Lista de Exercícios Biocel UFRRJ

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1- Quais são os principais eventos existentes em qualquer processo de sinalização? 
A comunicação entre as células é mediada, principalmente, por moléculas sinal extracelulares. Algumas delas atuam a longas distâncias, sinalizando para células distantes; outras sinalizam apenas para células vizinhas. A maioria das células em um organismo multicelular emite e recebe sinais. A célula emissora emite um sinal químico, uma mensagem, a uma célula alvo que recebe a mensagem através de uma proteína receptora. Quando uma molécula sinalizadora se liga a seu receptor, altera a forma ou atividade do receptor, acionando uma mudança dentro da célula. Esses sinais irão influenciar no comportamento celular. Logo após ao recebimento da molécula sinal pela célula alvo, ocorre a transdução de sinal que é a conversão da informação extracelular em sinais intracelulares distribuídos para alvos intracelulares apropriados.
2- Compare e contraste a sinalização dependente de contato, sinalização sináptica, sinalização endócrina e sinalização parácrina.
A sinalização dependente de contato a molécula sinal está ligada a membrana da célula sinalizadora, precisando necessariamente do contato com a célula alvo para que haja a comunicação; a sinalização sináptica ocorre entre neurônios e entre neurônios- célula alvo, com o neurotransmissor liberado na sinapse; a sinalização endócrina, os sinais (que nesse caso são hormônios) são lançados na corrente sanguínea, percorrem grandes caminhos e se associam a células que possuem receptores específicos para aquele sinal; a sinalização parácrina ocorre entre as células próximas daquele que enviou o sinal, sendo chamado de mediador local.
3- Diferencie a forma pela qual moléculas sinalizadoras hidrofóbicas e hidrofílicas transmitem a informação para a célula-alvo. 
As moléculas hidrofóbicas encontram seus receptores no interior da célula, no citoplasma ou no núcleo, e assim há a comunicação; as moléculas hidrofílicas encontram seus receptores na membrana plasmática, havendo assim a comunicação.
4- Diferencie os tipos de receptores presentes na superfície da membrana explicando de que forma eles transmitem a informação para o interior da célula.
Receptores Acoplados a canais iônicos: Estão envolvidos na sinalização sináptica rápida entre células e outras células - alvo eletricamente excitáveis, como neurônios e células musculares. Ligar a molécula a um canal e essa molécula vai liberar a abertura e o fechamento desses canais. Alterando por um período curto de permeabilidade da membrana plasmática aos íons. Geralmente o canal iônico está atrelado a despolarização da célula. 
Receptores associados à proteína G: Atuam diretamente na regulação da atividade da proteína-alvo ligada a membrana plasmática que pode ser tanto uma enzima quanto um canal iônico. A interação entre o receptor e essa proteína-alvo é mediada por uma terceira proteína, chamada proteína trimétrica de ligação a GTP (proteína G). A ativação da proteína-alvo altera a concentração de um ou mais mediadores intracelulares pequenas (Regula a atividade de enzimas ligadas a membranas) ou altera a permeabilidade das membranas. 
Receptores associados a enzimas: Quando ativados funcionam coo enzimas. Receptores tirosinas cinase ativados agregam um complexo de proteínas sinalizadoras intracelular. A presença da molécula sinal ocasiona a junção dos monômeros e acontece a fosforilação da tirosina cinase, ativando o receptor. Com a ativação do receptor outros domínios também vão ser fosforizados e ocorrendo uma cascata de reações.
5- Correlacione: núcleo, retículo endoplasmático, complexo de golgi, lisossomos, membrana plasmática e mitocôndria.
Organelas que estão presentes em células eucarióticas. Estão localizadas no citoplasma. O retículo endoplasmático rugoso, que possui a membrana contínua à membrana externa que envolve o núcleo, são produzidas proteínas (que permanecem na membrana, que são secretadas ou ocorrem glicolisações do tipo N) com as informações traduzidas pelo RNAm que foi sintetizado no núcleo. Essas proteínas podem não seguir a conformação adequada e sair do RE e ser degrada no citoplasma ou podem atingir a conformação adequada e seguirem para a face cis do complexo Golgi. No complexo de golgi essas proteínas sofrem glicolisação do tipo O e ir através de vesículas em direção ao lisossomo. A mitocôndria também é digerida pelo lisossomo e o nome desse processo é autofagia. A mitocôndria fornece energia necessária para o transporte de vesículas que viabiliza todo esse processo. As vesículas se deslocam pelos microtúbulos presentes no citoplasma e precisam de energia para fazer o transporte de proteínas até o destino final.
