ED Biologia Molecular

Prévia do material em texto

Estudo dirigido AV2
1 – Cite e explique as diferenças existentes entro o genoma procarionte e eucarionte.
Eucarionte – 2 ou mais moléculas de DNA lineares, sendo DNA mitocondrial e plastidial
Procarionte – 1 molécula de DNA circular de fita dupla. Dna superespiralado. Tamanho menor em comparação ao genoma eucarionte. Genes organizados em operons.
2 – Explique o que são os plasmídeos. 
São moléculas de DNA simbióticas que sé existem dentro de células e seus genes conferem a célula hospedeira resistência ou toxidades. Associados, frequentemente, a bactérias. São moléculas circulares e podem ser conjugativos ou replicativos.
3 – Explique o que são bacteriófagos.
São vírus de DNA ou RNA que infectam bactérias e fazem a transdução (inserem segmentos de DNA nelas, transferindo assim características).
Há um mecanismo de transferência de genes de uma célula bacteriana para outra mediada por bacteriófago, que ocorre em dois ciclos diferentes: lítico e lisogênico. 
	
4 – Explique o que são transposons.
São segmentos de DNA que se inserem em diferentes locais do cromossomo bacteriano ou dos plasmídeos. Contem genes importantes para o mecanismo de transposição. São divididos em três tipos: Sequencias de inserção (IS), transposons compostos e os elementos TnA
5 - Explique no que consiste a tecnologia do DNA recombinante.
 Consite no isolamento de genes e a introdução de genoma exógeno em outros organismos.
Tem como tipo de vetor os fagos (é o bacteriofago), plasmídeos, cosmídeos (O cosmídeo é um tipo de vetor de clonagem utilizado em técnicas de biotecnologia para transportar segmentos de DNA tanto para dentro como para fora das células), cromossomos artificiais etc
Esse processo vai envolver um organismo doador, um vetor, o DNA recombinante e o organismo receptor
Exemplo: Humano, plasmídeo, plasmídeo+gene humano e bactéria
6 – Explique como deve ser feito o procedimento para a produção de insulina humana recombinante.
Vão ser de acordo com as etapas do DNA recombinante. São elas:
 Isolamento do DNA- Isola-se o DNA do eucarionte (Genomico nuclear), DNA da bacteria (Genomico principal), DNA do vetor (plasmidiano). Cada um requer uma tecnica especifica
Corte de DNA- Enzimas de restrição vão cortar o DNA em uma sequencia especifica. Forma-se assim pontas adesivas que vão favorecer a formação de quimeras de DNA doador e vetor.
União de DNA- Os fragmentos de DNA se juntam nas pontas adesivas. 
Amplificação do DNA recombinante- Há a produção de clones de DNA
 
7 – Explique o papel das enzimas de restrição na tecnologia do DNA recombinante.
Tem o objetivo de cortar especificamente uma sequencia determinada de DNA, seja eucarionte ou procarionte. 
São produzidas por bactérias
8 – Explique de que forma as enzimas de restrição podem ser utilizadas em exames de identificação por DNA, como na técnica de RFLP.
As enzimas de restrição vão cortar os fragmentos de DNA de forma especifica, o que vai gerar um padrao de comprimento. Cada individuo vai ter um padrao diferente, pois todos vão ter sequencias de nucleotideos diferentes.
9 – Comente sobre a utilidade das técnicas de hibridização de DNA, como a Southern Blotting.
É utilizada para detecção de ácidos nucleicos de DNA (Southern Blotting) ou RNA (Northern Blotting) especificos. 
Tem as seguintes etapas:
1. O ácido nucleico de cadeia duplas é desnaturado para a separação das cadeias, pelas enzimas de restrição.
2. As cadeias simples do ácido nucleico são imobilizadas em um suporte solido, geralmente uma membrana de nylon ou nitrocelulose para impedir que as cadeias se reassociem.
3. Uma sonda (que é um DNA de fita simples ou RNA de origem conhecida que contenham uma sequencia de nucleotideo especifica àquela alvo vai estar conjugada com um isotopo radioativo ou enzima) é incubada com a membrana.
4. Ocorre a formação de pontes de hidrogênio entre as bases complementares. As sondas que não se ligaram são removidas por lavagem e a hibridização é detectada através de um metodo de detecção da sonda.
Bibliotecas genomicas – manter clones de dna para poder reproduzir posteriormente
10 – Explique como funcionam as sondas de DNA utilizadas na hibridização.
