Apostila - material genético Prof. Thayana Monteiro

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MATERIAL GENÉTICO 
 
 
 
 
Ácidos nucleicos: 
Os ácidos nucleicos são macromoléculas, formadas por unidades monoméricas menores 
conhecidas como nucleotídeos. Cada nucleotídeo, por sua vez, é formado por três partes: 
 um açúcar (carboidrato) do grupo das pentoses (monossacarídeos com cinco átomos de 
carbono); 
 um radical “fosfato”, derivado da molécula do ácido ortofosfórico (H3PO4). 
 uma base orgânica nitrogenada. 
 
As bases nitrogenadas pertencem a dois grupos: 
 as púricas: adenina (A) e guanina (G); 
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 as pirimídicas: timina (T), citosina (C) e uracila (U). 
 
Ácido desoxirribonucleico: DNA 
A longa molécula de DNA armazena grande quantidade de informações e é responsável por 
processos como: produção de proteínas, controle da estrutura e funcionamento das células, 
pode duplicar-se, gerando cópias perfeitas de si mesma, mas sofre, ocasionalmente, alterações 
em sua sequencia de nucleotídeos (mutações), as quais determinam a síntese de proteínas 
modificadas. 
Nas células eucarióticas, a maior parte do DNA encontra-se no núcleo, associada a proteínas, 
formando os cromossomos. No citoplasma, o DNA pode ser encontrado nas mitocôndrias e nos 
cloroplastos. 
James Watson e Francis Crick propuseram um modelo para a estrutura da molécula de DNA, 
fundamentados nessa e em outras informações: 
 na molécula de DNA, as proporções entre adenina e timina e entre guanina e citosina 
eram iguais a 1 para 1; 
 o DNA era uma longa molécula formada pela união de nucleotídeos; 
 os estudos com difração de raios X indicavam que a molécula de DNA tinha forma 
helicoidal. 
Segundo o modelo de Watson e Crick, a molécula de DNA é uma dupla-hélice, semelhante a uma 
escada retorcida, formada por duas cadeias de nucleotídeos ligadas entre si. Uma base púrica 
(adenina ou guanina) sempre se emparelha com uma base pirimídica (timina ou citosina). As 
duas cadeias de nucleotídeos ligam-se entre si por pontes de hidrogênio, sempre entre uma 
adenina e uma timina ou entre uma guanina e uma citosina. 
 
Replicação: duplicação do DNA 
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 No processo de duplicação do DNA algumas enzimas realizam os seguintes processos na 
seguinte ordem: 
 Rompimento das pontes de hidrogênio entre as bases - cadeias começam a se separar. 
 Ligação e emparelhamento dos nucleotídeos em sequencia formando uma cadeia 
complementar, respeitando a especificidade de emparelhamento: A com T, T com A, C 
com G e G com C, sobre cada uma das cadeias da molécula original. Realizado pela 
enzima DNA-polimerase; 
 Ligação do açúcar de um nucleotídeo com o fosfato do nucleotídeo seguinte Realizado 
pela enzima DNA-polimerase; 
 Correção de erros na sequência nucleotídica. Realizado pela enzima DNA-polimerase. 
Assim, uma molécula de DNA reproduz duas moléculas idênticas a ela. Este processo é chamado 
de semiconservativo, isto é, cada uma das novas moléculas de DNA resultantes de replicação é 
constituída por uma cadeia proveniente da molécula original de DNA que serviu de molde e por 
uma cadeia complementar antiparalela sintetizada de novo. 
 
 
Ácido ribonucleico: RNA 
As moléculas de RNA são constituídas por uma sequencia de fosfato + ribose + base nitrogenada 
= ribonucleotídeos, formando uma cadeia (fita) simples. 
 
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Transcriptase reversa: retrovírus 
O vírus da Aids (HIV) é um retrovírus cujo ácido nucleico é o RNA, porém ele assume o controle 
das células invadidas por meio da enzima transcriptase reversa que é uma DNA-polimerase 
dirigida pelo RNA viral. Com ela ocorre uma transcrição ao contrário em que uma molécula de 
RNA serve como molde para a formação de DNA. 
 
Transcrição: síntese de RNA 
A síntese de RNA (mensageiro, por exemplo) se inicia com a separação das duas fitas de DNA. 
Apenas uma das fitas do DNA serve de molde para a produção da molécula de RNAm. A outra 
fita não é transcrita. Essa é uma das diferenças entre a duplicação do DNA e a produção do RNA. 
As outras diferenças são: 
 os nucleotídeos utilizados possuem o açúcar ribose no lugar da desoxirribose; 
 há a participação de nucleotídeos de uracila no lugar de nucleotídeos de timina, 
combinando a adenina com a uracila ao invés da timina. 
 
