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Questão de Biologia (ENEM): Biotecnologia e DNA recombinante - produção de insulina humana

ENEM · Biologia · nível difícil

A insulina utilizada no tratamento do diabetes foi, por décadas, extraída do pâncreas de bovinos e suínos, o que gerava risco de reações imunológicas e dependia da disponibilidade de tecido animal. A partir da década de 1980, tornou-se possível produzir insulina humana em larga escala por meio de técnicas de DNA recombinante, utilizando bactérias como a Escherichia coli. Nesse processo, o gene humano responsável pela síntese da insulina é inserido em um plasmídeo bacteriano, que atua como vetor. As bactérias transformadas passam então a expressar a proteína humana, que é posteriormente extraída e purificada para uso terapêutico. Esse avanço biotecnológico trouxe benefícios como maior pureza do produto, redução do risco de contaminação e possibilidade de produção em grande escala. Com base nesse processo, qual é a principal razão biológica que permite que uma bactéria, organismo procarionte, seja capaz de produzir uma proteína tipicamente humana a partir do gene inserido?

  1. As bactérias possuem núcleo delimitado por membrana, o que possibilita o mesmo processamento do RNA mensageiro observado em células humanas, incluindo o splicing dos íntrons do gene da insulina.
  2. O código genético é universal entre os seres vivos, de modo que a sequência de DNA que codifica a insulina humana pode ser corretamente traduzida pela maquinaria ribossômica bacteriana, desde que o gene inserido não contenha íntrons ou estes tenham sido previamente removidos.
  3. As bactérias sintetizam insulina naturalmente em pequenas quantidades, e a inserção do gene humano apenas amplifica essa produção endógena já existente no organismo procarionte.
  4. O plasmídeo recombinante substitui completamente o DNA cromossômico bacteriano, fazendo com que a bactéria passe a se comportar geneticamente como uma célula humana durante o período de cultivo.
  5. A enzima RNA polimerase bacteriana é capaz de reconhecer promotores humanos de forma idêntica à RNA polimerase II humana, dispensando qualquer modificação genética do plasmídeo vetor.

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Gabarito: B

Ideia central

O experimento funciona porque o código genético é universal: o DNA é lido e traduzido em aminoácidos do mesmo modo em bactérias e em humanos, bastando que o gene inserido já esteja sem íntrons (já que bactérias não fazem splicing).

Resolução passo a passo

  1. Bactérias são procariontes e não possuem a maquinaria de splicing nuclear que remove íntrons do RNA mensageiro primário.
  2. Para contornar isso, os biotecnólogos utilizam uma versão do gene da insulina já processada (cDNA, obtido a partir do mRNA maduro por transcrição reversa), sem íntrons.
  3. Esse gene é inserido em um plasmídeo com promotor bacteriano adequado, permitindo que a RNA polimerase bacteriana transcreva o gene.
  4. Como o código genético é universal (os mesmos códons correspondem aos mesmos aminoácidos em quase todos os seres vivos), os ribossomos bacterianos traduzem corretamente a sequência em uma proteína humana funcional.
  5. Assim, a bactéria passa a produzir insulina humana idêntica (ou muito semelhante) à produzida pelo pâncreas humano.

Por que as outras estão erradas

Dica para a prova

Sempre que uma questão envolver expressão de genes humanos em bactérias, lembre-se de dois pontos-chave: (1) uso de cDNA sem íntrons e (2) universalidade do código genético — esses são os pilares que explicam por que isso é biologicamente possível.

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