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ESTUDO DIRIGIDO – BIOLOGIA MOLECULAR DA CÉLULA 1-Quais as principais diferenças estruturais entre as moléculas de DNA e RNA? A principal diferença entre esses dois ácidos nucléicos é que o DNA é o responsável pelo armazenamento da informação genética utilizada no desenvolvimento dos organismos vivos, enquanto o RNA é o responsável por sintetizar proteínas. Além disso, o DNA é formado por uma desoxirribose e pelas bases nitrogenadas A,T, G e C. Enquanto o RNA é formado por uma ribose e pelas bases nitrogenadas A, U, G, C. O. O RNA tem fita simples e o DNA tem fita dupla. A estabilidade química do DNA é maior que a do RNA, dessa maneira o DNA é mais resistente as reações de hidrolise do que o RNA. O DNA é encontrado no núcleo de uma célula. Existe também o DNA mitocondrial, que se encontra na mitocôndria. E o RNA Varia de acordo com o tipo de RNA, podendo ser encontrado no núcleo de uma célula, no citoplasma e no ribossomo. O DNA é auto-replicante e o RNA é sintetizado a partir do DNA. 2- As enzimas RNAs polimerases são responsáveis pela transcrição gênica, ou seja, pela síntese de moléculas de RNA com base na informação contida nos genes. Entretanto, apesar de serem capazes de sintetizar longas moléculas de RNA, as RNAs polimerases são incapazes de reconhecer de forma autônoma quais genes devem ser transcritos. Como é possível que as RNAs polimerases encontrem os genes que devem ser transcritos? Quando as RNA polimerases se ligam no DNA, elas procuram regiões chamadas de promotores. Para que isso aconteça, ela necessita das proteínas conhecidas como fatores de transcrição. Essas regiões contêm a sequência exata de aminoácidos que indicam que naquele fragmento deve começar a síntese de RNA. 3- O que são promotores gênicos? Os promotores gênicos são regiões que garantem que apenas segmentos de DNA que contêm gene sejam transcritos em RNA, ou seja, essa região tem a quantidade exata de nucleotídeos necessários para indicarem onde deve começar a síntese do RNA. O promotor tem as informações que determinam as condições sobre as quais os genes devem ser transcritos. Os promotores são reconhecidos pelas proteínas conhecidas como fatores de transcrição. 4-O que são fatores de transcrição? Os fatores de transcrição são proteínas que se ligam aos promotores do DNA, caracterizando então o local de início da transcrição, e recrutam a RNA polimerase II para esses sítios. TATA BOX, TFIID 5- Quais a principais etapas do processamento bioquímico do pré-mRNA em eucariotos? O capeamento da extremidade 5’ fosfato com a adição do grupo metil (7-metilguanosina) e a poliadenilação na extremidade 3’ OH com a adição de uma sequência de adeninas e splicing. 6- “Há 15 anos, Projeto Genoma mapeava código genético humano” “Há 15 anos, uma empresa norte-americana anunciava ter conseguido, pela primeira vez, estabelecer a sequência do genoma humano. O genoma humano é o código genético do homem, ou seja, o conjunto dos genes onde está toda a informação para construção e funcionamento do organismo” (http://radioagencianacional.ebc.com.br/ pesquisa-e-inovacao/audio/2015-04/ha-15-anos-projeto-genoma-mapeava-codigo-gene tico-humano). A notícia acima foi retirada de um site de notícias da internet e contém um erro com relação a um dos termos mais importantes da biologia molecular. Aponte e corrija esse erro¹ O genoma e o código genético não configuram a mesma coisa. O genoma é a serie completa de informações do DNA de um organismo, contendo inclusive as informações intergênicas; enquanto o código genético é um conjunto de regras que devem ser seguidas para que haja a tradução do RNAm em proteína. 7- O que significa dizer que o ribossomo funciona como uma ribozima? Quer dizer que ele possui uma atividade catalítica. No caso, os RNAr tem função catalítica na formação de ligações polipeptídicas. 