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Introdução O ser humano sempre teve curiosidade de saber como as características hereditárias são transmitidas aos descendentes. Atualmente, parece que esse mistério está muito próximo de ser desvendado, graças aos conhecimentos da Genética Molecular. Como as características genéticas são determinadas Cada característica genética de um ser é determinada pela presença de uma ou mais proteínas produzidas nas células. Por exemplo, a cor dos olhos é determinada pela presença da proteína melanina nas células da íris, na parte colorida dos olhos, de tal maneira que, quanto mais melanina, mais escuros eles ficam. Cada proteína é uma molécula formada pela união de moléculas menores chamadas aminoácidos, que são normalmente provenientes da alimentação. São conhecidos 20 tipos diferentes de aminoácidos, tais como: fenilalanina, valina, leucina e asparagina. Esquema de uma molécula de proteína – a quantidade, a sequência exata e a disposição espacial dos aminoácidos determinam a função da proteína. Aminoácidos An ge la G ise li. 2 00 4. D ig ita l. As proteínas são moléculas muito grandes. Podem ser formadas por de- zenas de aminoácidos, como a insulina (que possui 51 deles), ou até mesmo de milhares, como é o caso da apolipoproteína B, uma proteína de transporte do colesterol no sangue que possui 4 636 aminoácidos. A sequência exata dos aminoá- cidos, a quantidade e sua disposi- ção espacial determinam a função da proteína. Os aminoácidos podem se unir e serem chamados de peptídeos, por isso muitas vezes aparece a ex- pressão polipeptídios, que significa muitos aminoácidos interligados entre si. As ligações que unem os aminoácidos são denominadas ligações peptídicas. O número de ligações peptídicas em uma prote- ína (polipeptídeo) é sempre um a menos que o número de aminoáci- dos porque o último aminoácido da cadeia não possui ligação com mais nenhum outro. Assim, a insulina que é formada por 51 aminoácidos apresenta 50 ligações peptídicas. Existem polipeptídios pequenos que podem apresentar funções pro- teicas, por exemplo na transmissão de impulsos nervosos entre neurô- nios e, portanto, têm importância genética. Os aminoácidos devem estar em uma determinada sequência que não pode ser alterada, pois, se fosse alterada, causaria uma modificação na função da proteína. Também não pode faltar ou sobrar nenhum aminoácido, pois essa falta ou sobra também acarre- taria uma alteração na proteína e, certamente, podendo até mesmo causar uma doença genética. Nessa situação, surge uma per- gunta: Como a célula sabe qual é esta sequência? Em outras palavras: 1 Genética molecular 01 Aula 1E Biologia Como a célula sabe qual a “receita” a ser usada para montar uma proteína e, com isso, determinar uma característica genética? A resposta foi encontrada pelos pesquisadores no núcleo celular. Descobriu-se que as informações estão armazenadas em filamentos nucleicos chamados cromossomos. Os 46 cromossomos de uma célula humana. Aqui estão armazena- das todas as informações de como “fabricar” um ser humano. La tin St oc k/ Sc ie nc e Ph ot o Li br ar y Estrutura dos cromossomos Cada cromossomo humano é constituído por um longo filamento de um produto químico denominado ácido desoxirribonucleico (DNA ou ADN). Ao longo de cada um desses filamentos de DNA, existem centenas de “pedaços” interligados. Cada pedaço desses é a “receita” de proteína e recebe o nome de gene. Assim, podemos dizer que um gene é a “receita” ou a “fórmula” de uma ou até mesmo várias proteínas. Cada filamento de DNA é enrolado sobre proteínas globulares denominadas histonas para lhes dar susten- tação. Se forem desenrolados os fios de DNA dos 46 cromos- somos de uma célula humana e colocados um ao lado do outro, seria formado um cordão de DNA com cerca de 1,8 metro de comprimento, em tamanho natural. Nesse cordão, seriam encontrados cerca de 25.000 genes, um colado ao outro. Esquema de um pedaço de um filamento de DNA (um cromosso- mo). Note que ele é duplo e que cada segmento é um gene. Os ge- nes codificam (ensinam a fazer) proteínas. Quando se desenrola um cromossomo, vemos que ele é formado por um filamento de DNA. Gene Codifica Proteína Histona An ge la G ise li/ Lu is M ou ra . 2 00 7. D ig ita l. Constituição química do DNA A análise química mostrou que o DNA é constituído de inúmeras unidades chamadas nucleotídeos. Podemos comparar uma molécula de DNA como um longo zíper, onde cada dente do zíper seria um nucleo- tídeo. O DNA é formado por duas fitas de nucleotídeos interligadas como um zíper fechado. Em cada uma das fitas são encontrados 3,1 bilhões de nucleotídeos. Pode-se então dizer que uma molécula de DNA é um polinucleotídeo. Cada “dente” do zíper corresponde a uma molécula de nucleotí- deo do DNA. La tin St oc k/ SP L 2 Extensivo Terceirão Cada nucleotídeo é composto quimicamente por um fosfato, um açúcar (a desoxirribose) e uma base nitroge- nada. O radical químico fosfato e o açúcar desoxirribose são sempre os mesmos em toda a estrutura lateral do DNA. O que varia é a base nitrogenada, que pode ser de quatro tipos diferentes: adenina(A), guanina(G), citosina(C) e timina (T). Um nucleotídeo é formado por fosfato, uma desoxirribose (qui- micamente um açúcar com 5 carbonos - uma pentose) e uma base nitrogenada, que pode ser adenina (A), guanina (G), cito- sina (C) ou timina (T). Fosfato Pentose Base nitrogenada que pode ser Adenina Guanina Citosina Timina A G C T A adenina e a guanina são moléculas maiores (forma- das por dois anéis aromáticos) e são chamadas de bases nitrogenadas púricas, enquanto a citosina e a timina, que são de menor tamanho (um anel apenas), recebem a denominação de bases nitrogenadas pirimídicas. Moléculas de bases púricas (A e G com 2 anéis aromáti- cos) e pirimídicas (C e T com 1 anel aromático). NH2 N C C C C HC N CH N H Adenina (púrica) O N C C C HN C N CH N HH2N Guanina (púrica) Citosina (pirimídica) NH2 N C CH CH N C O H Timina (pirimídica) O N C C CH HN C O H CH3 Milhares desses nucleotídeos vão sendo interligados num mesmo lado através do fosfato de um com a pentose do outro (ligação fosfodiéster), formando uma longa fita, na qual variam apenas as bases nitrogenadas. Num dos lados do DNA, a sequência de ligações entre os nucleotí- deos é o carbono 5 de um nucleotídeo com o carbono 3 do nucleotídeo seguinte. No outro lado da fita dupla de DNA, a sequência de ligações é invertida, ou seja, carbono 3 com carbono 5. Por esse motivo se diz que o DNA é formado de duas fitas antiparalelas. O DNA é formado por duas fitas antiparalelas (invertidas): uma das fitas do DNA é no sentido 5’- 3’ na qual as ligações fosfodiés- ter ocorrem entre o carbono 5 de uma pentose com o carbono 3 da pentose seguinte, tendo o radical fosfato (PO4–) entre esses dois carbonos. A outra fita é no sentido 3’- 5’. Observe a fita da direita com as moléculas invertidas. O O OH –O P H2C O O O –O P H2C O O O –O P H2C O O O –O P H2C OH O O O O 1 23 4 5 OH O O O O O O O– O P CH2 O O O– O P CH2 O O O– O P CH2 O O O– HO P CH2 5’ 3’ 3’ 5’ Pontes de hidrogênio Ligação fosfodiéster Pentose G C GC TA T A Fosfato Para o encaixe perfeito entre as duas fitas do DNA, as moléculas de bases nitrogenadas se unem através de pontes de hidrogênio. Estes encaixes sempre ocorrerão entre a adenina (A) e a timina (T), através de duas pontes de hidrogênio, e entre a citosina (C) e a guanina (G), por meio de três pontes de hidrogênio. Pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas. Adenina Timina C N N C C H C N N O C H N H H C N C C C N H O C H H H H Guanina Citosina C N N C C H C N N C N O H C N C C C N H O H H N H H H Pontes de Hidrogênio Aula 01 3Biologia 1E Pontes de hidrogênio sãoatrações moleculares: 2 entre A e T e três entre C e G, como nas tomadas elétricas. D iv o. 2 01 6. D ig ita l. C A T G Linguagem do DNA A sequência de bases nitrogenadas em apenas uma das fitas do DNA é que forma a linguagem com a qual os genes são escritos. Nessa linguagem, todas as “palavras” serão formadas pela sequência de três bases nitroge- nadas, por exemplo TAC. Cada uma dessas “trincas” de bases nitrogenadas será chamada de códon. Esse nome se deve ao fato de que cada trinca ou códon correspon- de a um ingrediente a ser colocado na proteína que será fabricada para dar a característica genética. Como os ingredientes que formam as proteínas são os aminoáci- dos, pode-se concluir que cada códon corresponde a um aminoácido. 