Questão 61 do ENEM 2011 — Ciências da Natureza

ENEM 2011Ciências da Natureza1ª aplicação

Nos dias de hoje, podemos dizer que praticamente todos os seres humanos já ouviram em algum momento falar sobre o DNA e seu papel na hereditariedade da maioria dos organismos. Porém, foi apenas em 1952, um ano antes da descrição do modelo do DNA em dupla hélice por Watson e Crick, que foi confirmado sem sombra de dúvidas que o DNA é material genético. No artigo em que Watson e Crick descreveram a molécula de DNA, eles sugeriram um modelo de como essa molécula deveria se replicar. Em 1958, Meselson e Stahl realizaram experimentos utilizando isótopos pesados de nitrogênio que foram incorporados às bases nitrogenadas para avaliar como se daria a replicação da molécula. A partir dos resultados, confirmaram o modelo sugerido por Watson e Crick, que tinha como premissa básica o rompimento das pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas.

GRIFFITHS, A. J. F. et al. Introdução à Genética. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2002.

Considerando a estrutura da molécula de DNA e a posição das pontes de hidrogênio na mesma, os experimentos realizados por Meselson e Stahl a respeito da replicação dessa molécula levaram à conclusão de que
A
a replicação do DNA é conservativa, isto é, a fita dupla filha é recém sintetizada e o filamento parental é conservado.
B
a replicação de DNA é dispersiva, isto é, as fitas filhas contêm DNA recém-sintetizado e parentais em cada uma das fitas.
a replicação é semiconservativa, isto é, as fitas filhas consistem de uma fita parental e uma recém-sintetizada.
Resposta correta
D
a replicação do DNA é conservativa, isto é, as fitas filhas consistem de moléculas de DNA parental.
E
a replicação é semiconservativa, isto é, as fitas filhas consistem de uma fita molde e uma fita codificadora.
Gabarito oficial: alternativa C

Resolução comentada

A questão aborda um dos experimentos mais clássicos e importantes da biologia molecular: o experimento de Meselson e Stahl, realizado em 1958, que teve como objetivo descobrir como ocorre a replicação da molécula de DNA.

Quando Watson e Crick propuseram o modelo de dupla hélice para o DNA, eles também sugeriram um mecanismo para a sua cópia (replicação). Como as duas fitas do DNA são unidas por pontes de hidrogênio entre bases nitrogenadas complementares (Adenina com Timina, Citosina com Guanina), eles imaginaram que essas pontes poderiam se romper, separando as duas fitas. Cada fita original serviria, então, de molde para a construção de uma nova fita complementar.

Para testar essa hipótese, Meselson e Stahl cultivaram bactérias em um meio contendo um isótopo pesado de nitrogênio (15N^{15}\text{N}) e, em seguida, transferiram essas bactérias para um meio com nitrogênio leve (14N^{14}\text{N}). Analisando o peso do DNA nas gerações seguintes, eles puderam descartar os modelos conservativo (onde a dupla hélice original se manteria intacta e uma dupla hélice totalmente nova seria formada) e dispersivo (onde as fitas filhas seriam uma mistura de pedaços velhos e novos).

Os resultados confirmaram o modelo semiconservativo. Mas o que isso significa exatamente? O prefixo "semi" significa "metade". Portanto, na replicação semiconservativa, a molécula de DNA original se abre e cada uma de suas fitas serve de molde para a síntese de uma nova fita. Ao final do processo, formam-se duas moléculas de DNA idênticas, sendo que cada uma delas é composta por uma fita parental (antiga) e uma fita recém-sintetizada (nova).

Analisando as alternativas:

  • A e D estão incorretas porque afirmam que a replicação é conservativa.
  • B está incorreta porque afirma que a replicação é dispersiva.
  • E está incorreta porque os termos "fita molde" e "fita codificadora" são usados para descrever o processo de transcrição (síntese de RNA), e não a composição das fitas resultantes da replicação do DNA.
  • C está correta, pois define perfeitamente o modelo semiconservativo: as moléculas filhas de DNA consistem em uma fita parental (conservada) e uma fita recém-sintetizada.

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Fonte: prova oficial do ENEM 2011 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.