Os gases de efeito de estufa ou gases do efeito estufa (GEE) são gases que absorvem e emitem energia radiante dentro da faixa do infravermelho térmico, causando o efeito de estufa (greenhouse effect).
Os principais gases de efeito de estufa na atmosfera da Terra são o vapor de água (H2O), dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O) e ozônio (O3).
Sem gases de efeito de estufa, a temperatura média da superfície da Terra seria de cerca de -18°C, em vez da média atual de 15°C.
As atmosferas de Vénus, Marte e Titã também contêm gases de efeito estufa.
A Revolução Industrial iniciada na Inglaterra no século XVIII (1760-1840) está diretamente associada ao aumento do uso de combustíveis fósseis como: o carvão, o gás natural e os derivados de petróleo (gasolina, óleo diesel, óleos combustíveis, entre outros).
A queima desses combustíveis significa a emissão de gases do efeito estufa (GEE) para a atmosfera. Da mesma forma, o desmatamento ocorrido com a expansão agrícola em todo o mundo também tem como consequência a transferência de carbono da forma sólida para a forma gasosa pela queima da biomassa representada pela vegetação.
No cenário atual com países que não existiam no século XVIII, e que estão entrando agora na primeira revolução industrial estão trilhando o caminho dos países "fundadores desse sistema de produção de bens".
Mais uma vez, a Organização Mundial de Meteorologia (OMM) registra recorde na concentração de gases do efeito estufa no planeta.
O Boletim de gases do efeito estufa foi lançado pela OMM no dia 25 de Outubro (2021). O conteúdo é mostra os dados coletados pelos países membros da organização ao longo de 2020, e ele nos dá uma visão aprofundada do cenário mundial em relação à emissão de gases do efeito estufa.
Os principais pontos do boletim são que:
1) Os níveis de gases estufa (Dióxido de carbono, metano e óxido nitroso) estão extremamente altos em relação ao período pré-industrial*.
2) As políticas de lockdown em resposta à pandemia do Covid19 contribuíram numa queda de somente 5,6% na emissão de CO2.
3) A capacidade dos ecossistemas em absorver o CO2 da atmosfera pode estar em cheque
4) Se quisermos evitar um aumento extremo na temperatura da terra, é necessário que os países se comprometam a transformar seus sistemas industriais, energéticos, de transporte e econômicos.
(*O período pré-industrial é utilizado como referência de início das emissões de CO2 significativas causadas por humanos, que começaram no ano 1750)
Os gases estufa
Os três gases que mais contribuem para o efeito estufa são: o
dióxido de carbono (CO2), o metano (CH4) e o óxido nitroso (N2O).
É o gás de efeito estufa mais importante na atmosfera, sendo responsável por aproximadamente 66% do efeito de aquecimento do clima, principalmente por causa da queima de combustíveis fósseis e da produção de cimento.
As concentrações médias globais de CO2 atingiram um novo máximo de 413,2 ppm em 2020. O aumento de CO2 de 2019 a 2020 foi ligeiramente menor do que 2018 a 2019, mas maior do que a taxa média de crescimento anual na última década. Isso apesar da queda de aproximadamente 5,6% nas emissões de CO2 de combustíveis fósseis em 2020, devido às restrições do COVID-19.
Os dados das estações de monitoramento mostram claramente que os níveis de CO2 continuaram a aumentar em 2021.
O metano é um poderoso gás de efeito estufa que permanece na atmosfera por cerca de uma década.
O metano é responsável por cerca de 16% do efeito de aquecimento dos gases de efeito estufa de longa duração, de acordo com a Administração Nacional Oceânica e Atmosférica dos Estados Unidos (NOAA). Aproximadamente 40% do metano é emitido para a atmosfera por fontes naturais (por exemplo, pântanos e cupins), e cerca de 60% vem de fontes antropogênicas (por exemplo, ruminantes, agricultura de arroz, exploração de combustível fóssil, aterros e queima de biomassa).
O aumento de 2019 a 2020 foi maior do que 2018 a 2019 e também maior do que a taxa média de crescimento anual na última década.
Óxido nitroso (N2O)
O óxido nitroso é um poderoso gás de efeito estufa e um químico destruidor da camada de ozônio. É responsável por cerca de 7% do forçamento radiativo por gases de efeito estufa de longa duração.