1 códon 1 aminoácido Assim, por exemplo, se no gene que codifica a prote- ína insulina existem 51 códons, a molécula da proteína insulina pronta será formada por 51 aminoácidos. Em 1961, cerca de nove anos depois da descoberta da estrutura do DNA pelos pesquisadores James Watson e Francis Crick, outro pesquisador, Nirenberg, conseguiu decifrar todos os códons e os respectivos aminoácidos por eles codificados, formando-se uma tabela com 64 códons e seus respectivos aminoácidos, denominada de código genético que iremos analisar na aula 03. Os genes são os mesmos em todas as células Cada célula humana possui sempre os mesmos cerca de 25 000 genes no DNA, guardados no núcleo celular. Entretanto, em uma célula funcionam apenas alguns desses genes, enquanto a maioria fica inativa. Isso explica o fato de o gene para a produção da proteína insulina funcionar somente nas células do pâncreas, ficando inativo nas células do restante do corpo. Com isso, somente o pâncreas produz essa proteína. O DNA está presente em to- dos os seres vivos celulares Experimentos revelaram que o DNA é o material genético em todos os seres vivos formados por células e também em alguns vírus. Graças a isso, é possível retirar um gene humano (que é um segmento de DNA), como o gene da insulina hu- mana, e agregá-lo ao DNA de uma bactéria. Em seguida, este gene começa a funcionar na bactéria, produzindo a insulina humana. Finalmente, é só extrair a insulina da bactéria, purificá-la e estará pronta para ser injetada em seres humanos diabéticos. Igualmente, muitos outros medicamentos são também produzidos, tais como o hormônio de crescimento humano e a vacina contra a hepatite B. Por esse motivo, estima-se que mais da metade do DNA presente numa célula humana é constituído de DNA de parasitas que durante milhares de anos de evolução foram se incorporando ao nosso DNA. Todo esse DNA estranho às nossas células normalmente fica inativo. Caso isso não ocorra, poderá originar algum tipo de câncer. Semelhanças genéticas A estrutura do DNA em todos os seres vivos é a mesma, ou seja, sempre formado por nucleotídeos contendo adenina, citosina, timina e guanina. A semelhança entre os genes de diferentes espécies de seres vivos é muito grande, como acontece entre ratos e humanos, em que essa diferença é de cerca de apenas 1%, e entre chipanzés e humanos, cuja diferença é de 2%. Pode-se concluir, então, que a diferença genética entre indivíduos da mesma espécie é muito pequena. Atualmente, existem testes muito precisos que possibilitam a diferenciação desses indivíduos – é o teste de DNA que permite a identificação exata de um ser. 4 Extensivo Terceirão Testes Assimilação 01.01. Identifique, na imagem abaixo, os itens de I a XI: O O OH –O P H2C O O O –O P H2C O O O –O P H2C O O O –O P H2C OH O O O O 1 23 4 OH O O O O O O O– O P CH2 O O O– O P CH2 O O O– O P CH2 O O O– HO P CH2 V G C GC A A III VVI IV VII II I VI T T C G A U O O – P – O O O O – P – O O O O – P – O O O O – P – O O NN N NN N OH OH OH OH NH2 NH2 NH N H2N NH O O O O OH O O O O X VIII XI N N – – – IX As moléculas representadas acima correspondem ao _________ e ao _______, respectivamente. I. ligação __________________________________. II. pentose chamada de ________________________. III. ligação __________________________________. IV. ligação __________________________________. V. extremidade ______________________________. VI. extremidade ______________________________. VII. _______________________________________. VIII. _______________________________________. IX. pentose chamada de ________________________. X. extremidade ______________________________. XI. extremidade ______________________________. 01.02. (UEPG – PR) – A respeito do DNA e do RNA, assinale o que for correto. 01) Os dois se originam a partir da união dos nucleotídeos compostos por ácido fosfórico, açúcar e base nitrogenada. 02) Embora o DNA e o RNA sejam estruturalmente bem distintos, a união entre os nucleotídeos dessas duas moléculas ocorre por meio do radical fosfato (ácido fosfórico) com a pentose. 04) As bases nitrogenadas que compõem os nucleosídeos do DNA são adenina, guanina, citosina e uracila, e as bases nitrogenadas que compõem os nucleosídeos do RNA são adenina, guanina, citosina e timina. 08) Eles podem ser distinguidos por meio de suas bases pirimídicas. A timina é exclusiva do RNA e a uracila só aparece no DNA. 16) O RNA é geralmente composto por uma fita simples, e o DNA se apresenta como uma dupla hélice numa confi- guração espacial denominada helicoidal. 01.03. (PUCSP) – As plantas carnívoras também são fotos- sintetizantes, como as demais plantas. Entretanto, em virtude da pobreza de nutrientes do solo onde crescem, necessitam obter nitrogênio e fósforo a partir de suas presas, que podem ser protozoários, pequenos artrópodes e, dependendo da espécie, até mesmo pequenos vertebrados. Sendo assim, é correto afirmar que esses nutrientes, obtidos a partir da captura de animais, serão úteis para a formação de biomoléculas tais como: a) Monossacarídeos. b) Polissacarídeos. c) Lipídeos. d) Ácidos nucleicos. 01.04. (FCM – MG) – Uma molécula de DNA apresenta 17% das bases de citosina. Assinale a alternativa CORRETA, considerando que o DNA não sofreu mutação. a) 34% das bases serão da soma de adenina e timina. b) 34% das bases serão guaninas. c) 17% das bases serão adeninas. d) 33% das bases serão timinas. Aperfeiçoamento 01.05. (UNIRG – TO) – Um pesquisador pretende verificar a influência de um hormônio X em um cultivo de células para observar o seu efeito sobre a síntese de ácidos nucleicos totais (DNA e RNA). Para tal, o pesquisador resolve usar a técnica de moléculas radioativas marcadas. Assinale, entre as alternativas abaixo, a molécula marcada que deve ser utilizada como indicadora. a) Adenina. b) Ribose. c) Uracila. d) Timina. 01.06. (MACK – SP) – Considere que, em uma das cadeias polinucleotídicas de certa molécula de DNA, existam 40 adeninas e 80 timinas e que, na cadeia complementar, existam 30 citosinas e 50 guaninas. Espera-se, portanto, que o número total de ligações de hidrogênio (pontes de hidrogênio) existentes entre as duas cadeias que formam essa molécula de DNA seja de a) 200. b) 400. c) 480. d) 520. e) 600. Aula 01 5Biologia 1E 01.07. (UNIOESTE – PR) – A dupla hélice como modelo de estrutura tridimensional do DNA foi proposta por Watson e Crick em 1953. Relativo a esta estrutura, é correto afirmar 01) que os dois filamentos de DNA estão unidos um ao ou- tro por ligações fosfodiéster. 02) que a quantidade de bases púricas é igual à quantidade de bases pirimídicas. 04) que a sequência de nucleotídeos de um filamento é sempre idêntica à sequência de nucleotídeos do fila- mento complementar. 08) que, em uma dupla fita de DNA com 200 pares de nu- cleotídeos, encontram-se 400 desoxirriboses, 400 gru- pos fosfatos, 200 bases púricas e 200 bases pirimídicas. 16) que bases púricas e bases pirimídicas possuem 1 e 2 anéis, respectivamente. 32) que citosina e timina são bases pirimídicas; guanina eadenina são bases púricas. 64) que o DNA possui carga positiva. 01.08. (UEG – GO) – Em 1953, a natureza química do ma- terial genético foi descrita por dois pesquisadores, Watson e Crick. Eles propuseram que o DNA é formado pela união de nucleotídeos em duas fitas complementares enroladas sob um eixo e, assim, formando uma hélice. O esquema a seguir ilustra a fita dupla de DNA, com a exposição das ligações de hidrogênio entre os nucleotídeos das fitas complementares: LOPES, S; ROSSO, S. Bio: volume 2. São Paulo: Saraiva, 2010. p. 233. Sobre as propriedades químicas desse material genético, verifica-se que a) a fita dupla de DNA é duplicada de forma semiconsertiva, sendo as fitas originais imediatamente renaturadas após a duplicação. b) as bases nitrogenadas (A, T, C e G) são moléculas apolares e, por isso, se localizam abrigadas no interior da fita dupla de DNA. c) o DNA, por ser uma fita dupla, apresenta estrutura bidi- mensional sem a possibilidade de assumir uma configu- ração tridimensional. d) proporcionalmente, quanto maior a quantidade de purinas na fita dupla de DNA, menor a quantidade de pirimidinas e vice-versa. e) o ácido fosfórico dos nucleotídeos se liga a duas mo- léculas de carboidrato, conferindo carga positiva à fita dupla de DNA. 01.09. (OBB) – Na extremidade 5’ de uma cadeia de DNA é encontrado um grupamento a) fosfato ligado ao carbono 5 da desoxirribose. b) carboxil ligado ao carbono 5 da desoxirribose. c) hidroxil ligado ao carbono 5 da ribose. d) carboxil ligado ao carbono 5 da ribose. e) fosfato ligado ao carbono 5 da base nitrogenada. 01.10. (UNITAU – SP) – “[…] o refugiado austríaco Erwin Chargaff, do College of Physicians and Surgeons da Universidade Columbia, empregou uma nova técnica – cromatografia em papel – para medir as quantida- des relativas das quatro bases em amostras de DNA extraídas de uma variedade de vertebrados e bactérias. Embora algumas espécies tivessem um DNA em que predominavam a adenina e a timina, outras tinham DNA com mais guanina e citosina. Despontou assim a possibilidade de não haver duas moléculas de DNA com a mesma composição.” WATSON, J. D. DNA: O Segredo da Vida. São Paulo: Companhia das Letras, 2005, p. 470. A descrição de Watson indica o momento inicial para a elaboração da Regra de Chargaff. Com base nessa regra, se analisarmos um fragmento de DNA com 320pb, das quais 30% são compostas por nucleotídeos contendo timinas, qual a quantidade de bases citosina e de guanina nesse mesmo fragmento? a) Citosina = 70; guanina = 70 b) Citosina = 64; guanina = 64 c) Citosina = 128; guanina = 128 d) Citosina = 70; guanina = 30 e) Citosina = 128; guanina = 64 6 Extensivo Terceirão Aprofundamento 01.11. (FCM – MG) – Os cânceres cutâneos não melanoma são as neoplasias malignas mais comuns em humanos, o car- cinoma basocelular e o carcinoma espinocelular representam cerca de 95% dos cânceres cutâneos não melanoma, o que os torna um crescente problema para a saúde pública mundial devido a suas prevalências cada vez maiores. As alterações genéticas que ocorrem no desenvolvimento dessas malig- nidades cutâneas são apenas parcialmente compreendidas, havendo muito interesse no conhecimento e determinação das bases genéticas dos cânceres cutâneos não melanoma que expliquem seus fenótipos, comportamentos biológicos e potenciais metastáticos distintos (Bras Dermatol. 2006). A base genética para o desenvolvimento do câncer se encontra nas mutações que ocorrem no nível da molécula de DNA. Em relação à molécula de DNA, marque a alternativa CORRETA. a) A dupla hélice contém dois polinucleotídeos, com as bases nitrogenadas empilhadas no interior da molécula. b) As bases nitrogenadas da única cadeia de polinucleotí- deo na molécula de DNA interagem através de ligações fosfodiésteres. c) As duas cadeias de polinucleotídeos são exatamente iguais, apresentando polaridade inversa. d) A dupla hélice de DNA contém fosfato e açúcar no interior da molécula. e) Na dupla hélice de DNA os nucleotídeos estão ligados por pontes de hidrogênio. 