A percepção da alfabetização e do letramento científico nas ciências da natureza por alunos da educação básica, superior e professores no exercício da docência / The perception of literacy and scientific literacy in the natural sciences by students of basic and higher education and teachers in the exercise of teaching

As ciências da natureza têm um papel de suma importância no processo de aquisição e domínio de conceitos e definições (Alfabetização Científica - AC) e que possibilita a reflexão e compreensão do contexto em que se insere (Letramento Científico - LC). Entretanto, a BNCC estabelece habilidades e competências a serem desenvolvidas pela área de ciências da natureza, não apresentando propostas para se obter êxito e nem sugerindo formas de se utilizar AC e LC como ferramentas facilitadoras no processo de ensino-aprendizagem.  Como consequência imediata, gera-se um problema cíclico e crônico tanto na educação básica, quanto no ensino superior nos cursos de licenciaturas e pós-graduação lato sensu nas áreas de ensino de ciências.  Logo, o professor apresenta dificuldade na compreensão e distinção de AC e LC, bem como na contextualização de conhecimentos científicos. Diante disso, este trabalho proporcionará: i) uma ampla revisão dos conceitos de AC e LC apresentados por diferentes pesquisadores; ii) correlacionar a falta de sintonia entre as habilidades e competências que norteam o ensino de ciências da natureza no ensino médio presentes na BNCC; iii) apresentar diferentes trabalhos que investigaram formas de melhorar o processo de ensino-aprendizagem em biologia e química, tornando mais significativo e; iv) apresentar trabalhos que investigaram a falta de distinção e compreensão de AC e LC por parte tanto dos professores que já exercem a docência, quanto para os que se encontram em processo de formação.

Características genéticas mendelianas: redescobrindo os trabalhos de Mendel/ Mendelian genetic characteristics: rediscovering Mendel's work

A genética analisa as características e os mecanismos hereditários ao longo das gerações, possuindo inestimável importância ao promover embasamento teórico e resoluções de problemas em áreas como medicina e agricultura. Está Esta pesquisa teve como objetivo verificar se as Leis de Mendel se aplicam às características físicas de um grupo de pessoas da cidade de Uberaba-MG. Para isso foi aplicado um questionário online a 30 alunos do IFTM-CAUPT sobre cinco características fenotípicas dos respondentes e seus familiares, as quais possuem fenótipos dicotômicos estando de acordo com as Leis de Mendel. Os dados obtidos foram analisados através do teste Qui-Quadrado. A maioria das características analisadas aderem-se às proporções fenotípicas da 1ª Lei de Mendel (3:1 para as características dominante e recessivas, respectivamente) ou da 2ª Lei de Mendel (9:3:3:1), considerando p > 0,05. As características que não aderiram totalmente às frequências esperadas na lei da segregação (lateralidade, capacidade de enrolar a língua e cor dos olhos), podem ser explicadas devido ao limitado tamanho amostral ou pelo fato do padrão de herança ser poligênico. Os resultados mostraram que as características fenotípicas humanas podem ser úteis para a compreensão das leis de Mendel por seguirem as bases genéticas da hereditariedade, potencializando o aprendizado da Genética Clássica

Biologia Forense como estratégia metodológica para o ensino de Genética / Forensic Biology as a methodological strategy for the teaching of Genetics

Devido as dificuldades atribuídas ao ensino e aprendizagem de genética faz-se necessário a elaboração de recursos didáticos que supram essas falhas. O presente artigo objetivou desenvolver uma proposta didática para trabalhar aspectos teóricos e práticos da Biologia de forma contextualizada com a Biologia Forense, com o intuito de auxiliar na construção do conhecimento em genética e incentivar os alunos para o estudo de temas científicos. A pesquisa foi do tipo básica e aplicada, realizada com alunos do 3º ano do ensino médio de uma instituição federal de ensino localizada no município de Uruçuí, Piauí. Inicialmente foi aplicado um questionário para averiguar os conhecimentos prévios sobre biologia forense e genética. Em seguida foi ofertada uma oficina com a temática “Biologia Forense” e logo após foi aplicado um questionário para avaliar as opiniões dos alunos sobre as estratégias e metodologia utilizadas durante o minicurso. Os resultados obtidos neste estudo indicaram que os alunos sentem dificuldades no aprendizado de genética e que o uso da estratégia metodológica contribuiu de maneira satisfatória para a aprendizagem, revelando a importância do desenvolvimento de diferentes práticas educativas com a finalidade de avaliar habilidades distintas, estimular a participação e consequentemente melhorar a qualidade de ensino. Concluiu-se que a aplicação da biologia forense para o ensino de genética mostrou-se eficiente, uma vez que proporcionou aos educandos conhecimentos a respeito de algumas das diversas áreas de atuação da biologia