Um "forçamento radiativo" em clima é qualquer mudança na radiação (calor) que entra ou sai de um sistema climático. Pode ocorrer mudanças na radiação solar incidente, ou a diferentes quantidades de gases ativos radiativos.
O N2O é emitido para a atmosfera por fontes naturais (aproximadamente 60%) e antropogênicas (aproximadamente 40%), incluindo oceanos, solos, queima de biomassa, uso de fertilizantes e vários processos industriais.
A média global da fração molar de N2O em 2020 atingiu 333,2 ppb, o que é um aumento de 1,2 ppb em relação a 2019. O aumento anual de 2019 a 2020 foi superior ao aumento de 2018 a 2019 e também superior à taxa de crescimento média nos últimos 10 anos (0,99 ppb por ano).
As emissões globais de N2O induzidas pelo homem, que são dominadas pela adição de nitrogênio às áreas de cultivo, aumentaram 30% nas últimas quatro décadas. A agricultura, devido ao uso de fertilizantes de nitrogênio e esterco, contribui com 70% de todas as emissões antropogênicas de N2O. Esse aumento foi o principal responsável pelo aumento da carga atmosférica de N2O.
O óxido nitroso possui a propriedade de retenção de calor cerca de 300 vezes maior do que o CO2, ou seja, uma molécula de óxido nitroso é equivalente a 300 moléculas de CO2 na atmosfera. O óxido nitroso também possui impacto na camada de ozônio, contribuindo para a sua degradação, sendo que ele permanece mais de 100 anos na atmosfera até ser degradado naturalmente. Estima-se que 5,3 teragramas (Tg) de óxido nitroso sejam emitidos pelo homem em um ano (1 Tg é equivalente a 1 bilhão de kg).
Sumidouros de gases do efeito estufa
Aproximadamente metade do CO2 emitido pelas atividades humanas hoje permanece na atmosfera.
A outra metade é absorvida por oceanos e ecossistemas terrestres. A parte do CO2 que permanece na atmosfera é um importante indicador do equilíbrio entre fontes e sumidouros. Ele muda de ano para ano devido à variabilidade natural.
Os sumidouros de CO2 terrestres e oceânicos aumentaram proporcionalmente com o aumento das emissões nos últimos 60 anos. Mas esses processos de absorção são sensíveis às mudanças climáticas e de uso da terra. Mudanças na eficácia dos sumidouros de carbono teriam fortes implicações para o alcance das metas do Acordo de Paris de 2015 e exigirão ajustes no tempo e/ou tamanho dos compromissos de redução de emissões.
Mudanças climáticas em curso e reações relacionadas, como secas mais frequentes e as maiores frequência e intensidade de incêndios florestais podem reduzir a absorção de CO2 pelos ecossistemas terrestres.
Essas mudanças já estão acontecendo, e o Boletim dá um exemplo de transição de parte da Amazônia como sumidouro de carbono para fonte de carbono.
A absorção do oceano também pode ser reduzida devido a temperaturas mais altas da superfície do mar, diminuição do pH devido à absorção de CO2 e desaceleração da circulação oceânica meridional devido ao crescente derretimento do gelo marinho.
Informações oportunas e precisas sobre as mudanças são críticas para detectar mudanças futuras no equilíbrio entre fonte e sumidouro de gases estufa, e são monitoradas pelas redes Global Atmosphere Watch.
“Estamos muito fora do caminho”, disse o Secretário-Geral da OMM, Prof Petteri Taalas.
“O dióxido de carbono permanece na atmosfera por séculos e no oceano por mais tempo ainda. A última vez que a Terra experimentou uma concentração comparável de CO2 foi de 3-5 milhões de anos atrás, quando a temperatura estava 2-3°C mais quente e o nível do mar estava 10-20 metros mais alto do que agora. Mas não havia 7,8 bilhões de pessoas naquela época”, disse o Prof. Taalas.
“Muitos países estão definindo metas de carbono neutro e espera-se que a COP26 tenha um aumento dramático nos compromissos. Precisamos transformar nosso compromisso em ações que tenham o impacto dos gases que impulsionam as mudanças climáticas. Precisamos revisitar nossos sistemas industriais, de energia e transporte e todo o modo de vida. As mudanças necessárias são economicamente acessíveis e tecnicamente possíveis. Não há tempo a perder”, disse o Prof. Taalas.