 
Imaginando um segmento hipotético de um filamento de DNA com a sequencia de bases: 
DNA- ATGCCGAAATTTGCG 
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O segmento de RNAm formado na transcrição terá a sequencia de bases complementar: 
RNA- UACGGCUUUAAACGC 
Existem três tipos básicos de RNA, que diferem um do outro na atuação e no peso 
molecular: o RNA ribossômico, representado por RNAr, o RNA mensageiro, representado por 
RNAm e o RNA transportador, representado por RNAt. 
 O RNA ribossômico, constituinte majoritário do ribossomo, organela relacionado à síntese 
de proteínas na célula. 
 O RNA mensageiro contendo o gene codificador da proteína. 
 O RNA transportador encarregado de transportar os aminoácidos que serão utilizados na 
síntese de proteínas. 
 
Tradução: síntese proteica 
A síntese proteica inicia-se com a formação do RNAm no processo de transcrição. Após o 
processo de splicing o RNAm maduro dirige-se ao citoplasma e prende-se a subunidade menor 
do ribossomo, enquanto que a subunidade maior, contendo o RNAr é responsável por ler a 
mensagem contida no RNAm decodificando trincas de nucleotídeos denominados códons. Cada 
códon é responsável pela codificação de um aminoácido, o conjunto de aminoácidos formam a 
proteína. 
Com a leitura do RNAm pelo RNAr, o RNAt liga-se ao aminoácido especificado pelo códon, 
disperso no citoplasma e o encaminha ao ribossomo para a síntese proteica. 
Uma enzima presente na subunidade maior do ribossomo realiza a ligação entre os aminoácidos, 
o RNAt volta ao citoplasma para se unir a outro aminoácido. E assim, o ribossomo vai 
percorrendo o RNAm e provocando a ligação entre os aminoácidos. 
O fim do processo se dá quando o ribossomo passa por um códon de terminação e nenhum RNAt 
entra no ribossomo. Então, o ribossomo se solta do RNAm e a proteína específica é formada e 
liberada do ribossomo. 
 
 
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EXERCÍCIOS 
1. “Duas cadeias polinucleotídicas, ligadas entre si por pontes de hidrogênio, são constituídas por 
fosfato, desoxirribose, citosina, guanina, adenina e timina.” O enunciado anterior refere-se a 
molécula de: 
a) ATP 
b) FAD 
c) RNA 
d) DNA 
e) NAD 
Marque um X no quadro correspondente ao seu grau de dificuldade: ( ) Impossível de se entender ( ) Difícil 
( ) Médio ( )Fácil ( )Facílima . ( ) Outros. 
Caso queira Explicar o motivo, escreva abaixo:________________________________ 
 
2. Num dado organismo, o conteúdo de guanina no seu DNA é 30%. Assinale no quadro abaixo, a 
alternativa que contém a porcentagem correta de cada uma das bases nitrogenadas. 
 Adenina Citosina Timina 
a) 20 20 30 
b) 20 30 20 
c) 30 30 30 
d) 30 40 40 
e) 40 30 40 
Marque um X no quadro correspondente ao seu grau de dificuldade: ( ) Impossível de se entender ( ) Difícil 
( ) Médio ( )Fácil ( )Facílima . ( ) Outros. 
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Caso queira Explicar o motivo, escreva abaixo:________________________________ 
 
3. A tabela mostra a composição das bases nitrogenadas púricas, adenina e guanina, nos DNAs 
do homem e do boi. 
 Adenina Guanina 
Homem 30,4% ? 
Boi ? 21,0% 
As porcentagens que estão faltando para o homem e para o boi são, respectivamente: 
a) 19,6 e 29,0 
d) 19,6 e 21,0 
b) 21,0 e 30,4 
c) 29,0 e 30,4 
b) 21,0 e 30,4 
e) 30,4 e 21,0 
Marque um X no quadro correspondente ao seu grau de dificuldade: ( ) Impossível de se entender ( ) Difícil 
( ) Médio ( )Fácil ( )Facílima . () Outros. 
Caso queira Explicar o motivo, escreva abaixo:________________________________ 
 
4. Considere as seguintes afirmações: 
I – Um pedaço de DNA com a seqüência ATATACCGATCC formará um RNAm com a seqüência 
UAUAUGGCUAGG 
II – Esse pedaço de RNAm irá identificar 4 aminoácidos 
III - Esse pedaço de RNAm apresenta 4 códons. 
Assinale: 
a) se todas estiverem corretas; 
b) se apenas uma estiver correta; 
c) se apenas II e III estiverem corretas; 
d) se todas estiverem incorretas 
e) se apenas I e III estiverem corretas. 
Marque um X no quadro correspondente ao seu grau de dificuldade: ( ) Impossível de se entender ( ) Difícil 
( ) Médio ( )Fácil ( )Facílima . ( ) Outros. 
Caso queira Explicar o motivo, escreva abaixo:________________________________ 
 