01.12. (PUCRJ) – O termo “código genético” refere-se a) ao conjunto de trincas de bases nitrogenadas; cada trinca correspondendo a um determinado aminoácido. b) ao conjunto de todos os genes de um organismo, capazes de sintetizar diferentes proteínas. c) ao conjunto de proteínas sintetizadas a partir de uma sequência específica de RNA. d) a todo o genoma de um organismo, incluindo regiões expressas e não expressas. e) à síntese de RNA a partir de um dos filamentos de DNA. 01.13. (UEG – GO) – Em 1962, Watson e Francis Crick re- ceberam o Prêmio Nobel em Fisiologia e em Medicina por terem descoberto o modelo acurado da estrutura do DNA. Acerca da molécula do DNA e suas características, é CORRETO afirmar: a) a cadeia de nucleotídeos na constituição do DNA é mantida unida por ligações de nitrogênio e fosfato que se formam entre as bases nitrogenadas. b) a extremidade da cadeia de DNA, que contém fosfato, é chamada 3’, e a que contém açúcar é chamada 5’. c) o DNA é um polímero de duas cadeias de desoxirribonu- cleotídeos unidos por ligações fosfodiéster. d) o DNA possui uma fita simples polinucleotídica paralela em torno de um eixo comum, formando uma hélice. 01.14. Em relação aos ácidos nucleicos, um aluno encontrou as seguintes afirmativas em um resumo. Explique-as. a) O ácido desoxirribonucleico é formado por duas cadeias polinucleotídicas antiparalelas. b) O DNA não corresponde ao código genético, mas ao material genético de uma célula. c) Ao comparar duas moléculas de DNA com o mesmo número de pares de base (mesmo tamanho), será mais difícil separar as duas cadeias daquela que apresentar maior número de pares C G. 01.15. (UFSC) – O DNA é a molécula biológica responsável pela codificação da informação genética nos seres vivos. Sobre esse assunto, é CORRETO afirmar que: 01) a molécula de DNA é formada por duas cadeias carac- terizadas por seqüências de bases nitrogenadas. 02) na molécula de DNA podem existir oito diferentes tipos de complementação de bases nitrogenadas. 04) a quantidade de adenina presente em uma das cadeias é exatamente igual à quantidade de timina da cadeia complementar. 08) molécula de DNA podem existir cinco diferentes tipos de bases nitrogenadas. 16) no processo de mitose, cada molécula de DNA dá ori- gem a quatro moléculas de DNA exatamente iguais. 01.16. (EBMSP – BA) – O DNA é o material genético dos se- res vivos. A molécula é uma dupla hélice formada pela união de nucleotídeos e sua estrutura possibilita a duplicação, o que é fundamental para a hereditariedade, bem como para a expressão da informação genética. Com base nos conhecimentos sobre ácidos nucleicos e genética, pode-se afirmar: a) Um exame de DNA, para avaliar a paternidade de uma criança, não tem a capacidade de diferenciar gêmeos monozigóticos. b) A sequência de nucleotídeos que compõe o DNA de uma espécie é o seu código genético. Aula 01 7Biologia 1E c) Em células eucarióticas, o RNAm é traduzido no núcleo e, em seguida, transportado para o citoplasma, onde será processado e transcrito. d) As diferentes células de um mesmo organismo sintetizam proteínas distintas porque apresentam diferenças no código genético. e) A complexidade de um organismo está diretamente relacionada à quantidade de DNA que ele possui, quanto maior a quantidade de DNA, maior o número de genes e mais complexo o organismo. 01.17. (UEAM) – A figura ilustra um trecho de uma molécula de DNA. OH O OH P –O O O O P –O O O O P –O O O O P –O O O O O O O O O O O O– P O O CH2 O O– P O O CH2 O O– P O O CH2 O O– P HO O CH2OH H2C H2C H2C H2C T A G C C G A T 1 23 4 5 Disponível em: http://teachers.yale.edu.Adaptado. É correto afirmar que: a) neste trecho de DNA estão ilustrados oito nucleotídeos, contendo, cada um, uma base nitrogenada, uma pentose e um fosfato. b) neste trecho de DNA estão representados quatro códons, cada um responsável por um aminoácido. c) a transcrição de uma das fitas deste trecho de DNA pro- duzirá um RNAm completamente diferente da transcrição da outra fita. d) este trecho de DNA representa um segmento pertencente a um eucarionte, uma vez que nos procariontes o DNA é de fita simples. e) este trecho de DNA é considerado um gene, pois contém uma informação completa para a síntese de uma proteína. 01.18. (UFRJ) – A soma das porcentagens de guanina e citosina em uma certa molécula de ADN é igual a 58% do total de bases presentes. a) Indique as porcentagens das quatro bases, adenina (A), citosina (C), guanina (G) e timina (T), nessa molécula. b) Explique por que é impossível prever a proporção de citosina presente no ARN mensageiro codificado por esse trecho de ADN. Desafio 01.19. (EBMSP – BA) – O ácido desoxirribonucleico, DNA, é uma macromolécula que carrega informações genéticas necessárias para a reprodução e desenvolvimento das células. Essa substância química é constituída por duas cadeias polinucleotídicas formadas por grupos fosfato e açúcar desoxiribose alternados, com bases orgânicas ligadas às moléculas de açúcar e interligadas duas a duas, de maneira específica, como a interação entre a guanina e a citosina, representada de maneira simplificada na figura. N N N N H N N H H açúcar guanina citosina açúcarN H O O H N 8 Extensivo Terceirão Considerando essas informações e a figura, identifique o tipo da interação intermolecular entre a guanina e a citosina e o tipo da interação que une os átomos de nitrogênio e hidrogênio, nas bases orgânicas, destacando qual dessas interações é a mais fácil de ser “rompida”, justificando a sua resposta. 01.20. (UFPR) – Pesquisadores estão estudando cinco compostos extraídos de uma planta da região amazônica, que é utilizada pela comunidade local para o tratamento de tumores. Para viabilizar o possível uso biotecnológico dessa planta, avaliaram a atividade biológica desses compostos (extraídos da planta) sobre células tumorais. Para tanto, foi utilizado um reagente capaz de se intercalar na dupla fita de DNA e que emite fluorescência nessa situação. À medida que as células se dividem, o reagente é distribuído entre as células filhas e a fluorescência/célula diminui. Células tumorais foram incubadas com o reagente, em seguida expostas aos cinco diferentes compostos e mantidas em cultivo no laboratório. A fluorescência por célula foi medida a cada 24 horas, por 5 dias. Os resultados estão apresentados na tabela ao lado. Um grupo de células não foi tratado com qualquer dos cinco compostos (grupo “Controle”). Fluorescência/célula (valores arbitrários) Grupo Dias 0 1 2 3 4 5 Controle 80 60 30 10 0 0 Composto 1 80 70 60 50 40 30 Composto 2 80 50 20 0 0 0 Composto 3 80 80 78 78 75 75 Composto 4 80 60 30 10 0 0 Composto 5 80 70 65 60 45 30 Com base na tabela, qual dos compostos apresentou o melhor potencial biotecnológico para o tratamento de tumores? a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. e) 5. Aula 01 9Biologia 1E Gabarito 01.01. DNA/RNA I. de hidrogênio II. desoxirribose III. fosfodiéster IV. glicosídica V. 5’ VI. 3’ VII. desoxirribonucleotídeo VIII. ribonucleotídeo IX. ribose X. 5’ XI. 3’ 01.02. 19 (01 + 02 + 16) 01.03. d 01.04. d 01.05. a 01.06. c 01.07. 42 (02 + 08 + 32) 01.08. b 01.09. a 01.10. c 01.11. a 01.12. a 01.13. c 01.14. a) As duas cadeias são pareadas através das ligações de hidrogênio, mas perma- necem em sentidos opostos, por isso são chamadas de antiparalelas. b) O código genético é universal e cor- responde à relação entre as trincas de bases nitrogenadas (códons) e amino- ácido que cada uma codifica. c) Se as duas fitas apresentam mesmo tamanho, quanto maior o número de pareamento CG, maior será o número de ligações de hidrogênio entre as duas fitas. Assim, dificulta-se a separação de- las. 01.15. 05 (01 + 04) 01.16. a 01.17. a 01.18. a) Como C = G e C + G = 58%, temos C = G = 58%/2 = 29%. Da mesma forma, como A = T e A + T = 100% - 58% = 42%, temos A = T = 21%. b) Porque a proporção de bases apresen- tada refere-se às duas cadeias da molé- cula de DNA, não sendo possível deter- minar a proporção de citosina na cadeia que será transcrita. 01.19. As cadeias de DNA se ligam na parte interna da molécula por ligações de hi- drogênio entre as bases nitrogenadas dos nucleotídeos de cada uma delas. A ligação de hidrogênio é mais fácil de ser rompida do que a ligação covalente, pois, as ligações de hidrogênio são intermole- culares enquanto as ligações covalente são interatômicas. 