A desaceleração econômica do COVID-19 não teve nenhum impacto perceptível sobre os níveis atmosféricos de gases de efeito estufa e suas taxas de crescimento, embora tenha havido um declínio temporário de novas emissões.
Enquanto as emissões continuarem, a temperatura global continuará aumentando. Dada a longa vida do CO2, o nível de temperatura já observado persistirá por várias décadas, mesmo que as emissões sejam rapidamente reduzidas a zero líquido. Juntamente com o aumento das temperaturas, isso significa mais extremos climáticos, incluindo calor e chuvas intensos, derretimento do gelo, aumento do nível do mar e acidificação dos oceanos, acompanhados por impactos socioeconômicos de longo alcance.
Principais gases
Os principais gases que contribuem para o aumento do efeito estufa e suas respectivas fontes antropogênicas, são os seguintes:
CO2
Responsável por cerca de 60% do efeito-estufa, cuja permanência na atmosfera é de pelo menos centena de anos, o dióxido de carbono é proveniente da queima de combustíveis fósseis (carvão mineral, petróleo, gás natural, turfa), queimadas e desmatamentos, que destroem reservatórios naturais e sumidouros, que tem a propriedade de absorver o CO2 do ar.
De acordo com o IPCC (1995), as emissões globais de CO2 hoje são da ordem de 7,6Gt por ano. E a natureza não tem capacidade de absorção de todo esse volume o que vem resultando em um aumento da concentração atmosférica mundial desses gases.
CH4
Responsável por 15 a 20% do efeito estufa, é componente primário do gás natural, também produzido por bactérias no aparelho digestivo do gado, aterros sanitários, plantações de arroz inundadas, mineração e queima de biomassa.
N2O
Participando com cerca de 6% do Efeito Estufa, o óxido nitroso é liberado por microrganismos no solo (por um processo denominado nitrificação, que libera igualmente nitrogênio – NO). A concentração deste gás teve um enorme aumento devido ao uso de fertilizantes químicos, à queima de biomassa, ao desmatamento e às emissões de combustíveis fósseis.(1)
CFCs
Responsáveis por até 20% do efeito estufa, os clorofluorcarbonos são utilizados em geladeiras, aparelhos de ar condicionado, isolamento térmico e espumas, como propelentes de aerossóis, além de outros usos comerciais e industriais. Como se sabe, esses gases reagem com o ozônio na estratosfera, decompondo-o e reduzindo, assim, a camada de ozônio que protege a vida na Terra dos nocivos raios ultravioletas. Estudos recentes sugerem que, as propriedades de reter calor, próprias do CFCs, podem estar sendo compensadas pelo resfriamento estratosférico resultante do seu papel na destruição do ozônio. Ao longo das últimas duas décadas, um ligeiro resfriamento, de 0,3 a 0,5ºC, foi medido na baixa estratosfera, onde a perda do ozônio é maior. (2)
O3
Contribuindo com 8% para o aquecimento global, o ozônio é um gás formado na baixa atmosfera, sob estímulo do sol, a partir de óxidos de nitrogênio (NOx) e hidrocarbonetos produzidos em usinas termoelétricas, pelos veículos, pelo uso de solventes e pelas queimadas.
H2O (Vapor)
O vapor d’água presente na atmosfera também absorve parte da radiação emanada pela Terra e é um dos maiores contribuintes para o aquecimento natural do globo. Apesar de não ser produzido em quantidade significativa por atividades antrópicas, considera-se que, com mais calor, haverá mais evaporação d’água e, por conseguinte, um aumento de sua participação no aumento do efeito estufa.3
O Protocolo de Quioto também menciona os gases:
hidrofluorocarbonos (HFCs),
perfluorocarbonos (PFCs) e
hexafluorsulfúrico (SF6).
GEE
A tabela a seguir apresenta resumo desses gases e sua duração no ambiente.
É importante lembrar que os gases de efeito estufa mencionados acima têm diferentes potenciais de aquecimento global (GWP) como mostra a Tabela 2.
