DNA Hacker: Desvendando Sequências Genéticas

Desenvolvida por: Tiago … (com assistência da tecnologia Profy)

Área do Conhecimento/Disciplinas: Biologia, Informática

Temática: Genética e Bioinformática

Esta atividade propõe uma imersão prática no mundo da genética e bioinformática. Os alunos do 3º ano do Ensino Médio serão introduzidos aos conceitos fundamentais de alinhamento de sequências de DNA através do uso da ferramenta online BLAST (Basic Local Alignment Search Tool). Por meio de uma metodologia ativa, os estudantes trabalharão em grupos para realizar tarefas de alinhamento de sequências desconhecidas com sequências conhecidas, com o objetivo de identificar semelhanças e diferenças. Esta competição amistosa visa promover o aprendizado colaborativo e aplicar conceitos teóricos de genética em um contexto prático de bioinformática. Além de entender os procedimentos técnicos, os alunos discutirão a importância dos alinhamentos globais e locais e sua aplicabilidade em campos como evolução biológica, identificação de espécies e pesquisa de genes relacionados a patologias. A tarefa final exigirá que os alunos desvendem a origem de diversas sequências genéticas, utilizando o raciocínio crítico e as habilidades adquiridas durante a atividade.

Objetivos de Aprendizagem

O foco desta atividade é proporcionar aos estudantes do 3º ano do Ensino Médio uma compreensão prática e teórica sobre os fundamentos da genética e da bioinformática. Os objetivos específicos incluem: familiarizar os alunos com ferramentas de bioinformática como o BLAST, desenvolver habilidades de análise e interpretação de sequências de DNA, promover o trabalho em equipe e o pensamento crítico, e aplicar conceitos de genética em estudos de caso reais relacionados à evolução, identificação de espécies, e pesquisa genética. Através desta abordagem prática, esperamos que os alunos adquiram uma compreensão sólida dos métodos de bioinformática e sua importância na pesquisa científica contemporânea.

Familiarizar-se com o uso da ferramenta BLAST para alinhamento de sequências de DNA
Desenvolver habilidades analíticas para comparar sequências de DNA e identificar semelhanças e diferenças
Promover a colaboração e o pensamento crítico através de uma competição de análise de sequências
Discutir a aplicabilidade do alinhamento de sequências na biotecnologia, incluindo estudos de evolução, identificação de espécies e pesquisa de genes associados a doenças

Conteúdo Programático

Durante as sessões, os alunos serão introduzidos aos conceitos básicos de genética e bioinformática, focando especialmente no alinhamento de sequências de DNA. A atividade será estruturada em torno do uso da ferramenta BLAST para realizar tarefas práticas de alinhamento. Os estudantes aprenderão sobre a importância dos métodos de alinhamento global e local e como essas técnicas são aplicadas para resolver problemas reais na ciência contemporânea, como na identificação de espécies e na pesquisa de genes.

Introdução à genética e bioinformática
Conceitos básicos de sequências de DNA e sua importância
Utilização da ferramenta BLAST para alinhamento de sequências
Discussão sobre alinhamento global e local e suas aplicações na pesquisa científica
Análise de casos de estudo: evolução, identificação de espécies, genes e doenças

Metodologia

Esta atividade será conduzida seguindo uma metodologia ativa de aprendizagem, onde os alunos serão os principais atores no processo de descoberta e análise. Divididos em grupos, eles terão a oportunidade de aplicar conceitos teóricos ao realizar alinhamentos de sequências usando a ferramenta BLAST. As sessões incluirão uma breve introdução teórica, seguida de atividades práticas guiadas, discussões em grupo e apresentações dos resultados. Este formato incentiva a interação, cooperação e competição saudável entre os alunos.

Introdução teórica aos conceitos chave
Atividades práticas de alinhamento de sequências
Discussões em grupo para interpretar resultados
Competição amistosa entre grupos para desvendar origens de sequências
Apresentações dos grupos sobre as análises realizadas e conclusões

Aulas e Sequências Didáticas

O cronograma total da atividade é de 4 horas, divididas em duas sessões de 2 horas cada. Na primeira aula os alunos receberão uma introdução teórica e começarão as atividades práticas de alinhamento. A segunda sessão focará na análise dos resultados, discussão em grupos e na apresentação dos resultados da competição.

Aula 1: Introdução à bioinformática e prática inicial com BLAST (2 horas)
Aula 2: Análise, discussão em grupos e apresentação dos resultados (2 horas)

Avaliação

A avaliação desta atividade se dará por meio da participação dos alunos durante as sessões, a precisão e a profundidade das análises realizadas, assim como a qualidade das apresentações finais dos grupos. Será considerado o trabalho em equipe, a habilidade de usar a ferramenta BLAST de forma eficaz, e a capacidade de discutir os resultados no contexto teórico da bioinformática e genética. Exemplos de critérios específicos incluem a clareza na explicação dos processos de alinhamento, a aplicação correta dos conceitos teóricos na análise das sequências, e a originalidade nas soluções encontradas para desvendar as origens das sequências.

Materiais e ferramentas:

Para a realização desta atividade, será necessário acesso a computadores com conexão à internet para o uso da ferramenta BLAST. Serão fornecidos material de apoio teórico sobre genética e bioinformática, incluindo tutoriais para o uso de BLAST e guias para interpretação de resultados. Recomenda-se também o uso de quadros brancos ou papel flip-chart para as discussões em grupo e para facilitar a apresentação dos resultados.

Computadores com acesso à internet
Material de apoio teórico sobre genética e bioinformática
Tutoriais e guias para uso da ferramenta BLAST
Quadros brancos ou papel flip-chart para discussões e apresentações

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