01.20. c Replicação ou autoduplicação do DNAReplicação ou autoduplicação do DNA Necessidade de novas células Em organismos pluricelulares, surgem novas células para permitir o crescimento, para repor células perdidas ou para formar células reprodutivas, como os gametas. Esse trabalho é feito por algumas células preexistentes situadas próximas do local onde forem necessárias as novas células, por meio de processos de divisão celular. Porém, antes de a célula se dividir, seu material genético (DNA) deverá ser duplicado para que as novas células recebam as informações genéticas exatamente iguais às da célula- -mãe: é a replicação ou autoduplicação semiconservativa do DNA. Lembrando que numa célula humana existem 46 cromossomos contendo todos os genes e que cada cromossomo é feito por uma molécula de DNA, por este processo, duplica-se, todo o DNA da célula. Comando da replicação A replicação é comandada por várias enzimas, que desenvolvem as seguintes etapas: 1ª.) Uma primeira enzima chamada helicase realiza a ruptura das pontes de hidrogênio existentes entre os pa- res de bases nitrogenadas dos nucleotídeos, separando as duas fitas de todo o DNA. Isso representa o afastamento de aproximadamente 6 bilhões de moléculas de nucleotí- deos – 3 bilhões em cada fita. 2ª.) Mantendo as duas fitas separadas e usando-as como moldes, outra enzima, a DNA polimerase, vai juntando novos nucleotídeos aos moldes das duas fitas originais, por meio das pontes de hidrogênio. Lembre-se de que essas pontes se formam sempre entre adenina e timina (duas pontes) e entre citosina e guanina (três pontes). Ao final do trabalho, teremos duas fitas duplas de DNA exatamente iguais. Em cada uma delas, há um lado que serviu de molde e um lado novo. DNA autoduplicado Fita molde Enzima que abre o DNA (Helicase) DNA polimerase Fita molde Lado novo Lado novo Novos nucleotídeos An ge la G ise li. 2 00 4. D ig ita l Comparada a um zíper que abre e fecha, a replicação ou auto- duplicação é semiconservativa e realizada por enzimas. A DNA polimerase liga os novos nucleotídeos às 2 fitas-molde do DNA original. A replicação é semiconservativa O processo é considerado semiconservativo, por conservar cada metade velha do DNA que serviu de molde para fabricar o novo filamento. Os novos nucleotídeos para a autoduplicação são produzidos pelo próprio organismo, quando ele for autótrofo, como os vegetais, ou adquiridos com os alimentos absorvidos pelos seres heterótrofos, como nos seres humanos. Este sistema de autoduplicação semiconservativa é universal, isto é, ocorre igualmente em todos os seres vivos formados por células, em que cada célula autoduplica seu próprio DNA. Também garante a continuidade das espécies exatamente como elas são, exceto se ocorrer alguma alteração por erro dessa sequência, o que chamamos de mutação. Replicação ou autoduplicação do DNA Aula 02 10 Extensivo Terceirão Biologia 1E essid Rep A replicação é invertida Considerando que as duas fitas do DNA são inver- tidas, quando ocorre a replicação, o trabalho da DNA polimerase ocorre em sentidos contrários, sendo que em uma das fitas a replicação écontínua e, na outra, ocorre em sentido contrário e em pequenos segmentos que, posteriormente, serão interligados para formar uma fita única. Esses pequenos fragmentos duplicados são chamados de fragmentos de Okazaki. Ja ck a rt . 2 01 0. D ig ita l. A replicação ocorre em sentidos opostos: 3’- 5’ em uma das fitas e 5’- 3’ na outra fita. Os anéis da figura representam a enzima DNA polimerase. Em uma das fitas a replicação é contínua e na outra descontínua, em fragmentos de Okazaki que, posterior- mente, serão interligados. 3’ 5’ 5’ 3’ 5’ 3’ Fita contínua Fita descontínua Fragmento de Okazaki RNA – o grande auxiliar do DNA Quando uma célula não está se reproduzindo, o DNA não irá se autoduplicar, e os genes necessários para esta célula funcionar deverão ser ativados. Entretanto, os genes (pedaços do DNA) não agem diretamente na determinação das características gené- ticas. Atuam, orientando a produção de proteínas. Estas é que darão as características. Como isso ocorre? A res- posta está nas moléculas denominadas RNA, produzidas por transcrição (cópia) dos genes. Para que um gene funcione, é necessário que ele seja aberto e copiado (transcrito). Para isso, entra em ação uma enzima chamada RNA polimerase, capaz de abrir apenas um segmento de DNA (sítio promotor) correspondente a um gene. A abertura é feita pela rup- tura das pontes de hidrogênio existentes entre as bases nitrogenadas dos nucleotídeos, de forma semelhante à que ocorre na autoduplicação do DNA, porém, só na região do gene. No DNA, apenas uma das fitas contém a informação genética. É a fita síntese ou ativa. A segunda é chamada fita complementar ou inativa e serve para ficar ligada à fita síntese nas células em que um gene não deva funcionar, além de dar mais estabili- dade para a molécula. Por exemplo, o gene da insulina deve funcionar unicamente nas células do pâncreas, e realmente isso ocorre, porque somente as células pancreáticas possuem a enzima que vai “abrir” este gene, regulando a produção da insulina. As demais células do corpo não possuem esta enzima e, assim, não conseguem abrir o gene da insulina, impedindo o funcionamento do mesmo e consequentemente a produção desse hormônio. Síntese do RNA a partir de um gene. O trabalho é feito pela en- zima RNA polimerase que abre o gene, faz sua transcrição e a seguir fecha o gene. RNA polimerase DNA RNA transcrito Direção da transcrição Após a abertura do gene, a enzima RNA polimerase começa a recolher nucleotídeos um pouco diferentes dos nucleotídeos do DNA e que se encontram espalha- dos pela célula. Eles são diferentes em suas pentoses, chamadas de ribose, pelo fato de possuírem um átomo de oxigênio a mais que a desoxirribose do DNA. A ribose do RNA possui um oxigênio a mais do que a desoxirri- bose do DNA no carbono 2. H OH H OH HH O HOH H H O HO – CH2 Ribose (R)1 23 4 OH HO – CH2 H OH H 1 23 4Desoxirribose (D) 5 5 Outra diferença importante está na base nitro- genada uracila que, no RNA, aparece no lugar da timina do DNA. Estes novos nucleotídeos contendo ribose e uracila começam a ser encaixados pela enzima nos nucleotídeos da fita síntese do gene e ligados entre si, formando uma fita única complementar à fita síntese, que é chamada de RNA (ácido ribonucleico). As ligações momentâneas entre os nucleotídeos do pedaço de DNA aberto (gene) e o RNA em formação são feitas também por pontes de hidrogênio (duas pontes Ja ck a rt . 2 01 0. D ig ita l. Aula 02 11Biologia 1E entre adenina e uracila e três pontes entre citosina e guanina). Transcrição para produzir RNA. Os nucleotídeos do RNA podem ser chamados ribonucleotídeos. C C A T C G ATC A A G C G T GG A TGG A G C C TG AC G A TT T C C U AC A A Pontes de hidrogênio DNA RNA Cadeia de RNA em crescimento Tr an sc riç ão Tipos de RNA Existem três tipos básicos de RNA: • mensageiro (RNAm) • transportador (RNAt) • ribossômico (RNAr) A maioria dos RNAs são RNAm e possuem a função de copiar genes que orientam a formação de proteínas que, por sua vez, originarão as características genéticas. Depois de pronto, o RNAm se dirige aos ribossomos, que farão a leitura para conhecer a fórmula da proteína codificada pelo gene. Os RNAt auxiliam no processo de fabricação das proteínas que ocorre nos ribossomos, os quais estão situados no citoplasma de todas as células. Seu trabalho consiste em transportar os aminoácidos necessários à síntese dessas proteínas, até os ribossomos. Existem genes especiais que são transcritos exclusi- vamente para formar os RNAt. Os RNAr são igualmente cópias de genes especiais, entretanto sua função está ligada à produção dos ribos- somos em associação com algumas proteínas. Por isso é que se diz que os ribossomos são associa- ções de proteínas com RNAr. Depois de produzidos, os RNAr ficam um certo tempo armazenados numa região do núcleo, formando o nucléolo da célula. Testes Assimilação 02.01. (UFT – TO) – A estrutura da molécula de DNA pro- posta por Watson e Crick foi bem aceita porque, além de ser coerente com as propriedades físicas e químicas da molécula, também explicava como ela se duplica. Quanto à duplicação do DNA, assinale a afirmativa INCORRETA: a) síntese de DNA é catalisada por uma enzima chamada RNA-polimerase, que orienta o emparelhamento de nucleotídeos livres à fita-molde. b) pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas são rompi- das e as duas cadeias de uma molécula de DNA separam-se. c) nucleotídeos livres existentes na célula encaixam-se nas fitas de forma complementar (adenina com timina e citosina com guanina). d) cada molécula resultante da duplicação conserva uma das cadeias originais da “molécula-mãe” e tem uma cadeia nova, complementar à que serviu de molde. 02.02. (UNIPÊ – PB) – Em relação ao processo de replicação do DNA, é correto afirmar que se trata de um evento que 01) acontece durante a mitose. 02) ocorre em todo o ciclo celular. 03) prescinde de enzimas para ocorrer. 04) viabiliza a transmissão das características hereditárias. 05) necessita da compactação do DNA para que possa ocorrer. 02.03. (IFGO) – Com relação às moléculas de DNA e RNA, indique a alternativa correta. a) Tanto o DNA quanto o RNA possuem como bases nitroge- nadas adenina, guanina, citosina, uracila e timina. b) Na molécula de DNA, a quantidade de adenina é obriga- toriamente igual à de citosina. c) Uma das diferenças entre as moléculas de DNA e RNA está relacionada ao fato de o DNA normalmente ser formado por uma dupla fita helicoidal e o RNA uma fita única. d) Na molécula de ribose, a ligação entre os átomos de carbono é feita por pontes de hidrogênio. e) Na molécula de DNA, o açúcar presente é a ribose en- quanto que, no RNA, é a desoxirribose. 02.04. (PUCRJ) – Sobre o processo de replicação do DNA, é INCORRETO afirmar que: a) cada molécula de DNA nova é composta por um filamento antigo e uma filamento recém-sintetizado. b) não há a necessidade de um primer de RNA para a poli- merização do filamento contínuo. c) a polimerização se processa no sentido 5’ → 3’. d) mais de um tipo de DNA polimerase participa do processo. e) esse processo ocorre bidirecionalmente. 12 Extensivo Terceirão Aperfeiçoamento 02.05. (UEPG – PR) – Sobre o esquema abaixo, que mostra a estrutura e a função do núcleo celular, assinale o que for correto. Transcrição Duplicação 1 2 3 4 01) Os números 1, 2 e 3 podem ser substituídos pelas siglas DNA, RNA e RNA, respectivamente. 02) O processo de transcrição permite a formação de ca- deias complementares, as quais, quando migram para o citoplasma, podem conduzir à síntese proteica. 04) O processo de duplicação é semiconservativo porque a metade da molécula original é conservada. 08) Os números 1 e 2 podem ser substituídos pelas siglas RNA e DNA, respectivamente. 16) O número 3 pode ser substituído pela sigla DNA e o número 4 pode ser substituído pela palavra proteínas. 