A utilização de sondas permite caracterizar e identificar DNA, baseando-se nas propriedades dele, detacando-se o emparelhamento de bases por pontes de hidrogênio e a desnaturação e renaturação das cadeias complementares.
O objetivo de uma sonda é encontrar (hibridizar com) um trecho de um DNA para o qual ela seja pelo menos parcialmente complementar, e permitir a posterior localização de sua presença num ensaio qualquer
11 – Explique a utilidade da eletroforese do DNA.
A eletroforese é uma técnica de separação de partículas de acordo com sua carga elétrica e peso molecular. Permite a separação de frações de moléculas orgânicas como RNA, DNA, proteínas e enzimas, pela migração destas em um gel durante a aplicação de um potencial elétrico. Quanto maior o peso molecular, mais no topo fica. (Da mais pesada para a mais leve)
EXTRA: 
Aplicações da Tecnologia do DNA Recombinante
· Produção de substâncias úteis como insulina humana, hormônio​ de crescimento,vacinas, enzimas industriais;
· Estudo de mecanismos de replicação e expressão gênica;
· Investigação de paternidade;
· Diagnóstico de doenças genéticas e infecciosas;
· Terapia gênica; 
· Transgênicos.
12 – Explique a importância da técnica de PCR.
É importante para o diagnostico de doenças infecciosas e geneticas, amplificação de genes para posterior clonagem e expressão, determinação de variabilidade genetica, detecção de OGMs (Organismos Geneticamente Modificados), sexagem de embriões, estudo da expressão genica.
13 – Explique o fato da técnica de PCR ser considerada altamente sensível e específica.
Pois consegue detectar DNA em pequenas quantidades 
14 – Cite os componentes de uma PCR e o papel de cada um deles.
DNA polimerase (Sinteze das novas fitas de DNA ou RNA)
Primers (que vão buscar e ligar-se em sua sequencia complementar)
Nucleotideos (ajuda a formar a nova sequencia pro DNA desnaturado) (nucleotídeos são compostos por uma base nitrogenada, um grupo fosfato e uma ribose ou desoxiribose) ,
 Tampão de Ph (para manter um Ph próprio para as enzimas)
DNA ou RNA (Minha amostra, o que quero replicar)
Mg +++ (Magnesio - que faz o DNA polimerase funcionar)
15 – Cite as fases da PCR e explique o que ocorre em cada uma.
É realizada em termociclases e ocorre em tres fases:
Desnaturação- as duas fitas são separadas devido a alta temperatura, que é de mais ou menos 100ºC
Anelamento- os primers se ligam a sequencia alvo. Ocorre numa temperatura de mais ou menos 50ºC
Extensão- a TAQ Polimerase produz o DNA. Ocorre numa temperatura de mais ou menos 72ºC
16 – Explique o que é o sequenciamento gênico e qual a sua importância.
É o sequenciamento de uma ordem exata de bases nitrogenadas.
Importante para fornecer informações sobre sua estrutura, função e relação evolutiva com outros genes (de um mesmo organismo ou de outros). 
17 – Explique no que se baseia o diagnóstico molecular de doenças infecciosas.
A PCR é especialmente indicada para detecção de doenças infecciosas, pois é um método direto, de alta sensibilidade, capaz de identificar o patógeno (bactéria, fungo, parasita) fornecendo informações precisas de tipo, quantidade e presença na célula analisada.
PCR consiste uma replificação do DNA, a partir de uma reação que contenha DNA polimerase, primers, Mg++, DNA ou RNA, tampão de pH e nucleotideos. Vai ser realizada em tres etapas em uma termocicladora.
Desnaturação- as duas fitas são separadas devido a alta temperatura, que é de mais ou menos 100ºC
Anelamento- os primers se ligam a sequencia alvo. Ocorre numa temperatura de mais ou menos 50ºC
Extensão- a TAQ Polimerase produz o DNA. Ocorre numa temperatura de mais ou menos 72ºC
 
18 – Comente sobre as vantagens do diagnóstico molecular sobre o métodos tradicionais de diagnóstico de doenças infecciosas.
Mais sensível, especifica (reconhece DNA empequenas quantidades) e pode usar diversos materias biologicos, como biopsia, líquido amniótico, urina, secreções
9 – Explique, suscintamente, o Dogma Central da Biologia Molecular.