Epigenetic and functional characterization of the X-Inactive Specific Transcript (XIST) during the in vitro early embryo development in cattle

During the initial development of mammals, an event of X chromosome inactivation (XCI) occurs in female embryos, which is predominantly coordinated by epigenetic factors. In mice, it is known that the long non-coding RNA (lncRNA) X-Inactive Specific Transcript (XIST), in association with a small RNA named Rep A, are essentials to the initiation of the XCI process. However, little is known about this mechanism in domestic animals. The aim of this study was to characterize the DNA methylation and gene expression patterns of the lncRNA XIST during the early development in cattle. Three different regions of 5’ portion and first exon of XIST were evaluated for DNA methylation (named here as promoter, Rep A and DMR 1) in gametes, embryos and placenta. Regarding gene expression, it was investigated the expression pattern in individual blastomeres, as wells as strand-specific expression (sense and antisense transcription) along the gene. For DNA methylation, PCR of sodium bisulfite treated-DNA followed by DNA sequencing was used. Single cell-to-CT (Ambion) kit was used for gene expression of oocytes and individual embryonic cells. Regarding sense and antisense gene expression, genespecific primers were used for cDNA synthesis. Real-time PCR was conducted using Fast Sybr Green Master Mix (Applied Biosystems). DNA methylation patterns for DMR 1 and Rep A were determined in spermatozoa (3.33% ± 1.05 and 10.36% ± 3.73, respectively), immature oocytes (79.54% ± 6.56 and 12.29% ± 4.21, respectively) matured oocytes (89.59% ± 2.31 and 74.27% ± 8.77, respectively), 8- 16 cell embryos (0.0% ± 0.00 and 92.18% ± 2.22, respectively), morula (0.84% ± 0.57 and 95.33% ± 0.51, respectively), inner cell mass of blastocysts (1.07% ± 0.72 and 1.97% ± 1.41, respectively), trophoectoderm of blastocysts (3.93% ± 1.24 and 0.00% ± 0.00, respectively), placenta (allantochorion) of two females [A (89.38% ± 2.70 and 26.92% ± 11.27, respectively) and B (70.92% ± 10.70 and 89.24% ± 2.50, respectively)] and placenta (allantochorion) of two males [A (94.67% ± 1.18 and 88.78% ± 5.40, respectively) and B (94.44% ± 1,58 and 92.22% ± 2.07, respectively)]. The methylation profile in spermatozoa and matured oocytes for XIST promoter region were 3.12% ± 1.68 e 46.67% ± 10.58, respectively. The methylation patterns found here suggest that these regions are transient differently methylated regions (tDMRs), which are reprogrammed in different time, and are not regions that could give an imprinted character to the XIST. Moreover, Rep A is a candidate for epigenetic marker in in vitro fertilization (IVF) due to it is reprogramming during oocyte maturation. XIST RNA was detected in matured oocytes and individual cells of embryos of 2-cell until morula stages, suggesting the presence of transcripts of both maternal and embryonic origins. Moreover, sense and antisense transcripts were detected at the first and last exons of the XIST locus in embryos and testicular tissue, which may be one or more different transcripts. The molecular characterization of XIST gene in cattle is an initial and important step to understand the events related to XCI during embryogenesis in order to improve the assisted reproductive techniques.