02.06. (FUVEST– SP) – Bactérias foram cultivadas em um meio nutritivo contendo timina radioativa, por centenas de gerações. Dessa cultura, foram isoladas 100 bactérias e transferidas para um meio sem substâncias radioativas. Essas bactérias sofreram três divisões no novo meio, produzindo 800 bactérias. A análise dos ácidos nucleicos mostrou que dessas 800 bactérias: a) 100 apresentavam o DNA marcado, mas não o RNA. b) 200 apresentavam o DNA marcado, mas não o RNA. c) 400 apresentavam o DNA marcado, mas não o RNA. d) 200 apresentavam o DNA e o RNA marcados. e) todas apresentavam o DNA e o RNA marcados. 02.07. (UNIMONTES – MG) – A temperatura na qual metade de uma dupla hélice de molécula de DNA é desnaturada é chamada de temperatura de dissociação (melting) Tm. Considerando os tipos de ligações químicas encontrados na molécula de DNA, assinale a alternativa QUE APRESENTA a característica diretamente relacionada à Tm. a) Quantidade de ligações fosfodiéster. b) Quantidade de ligações duplas. c) Conteúdo de adenina e timina. d) Conteúdo de citosina e guanina no DNA. 02.08. (UDESC) – Assinale a alternativa correta quanto aos ácidos nucleicos. a) A duplicação do DNA é conservativa, pois as moléculas filhas são formadas por dois filamentos antigos prove- nientes do DNA original. b) Na classificação do ácido nucleico DNA são encontradas as bases nitrogenadas: citosina, adenina, guanina e uracila. c) Os ácidos nucleicos são formadores dos genes pela se- quência de várias unidades de nucleotídeos. d) Na classificação do ácido nucleico RNA são encontradas as bases nitrogenadas: citosina, adenina, guanina e timina. e) O DNA comanda as características de um organismo, por meio da tradução que ocorre no núcleo e da transcrição que ocorre nos ribossomos situados no citoplasma da célula. 02.09. (UNIT – AL) – É chegado o tempo para um ataque direto ao problema central da biologia, o problema de como é que uma única célula, o óvulo fertilizado, dá origem à criatura adulta feita de muitos tipos diferen- tes de células. Esse processo, que conhecemos como desenvolvimento, tem sido descrito e pensado por biólogos desde que existe uma ciência da biologia. Sua natureza permaneceu um mistério porque nós não havíamos até aqui compreendido o suficiente sobre a natureza da própria vida. Hoje compreendemos. Sabe- mos que todas as células contêm as instruções para toda a vida celular, inscritas no DNA de seus cromossomos, e que essas instruções incluem especificações de como fazer os muitos tipos de moléculas de enzimas por meio das quais a célula converte substâncias disponíveis em metabólitos adequados para fazer mais células. KELLER, Evelyn Fox. O século da gene. Sociedade Brasileira de Genética. Belo Horizonte: Crisalida, 2002. A replicação do DNA é um evento que ocorre sob ação de um pool enzimático, que proporciona a formação de novas moléculas, assegurando a manutenção do seu teor nas novas gerações celulares. A respeito desse processo, pode ser afirmado que ele a) é imprescindível para a tradução do RNA mensageiro. b) é garantido pela oganização metafásica dos cromossomos. c) é considerado a base da hereditariedade, já que é semi- conservativo. d) ocorre em todo o ciclo celular com gasto de energia metabólica. e) é inciado logo após a telófase em todas as células de um organismo adulto. 02.10. (UFT – TO) – A figura a seguir representa uma dupla fita de DNA, com as seguintes características definidas: po- laridades (5’ e 3’), ponto origem de replicação (Ori), direções de abertura das fitas e de síntese das novas cadeias de DNA (setas). Os fragmentos designados por A, B, C e D são as fitas moldes para o processo replicativo. 3’ 5’ A B 5’ 3’ C D Ori Aula 02 13Biologia 1E Com relação à replicação contínua e descontínua, marque a alternativa CORRETA: a) A replicação será contínua para os fragmentos A e C e descontínua para os fragmentos B e D. b) A replicação será contínua para os fragmentos A e B e descontínua para os fragmentos C e D. c) A replicação será contínua para os fragmentos B e D e descontínua para os fragmentos A e C. d) A replicação será contínua para os fragmentos B e C e descontínua para os fragmentos A e D. e) A replicação será contínua para os fragmentos A e D e descontínua para os fragmentos B e C. Aprofundamento 02.11. (UFJF – MG) – A duplicação do DNA é o processo pelo qual as informações genéticas se propagam nas cé- lulas, a cada geração. Suponha que uma molécula de DNA radioativo e precursores não radioativos sejam adicionados a um tubo de ensaio. Considerando-se que a replicação ocorra normalmente, o que será encontrado no tubo de ensaio após 2 ciclos de replicação? a) uma molécula de DNA com 2 fitas radioativas, duas mo- léculas de DNA com 1 fita radioativa e 1 não radioativa, e uma molécula de DNA com 2 fitas não radioativas. b) duas moléculas de DNA com 2 fitas não radioativas, e duas moléculas de DNA com 1 fita radioativa e 1 fita não radioativa. c) duas moléculas de DNA com 2 fitas não radioativas, e duas moléculas de DNA com 2 fitas radioativas. d) quatro moléculas de DNA com as 2 fitas radioativas. e) quatro moléculas de DNA com as 2 fitas não radioativas. 02.12. (UFPE – UFRPE) – Em 1993, o pesquisador e surfista Kary Mullis ganhou o prêmio Nobel de química pela descoberta e aplicação das propriedades da enzima Taq polimerase, isolada da bactéria Thermus aquaticus, encontrada em fontes hidrotermais. A enzima realiza a duplicação artificial do DNA por meio de uma reação em cadeia da polimerase (PCR), e tal propriedade tem sido aplicada em testes de mapeamento genético humano. Sobre os processos de replicação celular e in vitro do DNA, considere as proposições que se seguem. 01) Devido ao tamanho relativamente menor e à mais alta taxa metabólica, organismos procariotos replicam o DNA mais rapidamente que organismos eucariotos. 02) A enzima DNA polimerase pareia novos nucleotídeos a cada uma das fitas mães do DNA, à medida que a for- quilha de replicação promove a separação das mesmas no núcleo celular. 03) Na divisão celular, uma das fitas novas do DNA será produzida de forma contínua, no sentido oposto à for- quilha de replicação, enquanto a outra será produzida em partes, depois unidas por enzimas. 04) Na PCR, a separação da dupla fita do DNA é realizada elevando-se a temperatura até próximo de 100oC; o início da replicação depende da união de oligonucleotídeos específicos ao DNA. 05) A confiabilidade dos testes de paternidade com a análise do DNA chega a 99,9 %, porque um grande número de genes de todos os cromossomos do suposto pai e do suposto filho são analisados. 02.13. (UESC – BA) – Ainda faltava uma peça no que- bra-cabeça da dupla hélice, pois não havíamos testado experimentalmente a nossa idéia de que, na replicação do DNA, as duas fitas se abrem mais ou menos como um zíper. Max Delbruck, por exemplo, temia que abri- -la como um zíper pudesse gerar alguns emaranhados terríveis. Essa lacuna foi preenchida com o uso de experiências simples e sucintas, como a de Meselson e Stahl, em que analisou por várias gerações de bactérias amostras de DNA, conforme o diagrama ilustra. (WATSON, 2005, p. 72). A análise do experimento evidencia: 01) A estratégia de usar o nitrogênio pesado apoiou-se na presença desse elemento em todos os componentes moleculares dos nucleotídeos. 02) A incorporação do nitrogênio pesado ocorre durante o processo de centrifugação. 03) A cada replicação, uma das fitas da molécula do DNA- -mãe é conservada para a síntese de uma fita nova nas moléculas-filha. 04) À medida que se sucedem as gerações, deve aumen- tar a quantidade de moléculas de DNA híbridas. 05) A diferença de densidade do DNA, centrifugado a cada geração, se deve à transformação progressiva do N2 pesado em leve. 14 Extensivo Terceirão 02.14. Na tabela abaixo há uma lista das moléculas en- volvidas no processo de replicação do DNA. Complete-a corretamente. MOLÉCULASFUNÇÃO DNA polimerase Topoisomerase DNA helicase DNA primase DNA ligase Primer Proteínas SSB 02.15. (UNESP – SP) – Em um laboratório, um pesquisador aqueceu um segmento de dupla fita de DNA de modo que obteve duas fitas simples complementares. Ao sequenciar uma dessas fitas, encontrou a relação (A + G)/(T + C) = 0,5, ou seja, o número de adeninas somado ao número de guaninas, quando dividido pelo número de timinas somado ao número de citosinas, resultou em 0,5. Em função dessas informações, pode-se afirmar que o aque- cimento foi necessário para romper as____________ e que a relação (A + G)/(T + C) na fita complementar foi de____ . As lacunas são preenchidas correta e respectivamente por: a) pontes de hidrogênio e 0,5. b) pontes de hidrogênio e 1,0. c) pontes de hidrogênio e 2,0. d) ligações fosfodiéster e 1,0. e) ligações fosfodiéster e 2,0. 02.16. (UERJ) – Leia abaixo a descrição do experimento por meio do qual se comprovou que a replicação do DNA é do tipo semiconservativo. Uma cultura de células teve, inicialmente, o seu ciclo de divi- são sincronizado, ou seja, todas iniciavam e completavam a síntese de DNA ao mesmo tempo. A cultura foi mantida em um meio nutritivo normal e, após um ciclo de replicação, as células foram transferidas para um outro meio, onde todas as bases nitrogenadas continham o isótopo do nitrogênio 15N em substituição ao 14N. Nestas condições, essas células foram acompanhadas por três gerações seguidas. O DNA de cada geração foi preparado e separado por centrifugação conforme sua densidade. Observe o gráfico correspondente ao resultado obtido na primeira etapa do experimento, na qual as células se repro- duziram em meio normal com 14N: qu an tid ad e de D N A densidade Observe, agora, os gráficos correspondentes aos resultados obtidos, para cada geração, após a substituição do nitrogênio das bases por 15N: qu an tid ad e de D N A densidade X qu an tid ad e de D N A densidade Y qu an tid ad e de D N A densidade Z Os gráficos que correspondem, respectivamente à primeira, à segunda e à terceira gerações são: a) X, Y, Z b) Z, Y, X c) Z, X, Y d) Y, Z, X Aula 02 15Biologia 1E 02.17. Em relação ao processo de replicação do material genético, faça a somatória dos itens corretos: 01) Durante a replicação existem duas fitas sendo sintetiza- das em sentidos opostos: fita líder e fita atrasada. 