Exemplificando, sendo o GWP do dióxido de carbono 1, o do metano 21, o do óxido nitroso 310, o do SF6. 29.500, significa que o metano (CH4) absorve cerca de 21 vezes mais radiação infravermelha do que o CO2, que o óxido nitroso absorve cerca de 310 e que o SF6 absorve cerca de 23900, respectivamente, considerando o horizonte de tempo de 100 anos.
Vale dizer que, apesar do GWP de todos os gases ser maior que o GWP do CO2, este se apresenta em maior quantidade que os demais, tendo, portanto, maior representatividade no efeito estufa.
HFCs
EMENDA DE KIGALI
Em outubro de 2016, os Estados Partes do Protocolo de Montreal decidiram, na 28ª Reunião das Partes ocorrida em Kigali, Ruanda, pela aprovação de uma emenda que inclui os hidrofluorcarbonos (HFCs) na lista de substâncias controladas pelo Protocolo. Os HFCs não causam danos à camada de ozônio, porém apresentam elevado impacto ao sistema climático global, e vêm sendo utilizados há décadas como alternativas em substituição aos CFCs e HCFCs.
A Emenda de Kigali, como ficou conhecida, define um cronograma de redução da produção e consumo dos HFCs até um patamar mínimo a ser atingido pelos Estados Partes, segundo tabela a seguir:
O Brasil, pertencente ao Grupo 1 dos países A5, deverá congelar o consumo dos HFCs em 2024, iniciando sua redução escalonada a partir de 2029, para em 2045 atingir o consumo máximo de 20% em relação à linha de base.
O Dia da Terra é um evento anual realizado em 22 de abril para demonstrar apoio à proteção ambiental. Realizado pela primeira vez em 22 de abril de 1970, agora inclui uma ampla gama de eventos coordenados globalmente pela EARTHDAY.ORG (anteriormente Earth Day Network), incluindo 1 bilhão de pessoas em mais de 193 países.
O tema oficial de 2024 é “Planeta vs. Plásticos”. 2025 será o 55º aniversário do Dia da Terra.
O Dia Internacional da Mãe Terra foi instituído em 2009, pela Assembleia Geral das Nações Unidas sob a Resolução A/RES/63/278. A resolução foi introduzida pela Bolívia e endossada por mais de 50 estados membros.
A resolução reconhece que “a Terra e os seus ecossistemas são a nossa casa” e que “é necessário promover a harmonia com a natureza e a Terra”.
O termo Mãe Terra é usado porque “reflete a interdependência que existe entre os seres humanos, outras espécies vivas e o planeta que todos habitamos”.
Foi decidido designar o dia 22 de abril como o Dia Internacional da Mãe Terra.
“As pessoas estão cada vez mais pesquisando maneiras de viver de forma mais sustentável. Hoje, mais de um bilhão de pessoas em todo o mundo observarão o Dia da Terra, um lembrete para praticar hábitos sustentáveis durante o ano e continuar o trabalho necessário para conservar água, eletricidade e outros recursos”, disse o Google.
O lembrete vem após a Terra registrar, pelo 10º mês consecutivo, o mês mais quente da história. Seguno o observatório europeu Copernicus, março teve uma temperatura média superficial de 14,14ºC, número 0,1ºC superior ao recorde anterior, em 2016. O valor também está 1,68°C acima em comparação ao período pré-industrial (1850-1900).
O registro confirma o avanço da crise climática no mundo, causada, sobretudo, pela emissão de gases de efeito estufa, como combustíveis fósseis. A concentração desses gases na atmosfera impede cada vez mais que o calor irradiado pela superfície seja disperso no espaço, aumentando a temperatura média do planeta Terra.
Em janeiro, cientistas da Copernicus já haviam afirmado que a temperatura global iria ultrapassar, neste ano, o limite de 1,5ºC — em relação aos níveis pré-industriais —, estipulado pelo Acordo de Paris. O cenário é preocupante, já que o aquecimento acima da meta provocará consequências extremas para o meio ambiente e a humanidade. (Stucaluc, 2024)
Entre os principais impactos estão o aumento de incêndios florestais, dos períodos de seca e da transmissão de doenças por mosquitos, além da extinção de algumas espécies. Outra consequência é o derretimento em maior velocidade das geleiras, que podem deixar cidades costeiras, como o Rio de Janeiro (RJ), submersas nos próximos anos.