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorEmbrapa - Empresa Brasileira de Pesquisa AgropecuáriaTese (Doutorado)Durante o desenvolvimento inicial de mamíferos ocorre, nos embriões fêmeas, o evento da inativação do cromossomo X (ICX), o qual é regido predominantemente por fatores epigenéticos. Na espécie murina sabe-se que o RNA longo não-codante (lncRNA) Transcrito Específico do X Inativo (XIST), juntamente com um pequeno RNA denominado Rep A, são essenciais para a iniciação do processo de ICX, mas muito pouco ainda se sabe sobre esses eventos iniciais em espécies domésticas de interesse comercial. Este estudo teve como objetivo caracterizar o padrão de metilação de DNA e de expressão do lncRNA XIST durante o desenvolvimento inicial de bovinos. Foram avaliados os padrões de metilação do DNA em três regiões diferentes da porção 5’ e primeiro éxon do XIST (denominadas aqui promotor, Rep A e DMR 1) em gametas, embriões e placenta. Com relação à caracterização da expressão de XIST, foi investigado o perfil de expressão em blastômeros individuais, além da expressão fita-específica (transcrição sense e antisense) ao longo do gene. Para as avaliações de metilação foi utilizada a técnica de amplificação de DNA tratado com bissulfito de sódio por PCR seguido de sequenciamento. Para a expressão gênica em células embrionárias individuais foi utilizado o kit Single Cell-to-CT (Ambion). Para a detecção de transcritos sense e antisense foram utilizados primers gene-específicos para a síntese do cDNA. As reações de PCR em tempo real foram realizadas utilizando Fast Sybr Green Master Mix (Applied Biosystems). Os padrões de metilação do DNA para a DMR 1 e Rep A foram calculados para espermatozoides (3,33% ± 1,05 e 10,36% ± 3,73, respectivamente), ovócitos imaturos (79,54% ± 6,56 e 12,29% ± 4,21, respectivamente) ovócitos maturados (89,59% ± 2,31 e 74,27% ± 8,77, respectivamente), embriões de 8-16 células (0,00% ± 0,00 e 92,18% ± 2,22, respectivamente), mórulas (0,84% ± 0,57 e 95,33% ± 0,51, respectivamente), massa celular interna de blastocistos (1,07% ± 0,72 e 1,97% ± 1,41, respectivamente), células do trofoectoderma de blastocistos (3,93% ± 1,24 e 0,00% ± 0,00, respectivamente), placenta (alantocórion) de duas fêmeas [A (89,38% ± 2,70 e 26,92% ± 11,27, respectivamente) e B (70,92% ± 10,70 e 89,24% ± 2,50, respectivamente)] e placenta (alantocórion) de dois machos [A (94,67% ± 1,18 e 88,78% ± 5,40, respectivamente) e B (94,44% ± 1,58 e 92,22% ± 2,07, respectivamente)]. Os padrões de metilação para espermatozoides e ovócitos maturados para a região do promotor de XIST foram 3,12% ± 1,68 e 46,67% ± 10,58, respectivamente. Os padrões de metilação encontrados sugerem que essas regiões são tDMRs, as quais se reprogramam em momentos diferentes entre si, porém, não são regiões que poderiam conferir um caráter imprinted ao XIST. Além disso, a região Rep A pode ser uma candidata à um marcador epigenético na PIVE devido à sua reprogramação durante a maturação ovocitária. O RNA XIST foi detectado em ovócitos MII e células individuais de embriões do estágio de 2-células até mórula, indicando a presença de transcritos tanto de origem materna quanto embrionária. Além disso, foram detectados transcritos sense e antisense no início e final do locus XIST em embriões e tecido testicular, podendo ser um ou mais transcritos diferentes. A caracterização molecular do gene XIST em bovinos é um passo inicial e importante para entender os eventos relacionados à ICX durante a embriogênese, de forma a aprimorar as ARTs