02) Para a formação completa da fita líder, a DNA ligase une os fragmentos de Okazaki. 04) Durante a replicação, uma fita nova é produzida até o final e, somente após o término dela, ocorre o início da síntese da outra fita nova. 08) A replicação, que é semiconservativa, ocorre durante a fase S (da interfase) e permite a obtenção de duas mo- léculas idênticas de DNA. 16) A leitura dos moldes, pela DNA polimerase, é no sen- tido 3’ 5’. Porém, a síntese das fitas novas ocorre no sentido 5’ 3’. 32) As duas fitas recém-sintetizadas são complementares entre si, ou seja, são idênticas. 64) O trecho de DNA produzido pela primase do DNA, ne- cessário ao início do processo de replicação, é chamado de primer. Diversos primers são utilizados na formação da fita descontínua (atrasada). 02.18. (UNIFOR – CE) – No início de outubro, o Nobel de Química 2015 premiou três pesquisadores que ma- pearam os mecanismos biomoleculares naturais pelos quais as células reparam erros no DNA e preservam sua informação genética. O sueco Tomas Lindahl, o americano Paul Modrich e o turco Aziz Sancar desco- briram estruturas que existem em quase todos os seres vivos e funcionam como uma “caixa de ferramentas” natural para “consertar defeitos” que surgem, espon- taneamente, na cadeia genética e, portanto, receberam o reconhecimento por suas contribuições para o co- nhecimento do funcionamento das células vivas, que é usado, atualmente, para o desenvolvimento de novos tratamentos de câncer. Fonte: http://veja.abril.com.br/noticia/ciencia/nobel-de-quimica-2015- premia-trio-que-descobriu-mecanismos-para-reparo-do-dna/. Com modificações. Acesso em 10 out. 2015. Acerca dos diferentes sistemas de reparo observados em uma célula, julgue as afirmativas que se seguem. I. Se durante a replicação do DNA, uma base nitrogenada incorreta for adicionada na cadeia em crescimento, as proteínas do complexo de replicação removem a mesma e a DNA polimerase adiciona a base nitrogenada correta. II. O funcionamento do sistema de reparo do DNA é fa- cilitado pelo reconhecimento de sequências metiladas próximas ao erro, que indicam a fita recém-sintetizada, enquanto que ausência de metilação nestas sequências caracteriza a fita parental. III. O reparo por excisão de bases ocorre quando a remoção da base nitrogenada defeituosa é feita pela clivagem da ligação base nitrogenada – desoxirribose, seguida pelo preenchimento da região com a base correta por ação da RNA-polimerase. IV. Reparo por excisão de nucleotídeos ocorre quando a remoção da base defeituosa é feita pela incisão endonu- cleotídica nos dois lados da lesão, com liberação de vários nucleotídeos, seguida pelo preenchimento da região por ação da DNA-polimerase. É correto apenas o que se afirma em a) I e II. b) II e III. c) I e IV. d) I, III e IV. e) II, III e IV. Desafio 02.19. (UFRJ) – O genoma da bactéria E.coli tem um tama- nho de 4 x 106 pares de nucleotídeos. Já o genoma haploide humano tem 3 x 109 pares de nucleotídeos. Para replicar o genoma, antes da divisão celular, existe uma enzima, a DNA polimerase, cuja velocidade de reação é equivalente a cerca de 800 nucleotídeos/s. Assim, para replicar todo o genoma de uma bactéria, a DNA polimerase consumiria cerca de 83 mi- nutos e, para o genoma humano, aproximadamente 43 dias! Sabemos, no entanto, que o tempo de geração da E.coli é de cerca de 20 minutos, e que o tempo médio de replicação de uma célula eucariota é de 12 horas. Assumindo que a DNA polimerase apresenta uma velocida- de de reação constante para todas as espécies analisadas, explique essa aparente contradição. 02.20. (UERJ) – O experimento clássico de Meselson e Stahl, em 1957, demonstrou que a replicação do DNA era semicon- servativa, ou seja, cada fita do DNA serve de molde para sua própria duplicação, formando moléculas de DNA idênticas à original. Nesse experimento, os cientistas cultivaram células de Escherichia coli inicialmente em presença de fonte de 14N (isótopo de nitrogênio leve), trocando, a seguir, por 15N (isótopo pesado), que é incorporado às bases nitrogenadas do DNA. Colheram, então, amostras de DNA após a primeira e a segunda gerações de células crescidas em 15N e analisaram essas amostras quanto à densidade do DNA formado. Considere como pesado o DNA dupla hélice marcado com 15N; como leve o marcado com 14N; como intermediário o marcado com 14N e 15N. 16 Extensivo Terceirão Calcule as proporções dos três tipos de DNA dupla hélice – leve, e, intermediário e pesado – formados em células da segunda geração, após a troca da fonte de nitrogênio. Aula 02 17Biologia 1E Gabarito 02.01. a 02.02. 04 02.03. c 02.04. b 02.05. 06 (02 + 04) 02.06 b 02.07. d 02.08. c 02.09. c 02.10. d 02.11. b 02.12. 01, 02, 04 02.13. 03 02.14. MOLÉCULAS FUNÇÃO DNA polimerase Enzima responsável pela formação das cadeias polinucleotídicas novas, a partir dos moldes de DNA preexistentes. Topoisomerase Desenrola a dupla-hélice para permitir ativida- de da helicase. DNA helicase Promove o rompimento das ligações de hidro- gênio entre as bases nitrogenadas das duas cadeias, separando-as. DNA primase Síntese do primer. DNA ligase União dos fragmentos de Okazaki. Primer Molde de RNA que é necessário para o início do trabalho da DNA polimerase. Proteínas SSB Impedem que as fitas molde, recém-separadas pela helicase, voltem a se parear, o que atrapa- lharia a replicação. 02.15. c 02.16. d 02.17. 25 (01 + 08 + 16) 02.18. c 02.19. Várias moléculas de DNA polimerase participam simultaneamente da replicação do DNA,iniciando suas atividades em diversos sítios do genoma denominados de origem de replicação. 02.20. DNA leve não é formado. Já o DNA intermediário corresponde a 50% e o DNA pesado também a 50%. Abertura do gene Como vimos anteriormente, um gene não funciona em todas as células, mas somente em um determinado tipo celular. Como isso é possível? A resposta está na atividade de proteínas reguladoras de genes que aju- dam a determinar quais regiões do DNA serão abertas e transcritas pela enzima RNA polimerase e, portanto, tem papel fundamental na determinação de quais proteínas serão fabricadas pela célula. Para que um determinado gene funcione, primeiramente deve ocorrer a abertura desse gene com o afastamento de uma das fitas desse segmento de DNA, para, em seguida, ocorrer a trans- crição. Isso pode ser comparado com a abertura de um livro de receitas. A fita afastada é comparada à capa do livro, e a outra fita é a receita propriamente dita (sítio promotor), que fica livre para ser lida e copiada (trans- crita). Esse processo também pode ser comparado com a abertura de um zíper, pois ele também possui dois lados, como o DNA. A mão que abre o zíper seria a enzima RNA polimerase que faz a abertura do segmento de DNA. RNA Polimerase Nucleotídeos livres RNA em formação D iv an zi r P ad ilh a. 2 00 4. D ig ita l. DNA A enzima RNA polimera- se abre o gene e copia a fita síntese, usando nu- cleotídeos livres (ribonu- cleotídeos) para formar uma molécula de RNA – é a transcrição genética. Transcrição e tradução na síntese proteica. T G C T C A C T C A C G A G T G A G DNA U G C U C A C U G RNAm Tradução aminoácidos CIS SER LEU Transcrição Transcrição genética Após o afastamento de uma das fitas do DNA na região do gene, chamada fita complementar, a outra fita, denominada síntese, que é realmente onde está contida a informação genética, será copiada por processo denominado transcrição. A transcrição ocorre pela ação da enzima RNA polimerase e pode-se dizer que os RNAs são sempre resultantes da transcrição de algum gene do DNA. Os RNAs diferem do DNA por serem formados de apenas um filamento de ribonucleotídeos (nucleotí- deos para formar RNA), nos quais a desoxirribose é subs- tituída pela ribose e a timina é substituída pela uracila (U). As demais estruturas dos nucleotídeos são iguais. Para realizar a transcrição do DNA já aberto, os nucleotí- deos do RNA se aproximam dos nucleotídeos da fita síntese do DNA e começam a se encaixar, combinando sempre adenina com uracila (A=U) e citosina com guanina (C≡G) AA G U C Ribose Uracila A estrutura de RNA é for- mada por apenas uma fita com ribonucleotíde- os – nucleotídeos de RNA em que as pentoses são as moléculas de ribose e no lugar da base nitroge- nada timina entra a uraci- la que é pirimídica. Feito isso, a cópia transcrita do DNA está pronta e o RNA, formado. Este RNA, que passa a ser chamado de mensageiro (RNAm), desprende-se do DNA, sai do núcleo celular onde tudo ocorreu e dirige-se para o citoplasma. Ao mesmo tempo, o DNA volta a se fechar. 