Espécie: Fragaria ananassa (Duchesne ex Weston) Duchesne ex Rozier
***
Morango: Fragaria ananassa(Duchesne ex Weston) Duchesne ex Rozier
(Foto: Museu da Vida/FIOCRUZ)
Os morangos que consumimos são plantas da espécie Fragaria ananassa Duchesne.
O morango é uma planta pertencente à família botânica das Rosáceas, ou seja, são da mesma família das rosas que enfeitam muitos jardins. Elas se reproduzem principalmente por meio do estolão, que é um ramo que cresce paralelo ao chão, gerando brotos de novas plantas. As variedades de morangos que consumimos hoje são resultado de cruzamentos de espécies diferentes que ocorriam, naturalmente na Europa (França e Rússia) e nas Américas (Chile e Estados Unidos).
Uma das razões de se trabalhar com morangos é que eles se prestam muito bem à extração de DNA, porque são muito macios e fáceis de homogeneizar. Morangos maduros também produzem pectinases e celulases, que são enzimas que degradam a pectina e a celulose (respectivamente), presentes nas paredes celulares das células vegetais. Além disso, os morangos possuem muito DNA: eles possuem 8 (oito) cópias de cada conjunto de cromossomos (são octoplóides!).
Os morangos que consumimos são plantas da espécie Fragaria ananassa. Estas plantas são Rosáceas, ou seja, são da família das rosas que enfeitam muitos jardins. Elas se reproduzem principalmente por estolão, que é um ramo que cresce paralelo ao chão (solo) gerando brotos que constituirão novas plantas. As variedades de morangos que consumimos hoje são resultado de cruzamentos de espécies diferentes que ocorriam, naturalmente na Europa (França e Russia) e nas Américas (Chile e Estados Unidos).
Uma das razões de se trabalhar com morangos é que eles se prestam muito bem à extração de DNA, porque são muito macios e fáceis de homogeneizar. Morangos maduros também produzem pectinases e celulases, que são enzimas que degradam a pectina e a celulose (respectivamente), presente nas paredes celulares das células vegetais. Além disso, os morangos possuem muito DNA: eles possuem 8 cópias de cada conjunto de cromossomos (são octoplóides).
Material
(por grupo)
1 saco plástico "zip loc"
1 morango (fresco ou congelado)
10 ml de solução de extração
Aparato filtrante: 1 filtro de papel com funil ou um filtro de pano ou gaze
Álcool etílico gelado (po)de ser álcool 70º g.l.
1 tubo de ensaio limpo
1 bastão de vidro ou 1 palito de madeira (tipo pau-de-laranjeira, para manicure ou espetinho de churrasco).
Preparo das soluções e outras notas sobre os materiais
O saquinho tipo "zip loc" deve ser bem espesso. Quanto mais espesso mais resistente e geralmente os saquinhos utilizados para embalar comidas no freezer são apropriados.
Os morangos podem ser frescos ou congelados. Se for usar morangos congelados, deixar descongelar completamente antes de realizar o experimento. Outras frutas macias como Kiwi ou banana podem ser usadas, mas não fornecem, ao final, tanto DNA.
Solução de extração de DNA
(suficiente para 100 grupos)
100 ml de detergente podem substituir o shampoo (de preferência sem corantes)
50 ml de xampu (não contendo condicionador) (usamos duas colheres de sopa).
15 gramas de NaCl (sal de cozinha) = 2 colheres de chá.
900 ml de água (H2O), de preferência mineral
O álcool etílico (etanol) deve ser de, no mínimo, 90º g.l. e deve estar gelado.
Se for usar gaze, corte-a em quadrados e dobre em 2 camadas. Corte-a grande o suficiente para poder ficar presa no funil ou na boca do tubo.
Método (ou como fazer)
Coloque um morango, previamente lavado e sem as sépalas (as folhinhas verdes) em um saco zip loc.
Esmague o morango com o punho por, no mínimo, 2 minutos.
Adicione a solução de extração ao conteúdo do saco.
Misture tudo, apertando com as mãos, por 1 minuto.
Derrame o extrato no aparato filtrante e deixe filtrar diretamente dentro do tubo. Não encha totalmente o tubo (encha somente até 1/8 do seu volume total).