Methylation pattern of the xist and igf2 genes in oocytes from nelore cows (Bos taurus indicus) during oogenesis

DNA methylation is one of the most studied epigenetic events and is responsible for epigenetic reprogramming which occurs during gametogenesis. Understanding how this reprogramming occurs in oogenesis is important to comprehend physiologic and genetic aspects involved in female gametogenesis in order to create parameters for oocyte competence and, consequently, to improve the in vitro embryo production, maximizing the use of gametes and improving production rates. The aim of this study was to evaluate the DNA methylation pattern in two DMRs involved in the control of XIST and IGF2 genes expression in oocytes from pre antral and antral follicles of Nellore cows. The extracted DNA from oocytes was treated with sodium bisulphite and amplified to XIST and IGF2 genes, which was cloned into DH5 cells, and then purified and sequenced. The methylation patterns found for oocytes of primordial, secondary, incompetent antral and competent antral follicles were 91.59 ± 6.4%, 85.70 ± 19.6%, 91.25 ± 7.2% and 92.58 ± ± 11.7%, respectively for XIST gene and 60.56 ± 29.1%, 59.68 ± 34.6%, 58.21 ± 33.0% and 67.47 ± 27.8%, respectively for IGF2 gene. XIST is more methylated than IGF2 gene (P<0,001). The hypermethylated pattern of XIST gene suggests that this event may be responsible for epigenetic reactivation of the X chromosome during oogenesis, which is observed in the final oocyte. The IGF2 gene was also hypermethylated, a different pattern found in matured oocytes. This suggests that the analyzed regions undergo differents epigenetic reprogramming processes during oogenenesis, which are only completed with oocyte maturation.Mestre em Ciências VeterináriasA metilação do DNA é um dos eventos epigenéticos mais conhecidos, sendo um dos responsáveis pela reprogramação epigenética que acontece durante a gametogênese. Entender como ocorre essa reprogramação na ovogênese é importante para a compreensão de aspectos fisiológicos e genéticos envolvidos na gametogênese feminina com o intuito de criar parâmetros para a competência ovocitária e, consequentemente, melhorar a produção in vitro de embriões, maximizando a utilização de gametas e melhorando as taxas de produção. Nesse trabalho objetivou-se determinar o padrão de metilação em duas DMRs envolvidas no controle da expressão dos genes XIST e IGF2 em ovócitos de folículos pré-antrais e antrais de vacas Nelore. O DNA extraído dos ovócitos foi tratado com bissulfito de sódio e amplificado para os genes XIST e IGF2, o qual foi clonado em células DH5, sendo em seguida purificado e sequenciado. Foram encontrados padrões de metilação para ovócitos de folículos primordiais, secundários finais, antrais incompetentes e antrais competentes de 91,59 ± 6,4%, 85,70 ± 19,6%, 91,25 ± 7,2% e 92,58 ± 11,7%, respectivamente para o gene XIST e 60,56 ± 29,1%, 59,68 ± 34,6%, 58,21 ± 33,0% e 67,47 ± 27,8%, respectivamente para o gene IGF2, sendo que o gene XIST está mais metilado que o gene IGF2 (P<0,001). O padrão hipermetilado para o gene XIST sugere que pode ser este o evento epigenético responsável pela reativação do cromossomo X durante a ovogênese, caráter que é observado no ovócito MII. O gene IGF2 também apresentou um padrão hipermetilado, diferente do encontrado no ovócito maturado. Isso sugere que as regiões analisadas sofrem processos de reprogramação epigenética diferentes durante a ovogênese, os quais provavelmente se completam somente com a maturação ovocitária

DNA methylation and functional characterization of the XIST gene during in vitro early embryo development in cattle

XIST, in association with the shorter ncRNA RepA, are essential for the initiation of X chromosome inactivation (XCI) in mice. The molecular mechanisms controlling XIST and RepA expression are well characterized in that specie. However, little is known in livestock. We aimed to characterize the DNA methylation status along the 5’ portion of XIST and to characterize its transcriptional profile during early development in cattle. Three genomic regions of XIST named here as promoter, RepA and DMR1 had their DNA methylation status characterized in gametes and embryos. Expression profile of XIST was evaluated, including sense and antisense transcription. Oocytes showed higher levels of methylation than spermatozoa that was demethylated. DMR1 was hypermethylated throughout oogenesis. At the 8–16-cell embryo stage DMR1 was completed demethylated. Interestingly, RepA gain methylation during oocyte maturation and was demethylated at the blastocyst stage, later than DMR1. These results suggest that DMR1 and RepA are transient differentially methylated regions in cattle. XIST RNA was detected in matured oocytes and in single cells from the 2-cell to the morula stage, confirming the presence of maternal and embryonic transcripts. Sense and antisense transcripts were detected along the XIST in blastocyst. In silico analysis identified 63 novel transcript candidates at bovine XIST locus from both the plus and minus strands. Taking together these results improve our understanding of the molecular mechanisms involved in XCI initiation in cattle. This information may be useful for the improvement of assisted reproductive technologies in livestock considering that in vitro conditions may impair epigenetic reprogramming