Questão 6 Unicamp 2026 - 2ª fase - dia 2
O arroz apresenta baixos teores de ferro em sua composição, em especial no endosperma da semente (arroz branco). Por ser um doador e aceptor de elétrons, o ferro é um cofator para diversas proteínas envolvidas em vários processos fisiológicos tanto em animais como em plantas. Uma alternativa para aumentar o oferecimento de ferro em dietas seria aumentar a sua disponibilidade nos cereais, em especial nas partes consumíveis, estratégia conhecida como biofortificação.
(Adaptado de GOTO, F. et al. Nature Biotechnology, Nova Iorque, mar:17(3), 1999, p.282-286.)
a) A ferritina é uma proteína que armazena ferro e está presente em animais e plantas. Usando biotecnologia e transformação via Agrobacterium, pesquisadores transferiram o gene da ferritina da soja para o arroz e obtiveram os resultados expostos no gráfico ao lado. Com base nos resultados apresentados, por que podemos considerar que a estratégia foi efetiva para a biofortificação? Como se denomina essa tecnologia de transgenia? Explique a importância da Agrobacterium para a produção da planta de arroz transgênica.
b) Em mamíferos, o ferro encontra-se geralmente associado à hemoglobina. Cite a célula que contém hemoglobina e explique a importância dessa proteína em mamíferos.
a) O item solicita três informações: a justificativa da efetividade da biofortificação com base no gráfico, o nome da tecnologia e a função da bactéria Agrobacterium.
A biofortificação visa aumentar a disponibilidade de ferro no endosperma secundário, a parte consumível do arroz branco. A análise deve comparar o teor de ferro no endosperma de plantas não transformadas (controle) com o de plantas transformadas (transgênicas). No endosperma (barras brancas), o arroz não transformado apresenta um teor de ferro de aproximadamente por grãos, enquanto o arroz transformado (transgênico) apresenta um teor de aproximadamente de ferro por grãos. O aumento é significativo e superior a . Assim, pode-se dizer que a estratégia foi efetiva porque a introdução do gene da ferritina da soja no genoma do arroz resultou em um aumento substancial (mais que o dobro) do teor de ferro na parte consumível da semente (endosperma) em comparação com a planta não transformada.
A tecnologia utilizada é denominada DNA recombinante, resultando em um organismo transgênico (um tipo de organismo geneticamente modificado - OGM).
A bactéria Agrobacterium tumefaciens é amplamente utilizada na engenharia genética (biotecnologia) de plantas por sua capacidade natural de infectar células vegetais e transferir um segmento de seu DNA plasmidial para o genoma da célula hospedeira (o arroz, no caso).
Assim, a Agrobacterium atua como um vetor biológico para a inserção do gene de interesse (o gene da ferritina da soja) no genoma da planta de arroz. Através de enzimas de restrição e DNA ligase, os pesquisadores introduzem o gene de interesse no plasmídio da bactéria, e a bactéria se encarrega de transferir e integrar o DNA recombinante nas células do arroz, permitindo a produção da planta transgênica.
b) Em mamíferos, a hemoglobina está contida na células anucleadas denominadas eritrócitos (também chamados de glóbulos vermelhos ou hemácias). A hemoglobina é uma metaloproteína formada por quatro subunidades que contém grupos heme, nos quais o átomo de ferro () é o sítio de ligação do oxigênio. Sua principal função é o transporte de gás oxigênio para todo o organismo. Este gás atua como aceptor final de elétrons na respiração celular aeróbica e contribui de forma significativa para a produção de ATP através da fosforilação oxidativa. Em menor escala, a hemoglobina também participa do transporte de dióxido de carbono () dos tecidos de volta aos pulmões, contribuindo para o recolhimento e eliminação deste gás produzido em decorrência da atividade celular.