5. As proposições a seguir são relativas ao processo de síntese de proteínas nas células vivas. 
( ) A molécula de DNA transcreve no núcleo uma molécula de RNA mensageiro (RNAm) com 
várias sequencias de três bases - os códons. 
( ) Cada códon do RNA mensageiro determinará a colocação de um aminoácido específico na 
cadeia polipeptídica. 
( ) No local onde houver um ribossomo, pequenas moléculas de RNA transportador (RNAt), 
ligadas a aminoácidos, unem-se ao RNAm por uma sequencia de três bases - o anticódon. 
( ) O processo de síntese de proteínas a respeito do citoplasma é também conhecido como 
transcrição genética. 
( ) Os diversos aminoácidos unem-se através de ligações do tipo éster, dando 
Marque um X no quadro correspondente ao seu grau de dificuldade: ( ) Impossível de se entender ( ) Difícil 
( ) Médio ( )Fácil ( )Facílima . ( ) Outros. 
Caso queira Explicar o motivo, escreva abaixo:________________________________ 
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6. Em 1953, em um breve artigo na revista Nature, os pesquisadores J. Watson e H. C.Crick 
propuseram um modelo para a estrutura da molécula de DNA. Hoje, cinqüenta anos após, a 
molécula de DNA ainda é o foco de muitas discussões, pois as modernas técnicas de biologia 
molecular prometem causar uma revolução na vida dos homens. 
Considerando esta molécula, responda aos itens abaixo. 
a) Cite duas características da molécula de DNA, de acordo com o modelo proposto pelos 
pesquisadores acima. 
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________ 
b) Cite uma característica do processo de replicação da molécula de DNA em seres eucariontes. 
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________ 
c) Para a síntese proteica, cada trinca de bases da molécula de DNA corresponde a um 
aminoácido na proteína. O DNA, entretanto, não participa diretamente da síntese de proteínas. 
Cite a molécula que atua como intermediária neste processo._____________________________ 
Marque um X no quadro correspondente ao seu grau de dificuldade: ( ) Impossível de se entender( ) Difícil 
( ) Médio ( )Fácil ( )Facílima . ( ) Outros. 
Caso queira Explicar o motivo, escreva abaixo:________________________________ 
 
7. Define-se genoma como o conjunto de todo o material genético de uma espécie, que, na 
maioria dos casos, são as moléculas de DNA. Durante muito tempo, especulou-se sobre a 
possível relação entre o tamanho do genoma — medido pelo número de pares de bases (pb) —, 
o número de proteínas produzidas e a complexidade do organismo. As primeiras respostas 
começam a aparecer e já deixam claro que essa relação não existe, como mostra a tabela abaixo. 
 
De acordo com as informações acima, 
a) o conjunto de genes de um organismo define o seu DNA. 
b) a produção de proteínas não está vinculada à molécula de DNA. 
c) o tamanho do genoma não é diretamente proporcional ao número de proteínas produzidas 
pelo organismo. 
d) quanto mais complexo o organismo, maior o tamanho de seu genoma. 
e) genomas com mais de um bilhão de pares de bases são encontrados apenas nos seres 
vertebrados. 
Marque um X no quadro correspondente ao seu grau de dificuldade: ( ) Impossível de se entender ( ) Difícil ( ) 
Médio ( )Fácil ( )Facílima . ( ) Outros. 
Caso queira Explicar o motivo, escreva abaixo:________________________________ 
 
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8. João ficou intrigado com a quantidade de noticias envolvendo DNA: clonagem, terapia gênica, 
testes de paternidade, engenharia genética, etc. Para conseguir entender as noticias, estudou a 
estrutura da molécula de DNA e seu funcionamento e analisou os dados do quadro a seguir. 
I ATCCGGATGCTT 
TAGGCCTACGAA 
II ATCCGGATGCTT 
 
UAGGCCUACGAA 
III UAGGCCUACGAA 
 
Metionina Alanina Leucina Glutamato 
IV Bases nitrogenadas: A= adenina, T= 
timina C= citosina G= guanina 
U=uracila 
 
Em I está representado o trecho de uma molécula de DNA. Observando o quadro, pode-se 
concluir que: 
A) Na molécula de DNA podem existir diferentes tipos de complementação de bases 
nitrogenadas. 
B) A quantidade de A presente em uma das cadeias é exatamente igual à quantidade de A da 
cadeia complementar. 
C) A molécula de DNA é formada por duas cadeias caracterizadas por sequencias de bases 
nitrogenadas. 
D) Na molécula de DNA podem existir cinco diferentes tipos de bases nitrogenadas. 
E) No processo de replicação, cada molécula de DNA dá origem a quatro moléculas de DNA 
exatamente iguais. 
Marque um X no quadro correspondente ao seu grau de dificuldade: ( ) Impossível de se entender ( ) Difícil 
( ) Médio ( )Fácil ( )Facílima . ( ) Outros. 
Caso queira Explicar o motivo, escreva abaixo:________________________________