18 Extensivo Terceirão Aula 03 Funcionamento de um gene Biologia 1E rtura F Tradução gênica, a síntese das proteínas A tradução genética corresponde à montagem da proteína. Para isso, o RNAm vai para o citoplasma e se prende aos ribossomos, que são organoides citoplasmá- ticos que fazem a leitura do RNAm e, com base nas infor- mações encontradas (códons), produzem a proteína. As informações contidas na fita de RNAm são seguidas com precisão, para não serem montadas proteínas com erros. Esse processo é denominado tradução e corresponde à síntese proteica codificada pelo RNAm. Os ribossomos realizam a síntese proteica e são for- mados por duas partes, sendo a menor responsável pela leitura do RNAm e a maior, pelo trabalho de junção dos aminoácidos para formar a proteína propriamente dita. A tradução é o processo final do trabalho genético da produção da proteína. É feito a partir do momento em que o RNAm se liga aos ribossomos. Desse ponto em diante, os ribossomos leem os códons do RNAm e atraem os RNAt que trazem os ami- noácidos. Para que cada RNAt traga o seu aminoácido específico e o coloque na posição correta, é preciso que o RNAt possua um anticódon que se encaixe no códon do RNAm. Esses encaixes continuam a ocorrer entre adenina e uracila (A=U) e entre citosina e guanina (C≡G). Depois de deixar o aminoácido na posição correta, o RNAt que o trouxe se solta e volta a se ligar a outro ami- noácido do mesmo tipo que esteja livre no meio celular, continuando assim o seu trabalho. Quando todos os có- dons do RNAm tiverem sido lidos, certamente teremos todos os aminoácidos correspondentes a esses códons colocados em ordem, e a proteína estará montada. Durante a tradução, a parte menor do ribossomo lê o RNAm, e a parte maior une os aminoácidos para formar a proteína. Os RNAt levam aminoácidos até o complexo RNAm+ ribossomo, descarregando-o. Há formação da ligação peptídica. Núcleo RNAm transcrito do DNA 1 DNA RNAm Citoplasma Ribossomo Códon de RNAm RNAt RNAt liberado Aminoácidos ADP 5 Proteínas completas 2 RNAt seleciona aminoácidos4 Cadeia peptídica em crescimento 3 RNAt carregados se fixam ao RNAm através de seus anticódons Ed ua rd o Bo rg es . 2 00 6. D ig ita l. Código genético O código genético é a tabela com todos os códons e os aminoácidos codificados por eles. Por todo o trabalho genético envolve uma linguagem de códons e anticódons, sempre constituídos por três nucleotídeos. Tanto no RNA como no DNA, por possuírem quatro tipos diferentes de nucleotídeos, a combinação de três em três resulta em 64 códons possíveis. Veja a tabela a seguir: Tabela do código genético do DNA. Cada códon indica sempre o mesmo aminoácido. Para encontrar um códon, interligue o primeiro nucleotídeo da esquerda com o segundo do meio e com o terceiro da direita. Segunda base A G T C Pr im ei ra b as e A AAA Fen AAG AAT Leu AAC AGA SerAGG AGT AGC ATA Tir ATG ATT final* ATC final* ACA Cis ACG ACT final* ACC Trp A G T C Terceira base G GAA LeuGAG GAT GAC GGA ProGGG GGT GGC GTA His GTC GTT Gin GTC GCA ArgGCG GCT GCC A G T C T TAA lleTAG TAT TAC Met (e início) TGA TreTGG TGT TGC TTA Asn TTG TTT Lis TTC TCA Ser TCG TCT Arg TCC A G T C C CAA ValCAG CAT CAC CGA AlaCGG CGT CGC CTA Asp CTG CTT Glu CTC CCA GliCCG CCT CCC A G T C Dos 64 códons do DNA e do RNA, 61 correspondem a aminoácidos, porém 3 deles indicam o ponto final de um gene (ATT, ATC, ACT), e um quarto códon – TAC – indica o início do gene e também o aminoácido metionina. Assim, durante a tradução, toda proteína começa pelo aminoácido metionina, porém, no final, enzimas retiram essa metionina, deixando os demais aminoácidos in- terligados. Estes códons especiais existem porque num filamento de DNA existem centenas de genes, todos in- terligados, e esses códons permitem saber onde começa e onde termina um determinado gene. O código genético é universal A tabela contendo todos os códons do DNA ou do RNA é válida para todos os seres vivos, ou seja, todos os genes, no DNA, estão escritos na mesma linguagem (a linguagem dos códons). As diferenças entre os Aula 03 19Biologia 1E seres vivos devem-se ao fato de eles possuírem genes diferentes e, consequentemente, fabricarem proteínas diferentes. Dessa forma, sendo os genes as “receitas” das proteínas, “receitas” diferentes formarão proteínas dife- rentes, as quais, por sua vez, originarão seres também diferentes. Estes seres podem ser animais, vegetais ou vírus. A linguagem dos códons é a mesma. O código genético é degenerado Observou-se que, apesar de cada códon indicar sem- pre o mesmo aminoácido, o contrário não é verdadeiro. Por exemplo, o códon AAA do DNA indica sempre o ami- noácido fenilalanina, porém o aminoácido fenilalanina pode ser codificadopor outros códons, que são: AAG e AAT; o aminoácido leucina pode ser codificado pelos códons, AAG, GAT, GAG, GAT e CAC. Esse fato originou a expressão “degenerado” em: o código genético é degenerado. Por que isso ocorre na natureza? A resposta a essa pergunta pode ser entendida, por exemplo, quando nos lembramos de que diariamente nosso organismo expos- to ao Sol é bombardeado por radiações que penetram nas células e atingem o DNA. Essas radiações podem romper códons, alterá-los e causar inclusive o câncer. Isso só não ocorre com mais frequência pelo fato de um determinado códon poder ser alterado por outro com o mesmo significado. Sem alterar a sequência de aminoácidos de uma proteína. Código genético e projeto genoma humano O código genético foi decifrado na década de 1960 e consiste na tabela com todos os códons que nós acabamos de ver, bem como o aminoácido que cada um codifica. Diferentemente, por volta de 2003, um projeto envolvendo cientistas do mundo inteiro conseguiu es- tabelecer a sequência de todos os nucleotídeos (cerca de 6,2 bilhões) do DNA humano. Este sequenciamento foi denominado Projeto genoma humano (PGH), que na realidade consiste apenas no começo do trabalho, abrindo as portas para identificação e localização de todos os genes de uma célula humana. Outros projetos genomas de espécies diferentes têm sido desenvolvidos por pesquisadores do mundo inteiro. Testes Assimilação 03.01. (FCM – MG) – (Baker, Jeffrey John Wheeler . Estudo da Biologia, Edit. Edgard Blüchner ,pág. 429 - São Paulo - 1975) O esquema acima serve para justificar a) o processo de transcrição existente entre DNA e RNA. b) os tipos de CODONS encontrados na molécula de DNA. c) a associação das duplas de Bases Nitrogenadas na cadeia de DNA. d) as ligações possíveis de CODONS e ANTICODONS durante a síntese proteica. 03.02. Em relação à síntese proteica, preencha a tabela com a descrição dos processos representados ou com as funções das moléculas citadas no esquema abaixo: SÍNTESE PROTEICA FUNÇÕES TRANSCRIÇÃO TRADUÇÃO RNA polimerase Ribossomos Fatores de Transcrição 20 Extensivo Terceirão 03.03. (UNESP – SP) – Nas células ocorrem reações químicas para a síntese de moléculas orgânicas necessárias à própria célula e ao organismo. A figura mostra a reação química de formação de uma estrutura molecular maior a partir da união de três outras moléculas menores. (Jane B. Reece et al. Campbell biology, 2011. Adaptado.) Esta reação química ocorre no interior da célula durante a a) formação dos nucleotídeos. b) tradução do RNA mensageiro. c) formação dos triglicerídeos. d) transcrição do DNA. e) síntese dos polissacarídeos. 03.04. (IFMT) – As células empregam dois processos em série para converterem a informação codificada no DNA em proteínas. No primeiro, denominado transcrição, a região codificadora de um gene é copiada em um ácido ribonucleico (RNA) de fita simples, cuja sequência é a mesma encontrada em uma das duas fitas do DNA. Em células eucarióticas, o produto de RNA inicial é pro- cessado em uma molécula de RNA mensageiro menor (mRNA), que se move do núcleo para o citoplasma. Aqui, o ribossomo, uma estrutura molecular muito com- plexa composta por RNA e proteína, realiza o segundo processo, denominado tradução. Durante a tradução, o ribossomo, fazendo uso dos RNAs transportadores, que têm por finalidade o transporte dos aminoácidos, reúne e liga aminoácidos na ordem exata ditada pela sequência de mRNA de acordo com o código genético universal. (Lodish, Berk, Kaiser e colaboradores. Biologia Celular e Molecular - 7ª ed. Ed. Artmed. Pg. 08. 2013/) Sabendo que todas as informações para a constituição de proteínas constam no gene e que são necessários 3 tipos de RNAs para a formação das proteínas de eucariotos, um labo- ratório decide sintetizar uma determinada proteína fazendo uso de um gene de uma jiboia, RNA transportador de macaco e ribossomos de samambaia. Ao final do experimento, qual seria a característica da proteína formada? a) A proteína formada teria características híbridas, pois foram utilizados componentes orgânicos de diferentes eucariotos. b) A proteína seria somente de jiboia e macaco, pois os ri- bossomos somente realizam o transporte de aminoácidos, não interferindo na constituição proteica. c) A proteína seria somente de jiboia, pois o RNA mensagei- ro, utilizado no processo de tradução, é do réptil citado. d) A proteína seria somente de macaco, pois as proteínas são constituídas por aminoácidos interligados por pontes glicosídicas. e) Não haveria possibilidades de formar nenhum tipo de proteína, pois são seres vivos de grupos distintos (animais: réptil e mamífero; e vegetal: samambaia). Aperfeiçoamento 03.05. (UFAM) – Quando os pesquisadores começaram a desconfiar que as informações para a síntese de proteínas estavam contidas no DNA, eles foram confrontados com um problema: reconheciam a existência de quatro bases (A, T, C e G) nos nucleotídeos e, ao mesmo tempo, reconheciam a existência de 20 aminoácidos. Como apenas quatro bases poderiam codificar 20 aminoácidos diferentes? Matemati- camente, se um aminoácido fosse determinado por uma única base, teríamos a possibilidade de formação de apenas 4 aminoácidos (41). Em se tratando desse código universal, analise as seguintes afirmações: I. A trinca de bases como código genético permite 22 possíveis arranjos, os quais são suficientes para especificar todos os aminoácidos conhecidos. Assim, codificam-se os 20 aminoácidos, além dos códons de “parada” e de “início”. II. A conversão da informação genética contida no DNA para uma molécula de RNA mensageiro (mRNA) é chamada de transcrição e ocorre no núcleo. III. O termo “código universal” refere-se à constância da sequên- cia de bases nitrogenadas na molécula de DNA em todos os seres vivos, mantida ao longo do processo evolutivo. IV. Uma sequência 5’-UGAUUAGGACCUCAA-3’ do mRNA permite a codificação de cinco aminoácidos na cadeia polipeptídica. Assinale a alternativa correta: a) Somente as afirmativas I e II estão corretas. b) Somente