8- Um ribossomo possui três sítios (ou cavidades) internos importantes para a leitura do mRNA e a síntese proteica. Como chamamos esses três sítios e o que ocorre em cada um deles? Os sítios são: A, P e E. O sítio A é sítio de entrada, onde o anticódon do RNAt se pareia com o códon do RNAm. Eles chegam nesse sítio como amnoacil- tRNA. No sítio P ocorre a ligação peptídica do aminoácido do RNAt que se ligou ao sítio A. O sítio E é o sítio de desligamento do RNAt, que já está descarregado. Esse sítio é também chamado de sítio exit, sítio de saída. 9-O que significa dizer quer a replicação do DNA é um processo semi-conservativo? Quando ocorre a replicação do DNA, uma das fitas do DNA é oriunda da fita original. No caso, cada fita parental serve como molde para a síntese de uma nova fita-filha. 10- Sabemos que as enzimas DNA polimerases requerem a presença de uma extremidade 3´ OH livre de um nucleotídeo corretamente pareado com a fita molde para poderem atuar. Assim as polimerases do DNA não conseguem iniciar uma síntese de novo de DNA, ou seja, não conseguem adicionar um primeiro nucleotídeo sobre uma cadeia molde de DNA. Então, como esse problema é solucionado no processo de replicação do DNA? O problema é solucionado com os fragmentos de Okasaki, que são sintetizados como pedaços curtos e descontínuos de DNA, no sentido inverso ao sentido da forquilha de replicação. Esses pequenos pedaços são ligados pela DNA ligase, dando origem a uma nova fita intacta. 11- Qual a função da enzima DNA ligase durante a replicação do DNA? Elas unem os fragmentos de Okasaki da fita descontínua de DNA, dando origem a uma nova fita. 12- O que são e como são gerados os fragmentos de Okasaki? São fragmentos de DNA de cadeia simples, que são formados no momento da replicação do DNA. Podem receber também o nome de “cadeia retardada”. Sua formação tem início com a RNA primase, que cria pequenos primers no sentido 3’ – 5’ e dessa forma a DNA polimerase pode sintetizar os pequenos fragmentos de DNA. Após isso, a exonuclease 5’ faz a retirada dos primers enquanto a DNA ligase une esses fragmentos de DNA. 13- Descreva o papel da enzima telomerase na replicação do DNA eucariótico A telomerase tem em seu interior uma fita de RNA que serve como molde para a extensão dos telômeros. Essa enzima faz uma transcrição inversa, pois a parte do molde de RNA constrói um novo fragmento de DNA na extremidade do cromossomo. Sem a telomerase, os cromossomos se tornam menores a cada ciclo de replicação, pois há a perda do final da sequencia do cromossomo, que não conseguiria mais se replicar. 14-Descreva os principais componentes e a organização do envoltório nuclear: Os principais componentes: as membranas nucleares e a lamina nuclear. A membrana nuclear é uma bicamada lipídica com uma face interna e outra externa. A face interna é revestida por cromatina e a externa possui polirribossomos inseridos em sua superfície, além de ser contígua ao retículo endoplasmático.A membrana tem poros, organizados pelos complexos do poro, que formam canais de transporte seletivo. Já a lamina nuclear é uma camada deproteínas fibrosas, que formam uma sustentação, que serve também de apoio para os cromossomos.Ela fica junto da membrana interna do núcleo. 15-Diferencie eucromatina de heterocromatina com relação à: (i) aspecto na microscopia eletrônica, (ii) grau de empacotamento do DNA, (iii) acessibilidade do DNA à transcrição gênica. A EUCROMATINA na microscopia eletrônica é vista como regiões mais claras. O seu grau de empacotamento é menor e a sua acessibilidade à transcrição gênica pelo DNA é melhor. (eletronlúcidas) A HETEROCROMATINA na microscopia eletrônica é vista como regiões mais escuras, o seu grau de empacotamento é muito maior e por isso não há grande verificação de transcrição nessa região, pois é mais densa e o material genético fica inacessível. (eletrondensas) 16-Qual o papel das importinas e exportinas durante o transporte nucleocitoplasmático? Elas são receptoras do transporte nuclear (CARIOFERINAS). As importinas que transportam moléculas do citoplasma para o interior do núcleo, já as exportinas exportam macromoléculas do núcleo para o citoplasma. As exportinas reconhecem o NES e as importinas reconhecem o NLS. 17- Qual a função do nucléolo? Cite dois eventos que ocorrem no nucléolo? O Nucléolo pode ser considerado heterocromatina? Justifique. O nucléolo tem a função de produzir as subunidades que vão dar origem aos ribossomos. No nucléolo ocorre a síntese de ribossomos e também o processamento do RNAr. Não. Apesar de a região do nucléolo ser mais eletrondensa em relação ao núcleo, o agregado é de RNAs e proteínas que vão transcrever os RNA ribossomais. Isso sem levar em consideração que sua principal função está na síntese, montagem e maturação dos ribossomos. 