6- Que organela(s) deve(m) estar presentes em maior quantidade numa célula animal que sintetiza e secreta enzimas? Comente sobre as funções de cada uma.
Retículo endoplasmático rugoso- é responsável pela produção de proteínas, principalmente de enzimas hidrolíticas dos lisossomos e de acrossomos; complexo de Golgi: além de atuar na formação de lisossomos e de acrossomos, também atua na secreção de substâncias.
7- Diferencie estruturalmente e funcionalmente o lisossomo do peroxissomo.
Os lisossomos são vesículas de formato esférico, com tamanho variável. Essas organelas ainda são delimitadas por uma membrana celular, coberta de carboidratos na face interna, que impede a digestão da própria membrana do lisossomo. O interior dessa organela possui várias enzimas, cada uma delas é capaz de digerir determinado tipo de substância. Dentro do lisossomo o pH é de 5,0, um pH bem ácido com comparação com o citoplasma da célula, isso acontece justamente para acontecer a digestão intracelular que é a principal função da célula. Os peroxissomos são pequenas estruturas em formato arredondado os quais estão envoltos por uma membrana lipoproteica. Em seu interior contém enzimas oxidases, responsáveis pela oxidação de substâncias. Essas enzimas oxidam os ácidos graxos para a síntese de colesterol. E também são usados como matéria-prima na respiração celular com o intuito de obter energia.
8- Os tecidos musculares e nervosos são os mais comprometidos por alterações causadas no DNA mitocondrial. Explique por quê. Quais são as implicações da herança mitocondrial materna sobre o modo como as doenças causadas por alterações no DNA mitocondrial são transmitidas?
Os tecidos musculares e nervosos são os mais comprometidos, pois precisam de uma grande geração de energia para um bom funcionamento. Recebemos as mitocôndrias das nossas mães, então se a nossa mãe estiver algum defeito, os filhos também terão. 
9- Quando o fármaco dinitrofenol (DNP) é administrado à mitocôndria, a membrana interna se torna permeável a prótons (H+). Como o gradiente eletroquímico de prótons irá mudar em resposta ao DNP? De que forma isso influirá na produção de ATP?
O gradiente eletroquímico irá diminuir, pois os prótons vão passar facilmente pela membrana, logo menos prótons irão passar pela proteína que gera ATP, consequentemente diminuindo a quantidade de ATP produzido
10- Uma levedura (anaeróbica facultativa) quando se encontra na ausência de oxigênio, consome muito mais glicose para produzir energia do que quando na presença de oxigênio. Explique por quê? 
Pois organismos anaeróbios facultativos, na ausência de oxigênio realizam respiração anaeróbica, o que leva a um maior consumo de glicose e uma menor produção de energia, se compararmos a organismos que realizam respiração aeróbia, ou seja, com a presença desse gás.
11– Distúrbios maníaco-depressivos podem ser resultado da superprodução de inositol trifosfato (IP3) e diacilglicerol (DAG), e do processo de sinalização decorrente, em algumas células do Sistema nervoso central. O lítio é frequentemente utilizado para tratar esses distúrbios. A provável função do lítio é a inibição de qual proteína?
Fosfolipase C
12– Descreva sucintamente os principais eventos de cada fase do ciclo celular.
G1- A célula começa o processo de divisão (aumenta seu tamanho, duplica organelas e sintetizaptns responsáveis para esse processo)
S- Ela sintetiza DNA (duplica os cromossomos)
G2- Checagem do tamanho, do DNA, mutação. Faz um check list
M- Onde a célula de divide, processos de mitose e meiose. 
G0- Fase estacionária das células que não se dividem
13- Quais das afirmações abaixo estão corretas?
a- As vesículas de transporte entregam proteína e lipídeos à superfície celular. VERDADEIRO
b- Se a entrega de proteínas lisossômicas da rede trans Golgi aos endossomos secundários fosse bloqueada, as proteínas lisossômicas seriam secretadas pela rota secretória constitutiva. VERDADEIRO
c- Os lisossomos digerem apenas substâncias que foram capturadas pela célula por endocitose.