Derrame devagar o álcool gelado no tubo, até que o mesmo esteja pela metade.
Mergulhe o bastão de vidro ou o pau-de-laranjeira dentro do tubo no local onde a camada de álcool faz contato com a camada de extrato.
Mantenha o tubo ao nível dos olhos para ver o que está acontecendo.
Resultados esperados
Assim que os participantes derramarem o etanol gelado no extrato de morango eles começarão a notar fitas brancas muito finas de DNA, que se formarão na interface entre as duas camadas. Agitando-se o ADN que se formou na camada de etanol, este formará fibras como as de algodão, que grudarão no objeto que se está usando para misturar (bastão de vidro ou madeira).
O que acontece quando...
Colocamos o detergente? O detergente presente no xampu ajuda a dissolver a bicamada lipídica que compõe a membrana plasmática e as membranas das organelas.
Colocamos o sal? O sal ajuda a manter as proteínas dissolvidas no líquido extraído, impedindo que elas precipitem com o DNA.
Colocamos o etanol? O DNA não é solúvel em etanol (álcool etílico).
Quando as moléculas são solúveis em um dado solvente, elas se dispersam neste solvente e não são, portanto, visíveis. Por outro lado, quando as moléculas são insolúveis em um dado solvente, elas se agrupam, tornando-se visíveis. Quanto mais gelado estiver o álcool, menos solúvel o DNA vai estar. Por isso é tão importante que o etanol seja mantido no freezer ou em um banho de gelo até a hora do experimento.
100 ml de detergente podem substituir o shampoo (de preferência sem corantes)
50 ml de xampu (não contendo condicionador) (usamos duas colheres de sopa).
15 gramas de NaCl (sal de cozinha) = 2 colheres de chá.
900 ml de água (H2O), de preferência mineral
O álcool etílico (etanol) deve ser de, no mínimo, 90º g.l. e deve estar gelado.
Se for usar gaze, corte-a em quadrados e dobre em 2 camadas. Corte-a grande o suficiente para poder ficar presa no funil ou na boca do tubo.
Método (ou como fazer)
Coloque um morango, previamente lavado e sem as sépalas (as folhinhas verdes) em um saco zip loc.
Esmague o morango com o punho por, no mínimo, 2 minutos.
Adicione a solução de extração ao conteúdo do saco.
Misture tudo, apertando com as mãos, por 1 minuto.
Derrame o extrato no aparato filtrante e deixe filtrar diretamente dentro do tubo. Não encha totalmente o tubo (encha somente até 1/8 do seu volume total).
Derrame devagar o álcool gelado no tubo, até que o mesmo esteja pela metade.
Mergulhe o bastão de vidro ou o pau-de-laranjeira dentro do tubo no local onde a camada de álcool faz contato com a camada de extrato.
Mantenha o tubo ao nível dos olhos para ver o que está acontecendo.
Resultados esperados
Assim que os participantes derramarem o etanol gelado no extrato de morango eles começarão a notar fitas brancas muito finas de DNA, que se formarão na interface entre as duas camadas. Agitando-se o ADN que se formou na camada de etanol, este formará fibras como as de algodão, que grudarão no objeto que se está usando para misturar (bastão de vidro ou madeira).
O que acontece quando...
Colocamos o detergente? O detergente presente no xampu ajuda a dissolver a bicamada lipídica que compõe a membrana plasmática e as membranas das organelas.
Colocamos o sal? O sal ajuda a manter as proteínas dissolvidas no líquido extraído, impedindo que elas precipitem com o DNA.
Colocamos o etanol? O DNA não é solúvel em etanol (álcool etílico).
Quando as moléculas são solúveis em um dado solvente, elas se dispersam neste solvente e não são, portanto, visíveis. Por outro lado, quando as moléculas são insolúveis em um dado solvente, elas se agrupam, tornando-se visíveis. Quanto mais gelado estiver o álcool, menos solúvel o DNA vai estar. Por isso é tão importante que o etanol seja mantido no freezer ou em um banho de gelo até a hora do experimento.