Há a transcrição do Dna em Rna, podendo ocorrer também a transcrição reversa, que é o RNA sendo transcrito em Dna. O Rna é traduzido para proteína. Alem disso, pode ocorrer a replicação do Dna e a replicação do Rna.
10 – Explique a afirmativa: “A maior parte do DNA da célula se encontra no núcleo”.
Pois há também DNA na mitocôndria e plastos (células vegetais)
11 – Cite as diferenças existentes entre a molécula de DNA e RNA.
DNA- sua pentose é a 2-desoxiribose, tem como bases nitrogenadas as adeninas e guaninas (purinas – 2 aneis) e citosina e timina (pirimidina – 1 anel). Apresenta dupla hélice.
RNA- sua pentose é a ribose, tem como base nitrogenada as adeninas e guaninas (purinas – 2 aneis) e citosina e uracila (pirimidinas – 1 anel). Apresenta cadeia única.
12 – Dizemos que a replicação do DNA é semiconservativa. Explique por que esta afirmação é correta e qual a importância de ocorrer desta forma.
Pois a nova fita será produto de um filamento original, isso é, cada uma das suas moléculas recém formadas conserva uma das cadeias da molécula que a originou e forma uma cadeia nova, complementar ao seu molde
13 – Cite as enzimas envolvidas na replicação do DNA e as suas funções.
Helicase – separa as duas fitas de DNA
Rna primase – sintetiza o primer
Topoisomerase I – evita o excessivo enovelamento das fitas a medida que a Helicase as separa
Dna polimerase III – sintetiza as duas novas fitas a medida que a fornilha de replicação vai caminhando
Dna ligase – faz a ligação dos fragmentos de okazaki
Polimerase I – retira o primer da nova fita e substitui por um segmento equivalente de Dna
Telomerase – evitam as perdas de segmentos telomericos que ocorrem quando o primer é retirado da extremidade da fita descontinua 
14 – Explique de que forma está estruturado o genoma de um organismo eucarionte como um cão.
 Conjunto completo da informação hereditária para qualquer organismo. Fisicamente, o genoma pode ser dividido em algumas moléculas diferentes de ácidos nucleicos. Funcionalmente, pode ser dividido em genes.
15 – Defina cromatina e explique as suas divisões.
É o empacotamento do Dna, que é realizado por proteínas especializadas, sendo estas histonas ou não histonas.
16 - Um certo segmento de DNA possui a seguinte sequência de nucleotídeos:
5’ ATGCCGAGGTTCGCTGGCTCTATGCTATCCGATTAA 3’
3’ TACGGCTCCAAGCGACCGAGATACGATGGCTAATT 5’
a) Qual é a fita molde?
É a 3’-5’
b) Qual é a fita codificante?
É a 5’-3’
c) Como será o RNAm formado a partir da sua transcrição?
Sera igual a 5’-3’, que é a fita codificante, sendo que a base nitrogenada timina é substituída pela uracila.
d) Qual deve ser a sequência de aminoácidos da proteína formada?
Olhas pela tabela de códons.
Ex.: TAGCCA 
 TAG = min e CCA = kol 
 A molécula fica “min-kol”
e) Como seria o RNAm caso a parte sublinhada fosse um intron?
Intron é a região não codificante, então excluiria essa parte.
17 – O gene SFX possui 1026 pb, sem introns. Sobre este gene, pergunta-se:
a) Quantos códons ele possui?
1026 dividido por 3 = 342
b) Quantos aminoácidos terá a proteína codificada por este gene?
342 – 1 (região não codificante – a primeira) = 341
c) Se este gene possui 30% de Adeninas, quais as quantidades de cada base nitrogenada?
1026 x 2 = 2052.
30% de 2052 de Adenina e Timina
20% de 2052 de Guanina e Citosina
18 – Descreva as etapas da transcrição.
Ocorre, nas células eucariontes, no núcleo.
Informação do DNA é transcrita em RNA
Ocorre a partir da fita molde (3’-5’) de DNA, isso é, o RNAm é copia da fita codificante (5’-3’) trocando a timina pela uracila
Ocorre em três estágios:
 Iniciação – RNA polímerase se liga na região promotora do gene (também se ligam fatores de transcrição), que se localiza no inicio das duas fitas de DNA
 Alongamento – RNA polimerase se move ao longo do DNA, expondo sua fita molde e catalisando a polimerização dos ribonucleotideos livres . Sempre adicionada na extremidade 3’
 Finalização: RNA polimerase reconhece a sequencia de finalização e se desliga do DNA
19 - Descreva as etapas do processamento do RNAm.