FALSO 
d- As cadeias de açucares adicionadas no retículo são observadas em glicoproteínas que se voltam 
para a superfície celular, assim como em glicoproteínas que se orientam para o lúmen do RE, da 
rede trans do Golgi e da mitocôndria. VERDADEIRO
14 – Diferencie os mecanismos de fagocitose e endocitose mediada por receptor, destacando a importância de cada mecanismo.
Fagocitose: determinadas células detectam um antígeno ou agente estranho no organismo, como uma bactéria. Dessa forma, o macrófago se aproxima da bactéria, emite os pseudópodes e a engloba. Com isso, parte da membrana que envolve a bactéria se desprende formando uma vesícula, que recebe o nome de fagossomo. Dentro da célula, o fagossomo se movimenta pelo citoplasma até encontrar a organela lisossomos. O fagossomo funde-se com o lisossomo que irá realizar a digestão. 
Endocitose mediada por receptor: é semelhante ao processo de fagocitose. Porém, conta com o auxílio de proteínas receptoras na membrana plasmática. Quando as proteínas receptoras entram em contato com a substância da qual possui especificidade, a região da membrana sofre invaginação e forma-se a vesícula no interior da célula. A vesícula também irá se fundir com o lisossomo. Esse tipo de endocitose é considerado mais rápido e eficiente, pois ocorre apenas com substâncias que possuem afinidade
15- A eritropoietina (EPO), um fator de crescimento secretado pelos rins, é essencial para a diferenciação terminal dos glóbulos vermelhos (eritrócitos) do sangue na medula óssea. A EPO se liga a um receptor (da) EPO de (a) transmembrana encontrado nas células precursoras do eritroide. A EPO é um exemplo de um sinal autócrino, parácrino, por contato, endócrino, por neurotransmissor ou neuroendócrino? Justifique.
A EPO é um exemplo de sinalização endócrina, pois o hormônio eritropoietina é enviado do rim à medula óssea via sangue.
16- Por que apesar de apresentarem a mesma constituição genética, podemos encontrar num mesmo organismo, células tão diferentes em formato e função, quanto um neurônio e uma célula muscular?
Isso acontece pela diferenciação celular, que é um processo capaz de especializar as células do corpo em determinadas funções, gerando a diversidade de formatos e funções conhecidas. Isso é possível por meio da expressão gênica, que por meio da ativação ou inativação de genes, determinam a forma e a função específica de cada célula.
17- De acordo com o que você aprendeu sobre ciclo celular, qual das fases do ciclo é mais variável em termos de tempo que leva para ser concretizada? Explique o porquê
A fase G1 é a que mais pode variar em termos de tempo. Isso acontece pois é o momento em que a célula deverá decidir o que fazer a seguir, por exemplo, ela pode se dividir novamente ou permanecer sem se dividir. O ponto G0 é quando a célula poderá receber sinais para a divisão celular (que podem variar de tempo para chegar à célula) ou ela permanecer na fase G1 até o fim de sua vida, se diferenciando terminalmente como os neurônios.
18- Em um de nossos roteiros de prática foi possível verificar a permeabilidade seletiva da membrana. A adição do ácido acético foi capaz de mudar a cor do corante presente nas leveduras, mas a adição do ácido clorídrico não causou o mesmo efeito. Explique o porquê.
Isso ocorreu porque o ácido acético é uma base fraca, sendo que, em solução aquosa, uma parte sua permanece em sua forma molecular. Dessa forma, ele consegue entrar no vacúolo e mudar seu pH, mudando a cor do corante. Já o HCI é um ácido forte, ou seja, se dissocia muito em solução aquosa. Nesse sentido, ele não consegue entrar no vacúolo e, portanto, não muda a cor do corante.
19- Apresente os tipos de receptores de superfície e caracterize um deles?
1- Receptores acoplados à canais iônicos. 
2- Receptores acoplados à proteína G.
3- Receptores acoplados à enzimas.
1- Receptores acoplados à canais iônicos: ligação de uma molécula alvo com um receptor na abertura do canal, abrindo ou fechando esse canal. Podendo abrir ou fechar este canal, aumentará ou diminuirá a difusão do íon para o meio intracelular gerando uma hiperpolarização (sinapse inibitória) ou despolarização (sinapse excitatória), mudando o potencial elétrico da membrana plasmática.