É conhecido que a experimentação aliada à teoria pode tornar o ensino mais eficaz. Em bioquímica, o conteúdo de ácidos nucleicos pode ser contextualizado e aplicado na prática através de experimentação de extração de DNA. Através da análise dos resultados pode-se discutir conceitos básicos sobre o conteúdo de ácidos nucleicos, em especial DNA.
INTRODUÇÃO
No ensino de química é notável a dificuldade dos alunos em visualizar e compreender certos conteúdos repassados em sala de aula, e um dos fatores que contribuem para tal problema é a ausência de uma abordagem prática dos mesmos por meio de experimentos (SUART; MARCONDES; LAMAS, 2010). A experimentação no ensino de ciências apresenta-se como uma tática eficiente para a criação de problemas reais que estimulam a contextualização e questionamentos de investigação por parte dos alunos, além de apresentar diversas funções tais como ilustrar um princípio, desenvolver atividades práticas, testar hipóteses, etc. Do contrário, na ausência de uma relação direta entre teoria e prática, os conteúdos abordados não se apresentam como condescendentes à formação do indivíduo ou contribuem muito pouco ao desenvolvimento cognitivo do mesmo (GUIMARÃES, 2009). Assim sendo, a elaboração do conhecimento científico apresenta-se dependente de uma abordagem experimental, uma vez que a organização do mesmo ocorre preferivelmente concomitante a processos de investigação (GIORDAN, 1999). O objetivo desse trabalho é mostrar um experimento de extração de DNA da banana como proposta didática estratégica para aulas práticas de bioquímica.
MATERIAL E MÉTODOS
A extração do DNA da banana configura-se em um exemplo de prática experimental, que pode ser realizado inclusive na própria sala de aula, envolvendo quatro etapas:
1) maceramento,
2) lise dos tecidos e células;
3) remoção de proteínas e outros fragmentos de material do DNA; e
4) precipitação do DNA (LIMA; FRACETO, 2007).
Os materiais utilizados para realização deste experimento foram:
½ banana,
sal de cozinha (4 g),
água destilada (60 mL),
álcool etílico gelado (-5 °C),
detergente comercial neutro (6 mL),
papel de filtro,
Coador de plástico ou metal
funil,
2 béqueres (500 mL e 100 mL),
tubo de ensaio,
bastão de vidro e
saco plástico transparente.
O experimento foi iniciado com o maceramento da banana no saco plástico. Em seguida, uma solução intitulada solução de lise (água + detergente + cloreto de sódio) foi preparada e misturada durante 2 minutos à massa da banana macerada.
A mistura (lise + banana macerada) foi então filtrada utilizando o papel filtro ou um coador fino, o funil e o tubo de ensaio.
Ao filtrado foi então adicionado lentamente o álcool etílico até que o volume inicial da solução fosse dobrado.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Com a metodologia previamente realizada o professor pode abordar o conhecimento envolvido em cada passo, como descrito a seguir. A banana é macerada para que os constituintes da solução de lise (água, detergente e cloreto de sódio) atinjam mais facilmente todas as células da fruta. A solução de lise misturada à massa resultante da banana deu origem a uma solução liquefeita da polpa da fruta. O detergente presente na solução de lise ocasionou o rompimento da bicamada lipídica que compõe a membrana plasmática das células da banana (onde está contido o DNA) e das organelas. Sob a ação do detergente, os lipídios constituintes, sob a ação do detergente, tornam-se solúveis e são removidos juntamente com as proteínas que também estão presentes na membrana. Já o cloreto de sódio (NaCl) contribui com íons positivos que neutralizam a carga negativa do DNA e são de fundamental importância por ajudar a manter as proteínas dissolvidas no líquido extraído, bloqueando a sua precipitação associado com o DNA. Com a adição do álcool etílico, observou-se a precipitação do DNA devido a sua baixa solubilidade nesse solvente. Quanto mais gelado o álcool estiver, menos solúvel o DNA será, pois além de formar uma mistura heterogênea em ambiente salino, ele fará com que as moléculas do DNA se aglutinem, constituindo uma massa esbranquiçada e filamentosa. A partir dos resultados alcançados é possível envolver os alunos no estudo de ácidos nucleicos. O experimento resulta em um aprendizado significativo sobre o tema em questão, mostrando através da discussão do mesmo que aliança teoria/prática conduz a uma fixação efetiva dos conceitos trabalhados em sala de aula.
