QUESTÕES PROVAS BIOMOL

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1) Qual o significado biológico da replicação cometer menos erros que a transcrição?
Dentre os fatores que justificam o fato da Replicação cometer biologicamente menos
erros que a Transcrição, podemos citar que o processo de Replicação, realizado com
duas fitas-molde, ocorre de forma em que todo o DNA é copiado 1 única vez e a molécula
de DNA, por ser muito estável, não se degrada facilmente e não perde a informação que
carrega, funcionando muito bem no processo de manutenção das características de um
indivíduo. O processo de Replicação comete 1 erro a cada 10⁷ nucleotídeos polimerizados
na cadeia polinucleotídica e quando isso ocorre, diversos mecanismos da maquinaria
enzimática deste processo podem atuar buscando reparar o erro. Por exemplo, a
DNA-polimerase, enzima que sintetiza o DNA, utiliza um único sítio para catalisar a adição
de quatro desoxinucleotídeos trifosfatados diferentes e assim, a velocidade de
incorporação de um nucleotídeo incorreto é 10000 vezes mais lenta. Ainda, o Domínio
palma faz pontes de hidrogênio de forma não-específica com as bases da cavidade
menor do DNA recém sintetizado apenas se os nucleotídeos estiverem corretamente
pareados, onde a redução na afinidade e catálise lenta leva a uma liberação do iniciador
molde e ligação dele em outro sítio (exonuclease de revisão de leitura). Ainda, em relação
a Replicação do DNA, caso ocorra um erro neste processo, o mesmo vai ser perpetuado
pela vida inteira da célula e se houver capacidade proliferativa da mesma, o erro ainda
será capaz de ser passado para as células filhas, tornando-o um processo muito
minucioso.
Já durante o processo de Transcrição, a maquinaria de enzimas responsáveis pelo
processo é muito mais simplificada, de forma em que a própria RNA-polimerase é capaz
de executar várias funções agrupadas que a maquinaria da Replicação executaria em
apenas uma única enzima, estando associada a diversas proteínas em diferentes etapas.
A taxa de erros na Transcrição é de 1 erro a cada 10⁴ nucleotídeos polimerizados na
cadeia pois neste processo, pequenos trechos de DNA são copiados repetidamente,
sendo transcritas várias cópias daquele trecho e além disso, os RNAs têm uma vida curta
na célula e são degradados facilmente por serem menos estáveis que a molécula de
DNA, então caso ocorra um erro na produção de RNA, ele terá vida curta na célula e não
passará para as células filhas (dadas algumas exceções).
COMENTÁRIO : Para melhor compreensão do tema, as aulas ministradas pelo
professor Eduardo disponibilizadas no Classroom sobre Transcrição e Replicação
do DNA foram utilizadas como auxílio. O conteúdo foi compreendido apenas com o
cuidado de assistir às aulas novamente.
7) Uma cepa mutante de bactérias é isolada na qual o aminoácido glutamina é muitas vezes
substituído erroneamente pelo ácido glutâmico durante a síntese de proteínas. Que tipo de
mutação pode estar ligada a esse efeito? Como você poderia testar essa hipótese?
O papel da aminoacil tRNA sintetase é realizar o acoplamento do aminoácido ao seu
conjunto correto de tRNA de forma covalente. Em grande parte das células existe uma enzima
específica para cada aminoácido. No caso de algumas bactérias, existem menos de 20 sintetases
na célula e uma mesma enzima é responsável por acoplar mais de um aminoácido ao respectivo
tRNA, ou seja, uma sintetase posiciona o mesmo aminoácido em dois tipos diferentes de tRNA,
mas apenas um deles contém o anticódon correto correspondente. Nesse caso, uma outra enzima
faz a modificação química do aminoácido ligado de forma errada e ele passa a corresponder ao
anticódon contido no tRNA que ele está ligado.A importância dessa enzima no processo de
tradução é fazer essa covalência entre o aminoácido e o tRNA, visto que o ribossomo não
reconhece quais tRNAs estão com o aminoácido correto ou incorreto.