18-Construa uma sentença que contenha corretamente os seguintes termos: Ribossomo, Retículo endoplasmático, SRP, Complexo Sec61, Sequencia sinal e Peptidase da sequência sinal. Os ribossomos presentes no retículo endoplasmático fazem a tradução das proteínas, essas proteínas só podem ir para os seus respectivos endereçamentos apenas se tiverem uma sequencia sinal. A SRP é quem vai reconhecer um sinal e travar a tradução para se ligar ao ribossomo. Dessa maneira, a sequencia sinal é inserida em um canal de membrana ou translocom, estes canais possuem três proteínas transmembranas chamadas de Sec61. Quando há a saída da SRP, o transporte da proteína para dentro do retículo endoplasmático se inicia, mas acaba acontecendo a peptidase da sequencia sinal por meio de uma clivagem. 19. Cite duas funções celulares associadas as regiões lisas do retículo endoplasmático. Síntese de lipídios e detoxificação . 20-Qual a importância das vias de glicosilação de proteínas do tipo N e do Tipo O? Descreva cada uma dessas formas de glicosilação de proteínas. Glicosilação é o processo de adição de açúcares a proteínas e lipídios, formando glicolipídios e glicoproteínas. A glicosilação é de grande importância porque uma cadeia de acúcares é bem mais polar e rígida do que uma cadeia de aas. Uma glicoproteína está muito mais protegida da ação de proteases do que uma proteína não glicosilada, o que protege a membrana plasmática como um todo. As vias de glicosilação protegem a proteína das ações enzimáticas e contribuem para o enovelamento correto das mesmas, além de contribuir com o reconhecimento celular. GLICOSILAÇÃO N: Inicia no RE, pois açucares começam a ser adicionados na cadeia polipeptídica quando ela ainda está sendo sintetizada. O primeiro açúcar é adicionado no aminoácido asparagina. O processo é co-traducional e termina no Complexo de Golgi. GLICOSILAÇÃO O: Ocorre no complexo de Golgi do inicio ao fim, quando a proteína já está formada. O primeiro açúcar é adicionado a uma serina ou a uma treonina. 21- Qual a importância celular dos processos de glicosilação de proteínas? O que são glicosil transferases e glicosidases? A glicosilação é de grande importância porque uma cadeia de acúcares é bem mais polar e rígida do que uma cadeia de aas. Uma glicoproteína está muito mais protegida da ação de proteases do que uma proteína não glicosilada, o que protege a membrana plasmática como um todo. As enzimas conhecidas como glicosidases são responsáveis pela clivagem hidrolítica das ligações α ou β-glicosídicas, as quais unem dois açúcares simples através de um átomo de oxigênio. Esta família de enzimas atua durante a digestão na degradação dos oligossacarídeos e dos polissacarídeos provenientes da alimentação, liberando as unidades monossacarídicas de carboidratos, as quais são absorvidas e utilizadas pelo organismo como nutrientes. As glicosiltransferases são enzimas responsáveis pela transferência de resíduos específicos de açúcar. Catalisa as reações de transglicolização entre substrato aceptor e o açúcar receptor. 22- A Rede Trans do Complexo de Golgi (ou Trans Golgi Network - TGN) é uma das regiões mais importantes das células eucarióticas. Cite dois eventos específicos que ocorram na Rede Trans do Golgi. No complexo de Golgi ocorre a fosforilação dos resíduos de manose na arvore glicídica de hidrolases ácidas (enzimas lisossomais). Na rede Trans do Golgi, receptores de manose-6-fosfato reconhecem o pedaço da glicoproteina e determina o brotamento de vesículas contendo apenas as enzimas que serão encaminhadas aos lisossomos.
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