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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS BIOMEDICINA – 5º PERIODO Relatório: Extração DNA Humano 1 Ana Clara Gonçalves Pereira Ana Luiza de Oliveira Andressa Carvalho Silva Março 2025 POÇOS DE CALDAS PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA – PUC MINAS CAMPUS POÇOS DE CALDAS GRADUAÇÃO EM BIOMEDICINA DISCIPLINA: BIOLOGIA MOLECULAR 2025 Aluno(a): Ana Clara Gonçalves Pereira. Grupo: Ana Clara Gonçalves Pereira, Ana Luiza de Oliveira e Andressa Carvalho Silva. Prática 7: Extração de DNA humano 1. INTRODUÇÃO O presente relatório descreve os resultados obtidos durante o experimento realizado na sexta aula prática de Biologia Molecular, conduzida no dia 12 de março de 2025. Sob a orientação do Prof. Lázaro Medeiros, o experimento teve como objetivo principal familiarizar os alunos, de forma dinâmica e prática, com as técnicas laboratoriais, especificamente no que diz respeito à extração de DNA humano. Em contraste com o experimento anterior, desta vez foi utilizado DNA humano como material biológico para a realização do procedimento. O grupo em questão adotou a técnica de bochecho para a coleta e extração do material genético, seguindo rigorosamente os protocolos estabelecidos no roteiro fornecido. 2. OBJETIVO GERAL Realizar a extração de DNA humano. 3. OBJETIO ESPECÍFICO Realizar os procedimentos de extração do DNA a partir de amostra de células humanas. 4. FUNDAMENTO As técnicas de otimização da extração de DNA para a utilização na reação da polimerização em cadeia (PCR) têm permitido a investigação de diferentes amostras biológicas mesmo quando o DNA está presente em pequenas quantidades. Vários campos da ciência são beneficiados com esse aperfeiçoamento, como a medicina forense, as investigações criminais, exclusão de paternidade, a busca de marcadores tumorais ou agentes infecciosos, e o transplante de medula identificando a pega do enxerto. Pontas de cigarro, saliva, esfregaço bucal, soro, bulbos capilares, entre outros, podem fornecer informações importantes desde que analisados de forma adequada (BUENO, 2004 - https://doi.org/10.1590/S1516-84842004000400001) 5. MATERIAIS E MÉTODOS • Bastão de vidro; • Solução de extração (detergente, NaCl e água); • Sal; • Espátula de madeira; • Água com açúcar (solução de açúcar); • Água destilada; • Álcool gelado; • Tubo cônico; • Tubo de ensaio e suporte; • Tubo Eppendorf; • Micropipeta e ponteira; • Pipeta de Pasteur; • Banho seco; • Centrífuga; • Congelador para a amostra de DNA. Aquisição da amostra 1: • Bochechar aproximadamente 10-15ml de água com açúcar (3% - uma colher de chá de açúcar em meio copo de água); • Adicionar aproximadamente 5 mL do material obtido no bochecho em um tubo cônico. Aquisição da amostra 2: • Raspar a mucosa da bochecha com uma espátula de madeira; • Espera-se maiores quantidades de células com este método • Adicionar aproximadamente 5 mL do material obtido no bochecho em um tubo cônico; • Misturar o material raspado com a espátula de madeira na solução de açúcar do tubo cônico Extração do DNA: • Adicione uma pitada de sal de cozinha; • Adicione algumas gotas (5-10) de detergente diluído à 25% (1:4) e homogeneizar vagarosamente; • Aquecer a 55 ºC por 10 min; • Resfriar 5 min no gelo; • Adicione de 2-3 mL de álcool gelado (absoluto se possível) pelas bordas do tubo lentamente; • Observar a precipitação do DNA. Figura 1- Resfriamento da amostra em gelo Fonte: Arquivos pessoais Purificação do DNA: • Retirar com uma pipeta de Pasteur o aglomerado de DNA mais o álcool do tubo cônico; • Inserir os materiais em um tubo do tipo “eppendorf”; • Centrifugar durante 1 minutos a 5.000 rpm; • Retirar o álcool e manter apenas o pellet formato no fundo do tubo; • Deixar o álcool secar a temperatura ambiente. Reidratação do DNA: • Acrescentar 100 a 200 µL de água ultrapura sobre o DNA extraído; • Homogeneizar com cuidado; • Armazenar o material extraído em temperatura inferior a -20 °C. 6. RESULTADOS Através do processo, foi possível a obtenção do DNA de células humanas, obtido através de amostra da mucosa oral. O resultado esperado, apesar de não ser possível visualizá-lo, após colocar-se o álcool, é o seguinte: Figura 2- Precipitação do DNA pela adição de álcool Fonte: GOUVEIA, Alexandre Andrade; GOMES, Danielle Cristina - Extração de DNA de Cebola (Passei Direto) Assim, nesta etapa, formam-se três fases: alcoólica, intermediária (contendo DNA que, com o tempo, sobe para a superfície, como o representado na imagem) e fase aquosa/orgânica (mais densa, contendo restos de organelas, estruturas sedimentadas, proteínas, lipídios, etc.). 