da observação das erupções dentárias, e por meio 
da estatura, mediante o tamanho dos ossos longos, como o fêmur.
191
UNIDADE 9
O estudo da cena de um crime pode ser analisa-
do até mesmo pela botânica forense, uma vez 
que as folhas, as sementes e o pólen encontrados 
em um corpo ou na cena de um crime podem 
oferecer informações valiosas sobre a época de 
um crime e esclarecer se o corpo foi movido 
entre duas ou mais localizações diferentes, por 
meio de pistas vegetais deixadas no corpo (BE-
ZERRA; CAVALCANTE; LIMA, 2020).
A entomologia forense é outra área da biologia que utiliza informações importantes e relacionadas 
ao comportamento, à alimentação, à reprodução e às características morfológicas de insetos necrófagos. 
Essas informações possibilitam caracterizar o tempo de morte de um indivíduo a partir das análises 
dos insetos que são encontrados no interior e na superfície de um corpo, além da causa da morte e 
a localidade do indivíduo. Segundo Ventura et al. (2016), após a morte, o corpo libera gases que são 
atraídos por insetos e passa a ser um ambiente ideal para a proliferação dos insetos. 
Os grupos de insetos são identificados e pode ser estimado o estágio cadavérico do corpo. Por 
exemplo, a colonização das moscas varejeiras indica o primeiro estágio da morte. Já quando o 
corpo se encontra inchado, há a produção de gases por ação bacteriana e a presença de larvas de 
diferentes espécies de insetos, tais como os gêneros Calliphoridae, Sarcophagidae e Muscidae. 
Quando o cadáver se encontra reduzido a cabelos, pelos, pele e ossos, as moscas são reduzidas e há 
o predomínio de coleópteros.
Descrição da Imagem: a figura representa um crânio huma-
no na forma óssea. Nele, é mostrada a região ventral da face 
óssea e pode ser visualizada a calota craniana com os orifícios 
do olho, nariz, região da maxila e mandíbula com os dentes. 
Figura 2 - Crânio, uma das peças-chave para o exame an-
tropológico
A literatura indica muitas conquistas provindas dos conhecimentos 
da botânica forense. No artigo intitulado A ciência para a resolução 
de crimes: o papel da botânica forense no âmbito criminal, você tem 
a possibilidade de conhecer essas informações. 
Para acessar, use seu leitor de QR Code.
https://apigame.unicesumar.edu.br/qrcode/12268
192
UNICESUMAR
Até mesmo os estudiosos de aves podem auxiliar na interpretação de 
um crime. Por exemplo, o encontro de penas de aves em turbinas de avião 
pode ser uma estratégia de análise feita pelos ornitólogos, os quais podem 
confirmar ou indicar um desastre aéreo. Essa área pericial é chamada de 
ornitologia forense.
Merecem destaque, ainda, a patologia e a toxicologia. A patologia forense 
estuda as doenças que podem ser responsáveis pela confirmação de uma 
morte. Desse modo, abrange as investigações microscópica e macroscópica, 
com o intuito de encontrar algum tipo de alteração anatômica ou fisiológica 
de tecidos e órgãos. 
Um exemplo é uma vítima que morre por causas violentas: se, durante o 
exame de perícia, o médico perito legista não conseguir detectar a causa da 
morte por meio do exame feito a “olho nu” ou se há a suspeita de outro fator 
patológico que tenha contribuído para a morte da vítima, o profissional solici-
tará uma perícia microscópica, que será feita por um patologista forense. Por 
intermédio das análises feitas pelos patologistas, é possível detectar doenças 
cardiovasculares, traumas em órgãos, neoplasias, doenças trombogênicas, 
coagulopatias e alterações anatomopatológicas que tenham contribuído 
para a morte (SOUZA, 2020).
Já a toxicologia forense tem por finalidade identificar a presença de 
substâncias químicas em investigações de violência, homicídios, suicídios, 
acidentes, uso de drogas de abuso e envenenamentos para aplicação legal. 
Os objetos de investigação da toxicologia são os fluidos biológicos (sangue, 
urina, conteúdo gástrico, fluido oral, humor vítreo, suor e bílis), os órgãos, os 
tecidos (fígado, rim, pulmão, cérebro, baço, ossos e medula óssea, músculo 
cardíaco, músculo esquelético e tecido adiposo) ou outros elementos (cabelo, 
unhas, ar expirado, líquido cefalorraquidiano, efusão pleural, fluido pericár-
dico e amostras entomológicas). Os maiores casos de intoxicação detectados 
pela toxicologia forense são os medicamentos, os agrotóxicos e as drogas de 
abuso (RODRIGUES et al., 2019).
No Brasil, os profissionais oficiais para a realização de perícias incluem os 
concursados e os pertencentes à Polícia Civil e à Polícia Federal, que enfati-
zam a análise principalmente na identificação humana por meio das papilas 
dérmicas, os papiloscopistas. A papiloscopia é uma ciência que tem como 
base o estudo da identificação humana a partir da observação das saliências 
da pele dos pés, mãos e dedos, também chamadas de impressões digitais 
(Figura 3) (MULLER, 2012). Os pequenos desenhos presentes nos dedos 
são a forma mais precisa de identificação,