 Revestimento – adicionado CAP na extremidade 5’. É necessário para evitar a degradação da extremidade 5’ por fosfatases e nucleases, permite a ligação ao ribossomo na hora da tradução e a retirada de introns 
 Poliadenilação da extremidade 3’- adiciona-se adeninas na extremidade 3’. É necessário para proteger a extremidade 3’ e permitir sua saída no núcleo 
 Recomposição ou Splicing – retirada dos introns e ligação dos exons. É a partir do splicing alternativo que pode haver mais proteínas do que códons para codificar-las, podendo variar de posição na molécula
20 - Explique de que forma o splicing alternativo é responsável pela produção de uma quantidade de proteínas muito maior do que a quantidade de genes para codifica-las.
 É a partir do splicing alternativo que exons podem ser incluídos ou excluídos do RNAm produzido pelo gene. Portanto, há diferença no sequenciamento de aminoácidos e consequentemente a proteína é diferente. É a codificação de múltiplas proteínas pelo mesmo gene.  Éxons são clivados em locais diferentes na molécula de RNA recém sintetizada.
21 - Descreva as etapas da tradução.
Informação do mRNA é traduzida em proteínas.
Maioria ocorre no citoplasma
Formam-se polirribossmos (RNAm+RNAr)
 Iniciação – ligação do RNAm ao ribossomo. O RNAt marca o inicio da tradução no sitio P. Participam fatores de iniciação
 Alongamento – ligação do segundo RNAt ao sitio A. Formação da ligação peptídica. Translocação e deslocamento do ribossomo 5’-3’
 Finalização – Codon finalizador (UAA, UAG ou UGA) se liga ao sitio A. Participam fatores de liberação
22 – Cite os componentes do núcleo celular.
Carioteca, cromatina, nucléolos e nucleoplasma
23 – Diferencie eucromatina e heterocromatina e heterocromatina constitutiva e facultativa.
Eucro- genes ativos e descondensados, só se condensam na hora da divisão celular
Hetero- genes inativos e condensados. A constitutiva é a cromatina padrão e a facultativa é o caso do cromossomo X da femea, que pode tornar-se eucro.
24 – Defina genoma e gene.
Gene – Sequencia de DNA que contem informações necessárias para produzir uma molécula de RNA e, se esta for um RNAm, a partir dele elaborar uma proteína. Possuem introns e exons.
Genoma – Contem o conjunto completo da informação hereditária para qualquer organismo. Fisicamente, o genoma pode ser dividido em algumas moléculas diferentes de ácidos nucleicos. Funcionalmente, pode ser dividido em genes. Tamanho varia de acordo com a complexidade do organismo
25 - Explique como está estruturado o genoma de um gato, de um cachorro, de uma vaca e um cavalo.
Dizer quantos são. 
Ex.: o do humano é 46 (23 pares) 
26 – Explique o que é cromossomos, cite suas partes e como se classificam quanto à sua morfologia. Faça desenhos para explicar estas diferenças.
27 - Explique a importância de haver um controle da expressão gênica das células.
A regulação da expressão gênica reduz o custo energético da síntese de proteínas. Em uma célula não são todos os genes que precisam ser e que são expressos ao mesmo tempo.
28 – Explique o que são fatores de transcrição e sua importância.
São proteínas que se ligam ao DNA de células eucarióticas para permitir que haja uma ligação entre a enzima RNA-polimerase e o DNA, permitindo assim a transcrição e a futura tradução.
29 - Cite as partes que constituem um gene e explique a importância delas.
Em eucariontes, vai apresentar: 
Segmento codificador
Promotor – inicia a transcrição e indica a partir de qual nucleotídeo vai ocorrer
Sequencias reguladoras – Pode ser amplificadora ou inibidora. Controlam o momento da expressão e o tamanho dela
Sequencia de terminação – Marca o fim da transcrição 
Introns – região não codificante
Exons – região codificante
Em procariontes, os genesvao ser organizados em operons (varias sequencias de região codificadora na mesma parte). Não possui introns e exons.
30 - Explique de que forma a cromatina faz parte do controle da expressão gênica. 
Pelo fato de poder estar na sua forma ativa, que seria a eucromatina, e assim poder ser transcrita e por ser inativa, que seria a heterocromatina. Esta pode variar a constitutiva e facultativa, quando pode se tornar eucromatina.