Existem alguns tipos de mutações que ocorrem no código genético e entre elas está a
mutação de troca de fase de leitura - frameshift, onde as adições e deleções de um único par de
bases no DNA causarão uma mudança no quadro aberto de leitura do gene a partir desse ponto.
Toda a sequência de aminoácidos traduzida a partir do sítio mutante é alterada, não tendo relação
com a sequência original.
Para testar essa hipótese, um dos ensaios mais utilizados para a caracterização do
potencial mutagénico de amostras é o teste de Ames que permite identificar substâncias com
potencial para induzir mutações génicas do tipo frameshift ou por substituição dos pares de base.
Este teste consiste na utilização de estirpes de Salmonella typhimurium com mutações em vários
genes do operão da histidina, sendo incapazes de crescer e formar colônias na ausência deste
aminoácido. Quando expostas a uma substância (ou mistura) que possa induzir a formação de
mutações, a função do operão é restaurada, tornando-se assim as bactérias independentes da
presença de histidina no meio de cultura.
Comentário: para melhor entendimento do tema foram usados os capítulos recomendados
do livro Biologia Molecular do Gene e as aulas de tradução e mutação e reparo do DNA
disponibilizadas no classroom. O livro auxiliou no aprofundamento da função da aminoacil
tRNA sintetase e a aula de mutação auxiliou no entendimento do tipo de mutação que
ocorreu no caso das bactérias. Também foi usado o artigo “The Ames
Salmonella/microsome mutagenicity assay” dos autores Kristien Mortelmans e Errol Zeiger
(2000) para melhor entendimento do uso do teste de Ames para verificar mutação em cepas
de bactérias e a dissertação “Teste de Ames: Contributo para o estudo da genotoxicidade
das águas” da autora Liliana Sofia Dias Gonçalves para o Mestrado em Biologia Humana e
Ambiente (2016)
8) Qual posição do códon pode ser alterada mais facilmente sem afetar o aminoácido
codificado? Por que esse nucleotídeo em particular é tão facilmente alterável?
O código genético é formado por 64 códons diferentes, mas existem apenas 20 tipos diferentes de
aminoácidos, ou seja, um mesmo aminoácido pode ser traduzido por 2, 3 ou até mais códons
diferentes. Além disso, ao longo da evolução, o código genético foi selecionado de forma a
minimizar mutações e garantir que elas não provocassem grandes consequências para os
organismos.
Dito isso, a posição do códon que pode ser alterada mais facilmente sem afetar o aminoácido
codificado é a 3º posição. No caso de uma transição, quando ocorre troca de bases no mesmo
grupo, só ocorreria mudança em 2 casos isolados: AUA por AUG trocaria uma Isoleucina por uma
Metionina (e vice-versa) e UGA por UGG trocaria um códon de parada por Triptofano (e
vice-versa). Em todos os outros casos de transição nada aconteceria, pois continuariam formando
os mesmos aminoácidos. No caso de uma transversão, quando ocorre troca de bases de grupos
diferentes, em metade dos casos também não ocorreria nenhuma mudança, tendo em vista que
existem vários aminoácidos traduzidos por 4 ou 6 códons diferentes, como a Treonina, Arginina,
Serina e Leucina.
Para o reconhecimento do códon pelo aminoácido, é preciso o intermédio de uma mólecula
adaptadora de tRNA, que funciona por meio do pareamento complementar Códon-Anticódon, o
qual tem como característica a complementaridade menos restritiva da 1ª base do anti-códon.
Assim, esse mecanismo apresenta especificidade no pareamento das 1ª e 2ª bases nitrogenadas
dos códons com as 3ª e 2ª bases dos anticódons, respectivamente, porém permite oscilações no
pareamento da 3ª base do códon com a 1ª do anticódon, o que faz com que essa base em
particular seja tão facilmente alterável.