20- Você deseja isolar uma determinada proteína presente na mitocondria. Descreva resumidamente as etapas que terá que seguir partindo da escolha do tecido até chegar à proteína isolada.
O primeiro passo é o isolamento de células de um tecido específico e que tenham, preferencialmente, maior quantidade de mitocôndrias (por ex. fibras musculares), por meio do rompimento da matriz extracelular/das junções extracelulares. Depois, é necessário isolar determinada população de células para observação e cresce-las em placas de cultura. Após isso, as membranas plasmáticas dessas células devem ser rompidas para que as organelas sejam liberadas (esse rompimento pode ser feito com detergente, mecanicamente, ou com o uso de ultrassom). Depois, haverá o separamento das organelas, sendo separadas através de uma centrifugação diferencial até sobrarem apenas as mitocondrias. Após esses passos, deve-se separar as mitocôndrias para o estudo isolado delas e assim deve-se haver o isolamento de proteínas, que pode ser feito através da cromatografia em coluna ou da eletroforese.
21- Que evidências sustentam a teoria segundo a qual as mitocôndrias teriam surgido a partir de bactérias endocitadas por células eucariotas ancestrais?
As principais evidências são o fato da mitocondria ser envolvida por duas membranas (externa e interna), apresentam DNA próprio e circular, semelhante ao encontrado em procariotos, além de ter seus próprios ribossomos, conferindo a ela a capacidade de produzir proteínas.
22- A resistência física de um indivíduo está relacionada à sua eficiência na obtenção de energia. Uma das drogas mais modernas usadas para aumentar a resistência fisica de esportistas é a eritropoietina (EPO), substância que promove o aumento do número de glóbulos vermelhos. Explique detalhadamente como esse aumento está associado com a eficiência no processo de obtenção de energia.
Ao produzir mais glóbulos vermelhos, o corpo permite uma melhor oxigenação das células. Isso por sua vez viabiliza uma maior e mais eficiente produção de energia, uma vez que as mitocondrias, durante a última etapa da respiração celular, necessitam de 02 para realizar a produção de energia. Nessa etapa, conhecida como fosforilação oxidativa, pois ocorre uma formação de ATP a partir da fosforilação de ADP acontece uma reoxidação de NADH e FADH2. Nesse processo, nas cristas mitocondriais, onde está presente a cadeia transportadora de elétrons, ocorre a condução de elétrons presentes nas moléculas de NADH e FADH2 até o oxigênio. Durante esse processo, o ATP é produzido e o oxigênio ganha elétrons e recebe protons na formação de água. Ou seja, o oxigênio funciona como aceptor final de elétrons ao final da cadeia transportadora de elétrons.
23- Cite as funções do retículo endoplasmático liso, ressaltando a importância do complexo P-450 para os hepatocitos.
O retículo endoplasmático liso tem como principais funções a síntese de lípidios, o armazenamento de Ca2+, participação da degradação de glicogênio, a detoxificação celular e o transporte intracelular de vesículas. Substâncias com características hidrofóbicastendem a se acumular dentro das células pois se associam às membranas, podendo se tornar tóxicas ao passar do tempo. Por isso, há a ação de enzimas presentes no retículo endoplasmático liso, que são as enzimas do complexo P-450, elas tornam as substâncias hidrofóbicas mais solúveis em água através de reações com o gás oxigênio e o NadPH. Esse complexo é de extrema importância para o hepatocito pois essas células estão presentes no fígado e tem a função de processar moléculas como hormônios, medicamentos e entre outras, que se houver acúmulo (se forem substâncias hidrofóbias), elas podem se tornar tóxicas.
24- O início da tradução de todas as proteínas que compõem a célula se dá nos ribossomos que estão livres no citoplasma. Que mecanismo a célula usa para identificar a qual organela a proteína que está sendo sintetizada pertence?
Isso acontece por meio das sequências sinais, que são regiões da proteína (sequência de aminioácidos) que atua como uma etiqueta, indicando o destino daquela proteína. Caso ela não tenha outra "etiqueta" de endereçamento, continuará no citosol. Mas se apresentarem outro sinal de direcionamento, serão levadas, por exemplo, ao retículo endoplasmático rugoso