7. DISCUSSÃO Durante o processo de extração do DNA, é possível visualizar a formação de três fases: a fase alcoólica/aquosa, a fase intermediária (onde o DNA está contido) e a fase orgânica (composta pelo material, com restos de organelas, proteínas, lipídios e estruturas sedimentadas). O DNA humano em solução é praticamente não visível durante o procedimento, diferentemente do ocorrido na técnica de extração de DNA vegetal, cujo DNA se apresentou em formato de uma nuvenzinha branca aglomerada. A dificuldade de visualização do DNA pode ser considerada uma dificuldade durante a realização desta prática. Na prática de extração de DNA, o bochecho é utilizado para coleta de células da mucosa da boca, que ficam suspensas na solução. O detergente tem a função de romper as membranas celulares, pois dissolve gorduras e desestrutura os fosfolipídios que formam essas membranas. Com isso, o DNA, que estava protegido dentro das células, é liberado na mistura. O sal (NaCl) se dissocia em íons Na⁺ e Cl⁻, que se interagem com os grupos fosfato do DNA, neutralizando suas cargas elétricas. Isso reduz sua solubilidade em água e ajuda o DNA a precipitar na solução, tornando- o mais vulnerável a se agrupar. Já o álcool gelado, ao ser adicionado, desidrata ainda mais as moléculas de DNA e as separadas da solução, permitindo sua precipitação. (NUNES, 2019) Ademais, as membranas plasmática e nuclear são compostas principalmente por lipídios. A função do detergente é desestruturar as moléculas de lipídio das membranas biológicas. Desta maneira, as membranas sofrem ruptura e todo o conteúdo celular - inclusive o DNA - fica disperso na solução. Já o aumento da temperatura promove uma maior agitação molecular, o que ajuda o detergente a desestabilizar as membranas lipídicas. Além disso, a alta temperatura inativa enzimas que podem degradar o DNA (DNAses). (EXTRAÇÃO..., p.1-2) A pipetagem para obtenção do DNA, para o prosseguimento da técnica e centrifugação, é feita a partir do meio para cima (nunca no fundo do tubo), pois é onde o DNA se encontra: precipitado e disperso em meio ao álcool. Portanto, resumidamente, o protocolo de extração de DNA humano consiste nos seguintes processos: • Aquisição do material: o Coletar células da mucosa oral para obtenção do DNA através de raspado bucal ou bochecho com solução de glicose. • Lise de membranas lipídicas: o Rompimento da membrana celular e dos compartimentos membranosos (organelas); o Provocada por uma solução detergente (25%); o Adição de NaCl (sal) - promove a precipitação; o Aquecer a 55 °C por 10 minutos – inativa DNAses e melhora a dissolução de membranas; o Resfriar o material em gelo por 5 minutos. • Precipitação do DNA: o DNA é solúvel em água e insolúvel em álcool. Utiliza-se etanol para precipitar o DNA e os íons provenientes do sal auxiliam no processo de precipitação; o Separa-se o DNA junto com o álcool da solução contendo proteínas e contaminantes; o Centrifugar durante 2 minutos o DNA com o álcool; o Retirar todo o álcool e deixar secar para a formaçãodo pellet. • Reidratação do DNA: o Após a retirada do álcool, o DNA precisa se solubilizar em algum solvente- água ultrapura ou uma solução tampão. Este solvente servirá para armazenamento do DNA extraído; o Armazenar o DNA a –20 °C. Nesta prática, não é possível a visualização da estrutura em dupla hélice da molécula de DNA. Portanto, ao final do processo, foi possível a obtenção e extração do DNA, que foi, posteriormente, congelado inferior a –20 °C. 8. CONCLUSÃO A prática foi realizada com sucesso e o DNA humano foi extraído de maneira adequada. Esta técnica envolve muitos cuidados e procedimento adequado, devido ao fato de o DNA estar presente no núcleo das células. Assim, devem ser cumpridos todos os passos, realizando a prática laboratorial seguindo as medidas de biossegurança e cuidados para preservação, obtenção e não degradação da amostra para uso posterior. A extração de DNA é comumente seguida por sua amplificação por meio da técnica de PCR, uma das mais utilizadas por cientistas para investigar alterações em nível celular, muito abaixo da quantidade geralmente necessária para estudos sobre parasitas. A PCR teve um papel crucial no avanço da sistemática e epidemiologia parasitária, no estudo da imunologia e das interações entre parasita e hospedeiro, no desenvolvimento de vacinas de DNA recombinante e, mais recentemente, na análise de genomas completos. 9. REFERÊNCIAS 1. SANTOS, Vanessa Sardinha dos. DNA: resumo, função, estrutura, composição, DNA x RNA - Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/dna.htm. Acesso em: 12 mar. 2025. 2. NUNES, Teresa. Experiência da extração de DNA humano - Ponto Biologia. 15 nov. 2019. Disponível em: https://pontobiologia.com.br/experiencia-extracao-dna-humano/. Acesso em: 13 mar. 2025. 3. EXTRAÇÃO de DNA- Orientação para o professor. USP, p. 1-2. Disponível em: https://www.ieb.usp.br/wp-content/uploads/sites/512/2019/08/extração- professor.pdf. Acesso em: 12 mar. 2025. https://pontobiologia.com.br/experiencia-extracao-dna-humano/