as afirmativas I e IV estão corretas. c) Somente as afirmativas II e III estão corretas. d) Somente as afirmativas II e IV estão corretas. e) Somente as afirmativas III e IV estão corretas. Aula 03 21Biologia 1E 03.06. (ACAFE – SC) – O Projeto Genoma Humano (PGH) teve por objetivo o mapeamento do genoma humano e a identificação de todos os nucleotídeos que o compõem. Após a iniciativa do National Institutes of Health (NIH) dos Estados Unidos, centenas de laboratórios de todo o mundo se uniram à tarefa de sequenciar, um a um, os genes que codificam as proteínas do corpo humano e também aquelas sequências de DNA, que não são genes. Laboratórios de países em desenvolvimento também participaram do empreendimento com o objetivo de formar mão de obra qualificada em genômica. Fonte: Sobiologia, 16/05/2015 Disponível em: http://www.sobiologia.com.br Nesse sentido, analise as afirmações a seguir e marque com V as verdadeiras e com F as falsas. ( ) A transcrição ocorre no citoplasma das células e con- siste na síntese de uma molécula de mRNA a partir da leitura da informação contida numa molécula de DNA. ( ) Éxon é um segmento de bases nitrogenadas de um deter- minado gene eucarioto que consiste em DNA que codifi- ca uma sequência de nucleotídeos no RNA mensageiro. ( ) Os íntrons são segmentos de DNA que não codificam qualquer parte da proteína codificada pelo gene. ( ) O íntron é inicialmente transcrito na molécula de pré- -RNAm (transcrito primário), mas depois é eliminado durante o processamento ou splicing do RNA, antes de sair do núcleo celular. ( ) A replicação é um processo no qual cada cadeia de DNA origina duas cadeias filhas idênticas a ela através de um processo semiconservativo. Este processo ocor- re durante a subfase G1 da interfase. A sequência correta, de cima para baixo, é: a) V - F - V - F - V b) F- V - V - V - F c) V - V - F - F - V d) F - F - F - V – V 03.07. (UESB – BA) – PIERCE, B. A. Genética: Um enfoque conceitual. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2004. p. 347. A imagem ilustra um importante processo biológico asso- ciado ao material genético. Com base nas informações presentes na figura e nos conhe- cimentos a respeito desse tema, é correto afirmar: 01) A replicação do DNA é dita semiconservativa por pre- servar as cadeias da molécula mãe na composição das moléculas filhas. 02) O RNAm, produzido a partir da transcrição de um seg- mento do DNA, contém a informação necessária para a síntese da cadeia polipeptídica através do processo que recebe o nome de tradução. 03) As cadeias complementares são ditas paralelas por esta- rem dispostas no mesmo sentido de formação de uma em relação à outra. 04) A nova cadeia de RNA que esta sendo montada pela DNA polimerase tem os seus nucleotídeos unidos por ligações diester fosfato obrigatoriamente no sentido 3’ → 5’. 05) Apenas uma das cadeias do DNA é utilizada no processo de transcrição, já que a cadeia não transcrita nunca apre- senta a informação genética necessária para a produção de qualquer tipo de RNA. 03.08. (UDESC) – Um determinado segmento de DNA apresenta a seguinte sequência de nucleotídeos: 5’ A – T – C – G – G – C – T – A – A – T – G – C 3’ 3’ T – A – G – C – C – G – A – T – T – A – C – G 5’ Analise as proposições que apresentam os RNA mensageiros no sentido da tradução 5’ 3’. I. G – C – A – U – U – A – G – C – C – G – A – U II. A – U – C – G – G – C – U – A – A – U – G – C III. U – A – G – C – C – G – A – U – U – A – C – G IV. C – G – U – A – A – U – C – G – G – C – U – A Desconhecendo-se o lado sense (codificante) do DNA, indi- que a alternativa na qual são apontados, no sentido de sua tradução, os dois segmentos de RNA mensageiro possíveis de serem formados. a) Somente as sequências indicadas em III e IV podem ser formadas. b) Somente as sequências indicadas em II e III podem ser formadas. c) Somente a sequência indicada em II pode ser formada. d) Somente a sequência indicada em I pode ser formada. e) Somente as sequências indicadas em I e II podem ser formadas. 03.09. (UNEB – BA) – Disponível em: <https://descomplica.com.br/blog/biologia/o-que-e-sintese-protei- ca/>. Acesso em: 17 março 2017. Observando-se a imagem e com base nos conhecimentos acerca do processo de transcrição em uma célula eucariótica, analise as afirmativas e marque com V as verdadeiras e com F, as falsas. ( ) O processo em destaque é iniciado, invariavelmente, no citosol e depende de enzimas específicas, a partir da expressão gênica. ( ) O RNA transcrito irá participar da síntese proteica no mesmo compartimento em que ele foi formado. 22 Extensivo Terceirão ( ) A direção da transcrição é a mesma observada no pro- cesso de replicação do DNA e só ocorrerá, em condi- ções normais, em uma das fitas do DNA. A alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo, é a 01) F F V 02) F V F 03) F V V 04) V F V 05) V V V 03.10. (UESPI) – Como ilustrado no esquema, no interior de uma célula eucariótica, há verdadeiras linhas de monta- gem de proteínas (os polirribossomos). Com relação a esse assunto, analise as alternativas abaixo. 1) No ribossomo (1), tem-se o polipeptídeo de menor ta- manho, porque um número menor de códons do RNA mensageiro foi traduzido. 2) As proteínas produzidas em (2, 3, 4, 5 e 6) deverão ter idênticas sequências de aminoácidos. 3) Para os cinco ribossomos ilustrados, o pareamento de um anticódon ACC, no RNA mensageiro, será dado por um códon TGG no RNA transportador. 4) O papel do RNA transportador ou de transferência é cap- turar aminoácidos dissolvidos no citoplasma e carregá-los ao local de síntese de proteínas. Está(ão) correta(s): a) 1, 2, 3 e 4. b) 3 e 4 apenas. c) 1, 2 e 4 apenas. d) 1 e 2 apenas. e) 4 apenas. 03.11. (FATEC – SP) – Hormônio do crescimento de plantas é alvo de pesquisa chinesa Um grupo de pesquisadores tem como principal ob- jetivo desvendar o funcionamento dos hormônios nas plantas. “Um desses fitormônios é o etileno, molécula de gás que regula uma ampla gama de processos, incluindo o amadurecimento de frutos, o envelhecimento de folhas e de flores, a tolerância ao estresse e a defesa contra patógenos”, explicou o pesquisador Hongwei Guo, professor da Escola de Ciências da Vida da Uni- versidade de Pequim. “Temos estudado fatores que medeiam a regulação de respostas de plantas ao etileno, como a interação com outros fitormônios. Essas interações indicam a existência de complexas redes de sinalização na ação do etileno nas plantas”. Entre esses outros hormônios, o pesquisador mencionou a citocinina, a auxina e a giberelina. “Identificamos que os fatores de transcrição conhecidos como EIN3 e EIL1 representam uma integração funda- mental nas ações entre o etileno e outros fitormônios”, disse Guo. Disponível em: <http://tinyurl.com/jrz82hw> Acesso em: 24.08.2016. Adaptado. Fatores de transcrição como o EIN3 e EIL1 são proteínas essenciais no controle da expressão genética. Quando elas se ligam ao DNA de células eucarióticas, permitem que haja uma ligação entre a enzima RNA-polimerase e o DNA, possi- bilitando, assim, a transcrição e a futura tradução. Caso a equipe de pesquisadores consiga suprimir fatores de transcrição como o EIN3 e o EIL1 em algumas células, elas deverão apresentar, quando comparadas às demais células, a) maior concentração de DNA. b) maior concentração de clorofilas. c) maior concentração de cloroplastos. d) menor concentração de celulose. e) menor concentração de RNA. Aprofundamento 03.12. (UNICAMP – SP) – NH O OH N N H N H ácido úrico O O HO OH NH2 tirosina HO OH HO O N N N N NH2 vidarabina HO OP O O O OH N H2N N N N nucleotídeo dAMP (com base adenina) (Disponível em: http://www.wikipedia.com. Acessado em 10/06/2018.) Considerando as semelhanças e diferenças entre as estru- turas químicas dos compostos anteriores e seus conheci- mentos sobre os processos bioquímicos da célula, escolha a alternativa que preenche corretamente as lacunas no texto a seguir: “O composto (i) __________ pode ser utilizado para inibir (ii) ___________, uma vez que tem estrutura química muito semelhante à do (iii) _________________, sendo, portan- to, erroneamente reconhecido (iv) _________________.” Aula 03 23Biologia 1E a) (i) tirosina; (ii) a síntese de proteínas; (iii) nucleotídeo dAMP; (iv) pelo ribossomo como possível precursor na transcrição. b) (i) vidarabina; (ii) a replicação do DNA; (iii) nucleotídeo dAMP; (iv) pela polimerase como possível precursor na síntese do DNA. c) (i) vidarabina; (ii) a síntese de proteínas; (iii) ácido úrico; (iv) pelo ribossomo como possível precursor na tradução. d) (i) tirosina; (ii) a replicação do DNA; (iii) nucleotídeo dAMP; (iv) pela transcritase como possível precursor do DNA. 03.13. (OBB) – A figura abaixo representa as fases para a expressão de um gene eucarioto, que codifica determinado polipeptídeo. Com base na figura e nos seus conhecimentos, analise as afirmativas abaixo. I. Na etapa 1, a enzima RNA polimerase se liga à região pro- motora do gene, dando início ao processo de transcrição e originando o RNA mensageiro primário (pré-RNAm). II. Na etapa 2, que ocorre no citoplasma, o pré-RNAm sofre alterações que incluem a retirada de íntrons, adição da cauda poli-A na extremidade 3’ e a adição do 5’cap. III. Na etapa 3, realizada no citoplasma, o RNAm será tradu- zido em polipeptídeo. Está correto o que se afirma em: a) I e III b) II e III c) I e II d) apenas III e) I, II e III 03.14. (OBB) – Entre os biólogos, há um conceito molecular clássico de que um gene é um segmento de DNA que codifi- ca um produto funcional. Em uma célula eucariota, diferentes elementos presentes no DNA podem estar incluídos nessa definição clássica e, portanto, um gene é uma sequência de DNA que inclui os: a) éxons
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