REPLICAÇÃO DO DNA

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BIOLOGIA I 
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12 REPLICAÇÃO DO DNA
INTRODUÇÃO
As carac1terísticas de um organismo dependem, direta ou 
indiretamente, de seu código genético que, por sua vez, consiste 
em uma sequência de bases nitrogenadas contidas em seu DNA. 
Em seres eucariontes, este DNA fica majoritariamente confinado 
ao núcleo que, como a maioria das organelas, é uma estrutura 
membranosa com função particular. 
Neste módulo estudaremos como o DNA se comporta durante a 
vida de uma célula eucarióti1ca e como isto afeta a constituição do 
núcleo. Por fim, abordaremos algumas alterações mais frequentes 
na população, conhecidas como síndromes cromossômicas.
CICLO CELULAR
A vida de uma célula pode ser compreendida como a vida de 
qualquer outro organismo. Existe um momento de nascimento, 
crescimento, reprodução e morte. O nascimento de uma célula ocorre 
logo após a divisão de uma célula progenitora que a origina, seu 
crescimento consiste no período de maior atividade característica. 
A reprodução ocorre por divisões e a morte pode acontecer de 
diferentes maneiras, mas sempre culmina na eliminação da célula. 
Este processo, como um todo, é denominado ciclo celular e pode ser 
dividido em duas principais fases: interfase e divisão celular.
M
M
I
S
G2
G0G1
A interfase, com suas subfases G1 (gap 1), S (synthesis) e 
G2 (gap 2), corresponde ao período entre duas divisões celulares. 
Assim que uma célula “nasce” ela intensifica a síntese de proteínas, 
aumenta em volume e começa a desempenhar suas funções 
tradicionais, tudo isso ocorrendo em G1. Caso receba um sinal para 
a proliferação, esta célula precisa replicar seu material genético, o 
que ocorre em S. Por fim, com DNA duplicado, ela realiza uma série 
de verificações por mutações, podendo corrigi-las antes da divisão 
celular, o que caracteriza G2.
A subfase S da interfase é particularmente interessante, pois 
nela ocorre a replicação (duplicação) do material genético. Nessa 
etapa, cada fita de DNA já existente deve servir como molde para 
a síntese de uma nova fita complementar. Cada par, formado por 
uma fita molde e uma fita filha, será destinado a uma célula-filha 
após a divisão celular. Isto garante que as células resultantes da 
proliferação apresentem o mesmo código genético original.
Para entender a replicação, primeiro devemos lembrar que 
cada fita de DNA se encontra pareada a uma complementar, sendo 
a sua conformação natural uma dupla hélice. Estes pareamentos 
ocorrem através de pontes de hidrogênio que são estabelecidas 
entre as bases nitrogenadas de cada fita. Assim, adeninas (A) 
sempre se pareiam a timinas (T) por duas pontes de hidrogênio, 
enquanto citosinas (C) sempre se pareiam a guaninas (G) através 
de três pontes de hidrogênio.
A síntese de uma nova fita de DNA a partir de outra 
previamente existente depende de um complexo enzimático no 
qual se destaca a DNA Polimerase. Esta enzima é responsável 
por unir os nucleotídeos que formarão a nova fita de DNA em 
complementaridade ao molde já existente. A ligação química 
existente entre os nucleotídeos de uma mesma fita é chamada de 
ligação fosfodiéster.
A replicação, então, inicia-se quando este complexo enzimático 
acessa a dupla fita de DNA que servirá como molde e se intercala 
entre as duas fitas de forma a afastá-las, desnaturando a dupla 
hélice. A ruptura das pontes de hidrogênio abre espaço para que 
os nucleotídeos livres que estão presentes no núcleo se pareiem 
aqueles que formam cada fita molde. Assim, conforme o complexo 
enzimático se desloca ao longo do DNA original, mais nucleotídeos 
se pareiam e são unidos por ligações fosfodiéster graças à ação 
da DNA Polimerase. O fim da replicação é marcado pela formação 
de duas duplas-fitas individuais a partir de uma dupla-fita original. 
A figura a seguir representa o processo de replicação.
A própria replicação é um processo passível de erros e, além 
dela, o DNA pode sofrer mutações ao longo de sua existência. Uma 
célula com erros em seu DNA recém-duplicado pode identificá-los 
e corrigi-los por comparação com o material genético original. Em 
algumas situações, no entanto, a quantidade de mutações é tão 
grande que o reparo se torna inviável e a célula desencadeia um 
processo de morte. Existem diferentes tipos de morte (necrose e 
autofagia, por exemplo), mas neste caso ocorrerá a apoptose, uma 
morte programada que não gera inflamação ou dano às demais 
células de um tecido biológico.
Caso as mutações não sejam reconhecidas ou reparadas e, 
ainda assim, a célula não morra, o ciclo celular prossegue de G2 à 
divisão. O acúmulo de mutações – geralmente ao longo de muitos 
anos – pode alterar significativamente a fisiologia das células 
afetadas. A massa de células resultantes deste processo, capaz 
de afetar a arquitetura do tecido no qual se encontra, é conhecida 
como câncer (tumor maligno).
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BIOLOGIA I 12 REPLICAÇÃO DO DNA
Algumas células podem entrar em uma variação de G1 
conhecida como G0, na qual não há estímulo à proliferação e, 
em alguns casos, ocorre redução de seu metabolismo.
Considerando que G2 tenha ocorrido de forma correta, a 
interfase termina e se inicia a divisão celular. Esta divisão 
pode ocorrer de duas maneiras (mitose ou meiose) que 
serão estudadas mais a frente. Resumidamente, podemos 
compreender a mitose como uma divisão celular que gera 
células idênticas à original, enquanto a meiose é caracterizada 
pela redução do número de cromossomos nas células-filhas 
à metade.
PROEXPLICA
NÚCLEO INTERFÁSICO
Durante todo o período de interfase, a maioria das células 
eucarióticas apresenta o núcleo como uma estrutura de proteção 
ao material genético (hemácias são um exemplo do contrário). O 
núcleo, como pode ser observado na figura a seguir, apresenta uma 
delimitação conhecida como envelope nuclear (carioteca) que é 
formado por duas membranas (interna e externa). Internamente 
ao envelope se encontra um espaço preenchido por um líquido 
similar ao citosol que, aqui, é chamado de nucleoplasma. Imerso 
no nucleoplasma, o DNA não se apresenta solto, mas enovelado 
em proteínas conhecidas como histonas, formando um complexo 
chamado de cromatina. Ainda no núcleo é possível observar 
uma ou mais regiões densas, os nucléolos, que são locais onde 
proteínas especiais se associam ao RNAr para dar origem aos 
ribossomos. Por fim, como muitas moléculas produzidas no 
núcleo precisam migrar para o citoplasma, e vice-versa, também 
é possível encontrar poros no envelope nuclear, que nada mais são 
que complexos proteicos que possibilitam o transporte através das 
membranas nucleares.
A cromatina, formada por DNA e histonas, não é uma estrutura 
homogênea. Em suas regiões menos densas (eucromatina) se 
encontram trechos de DNA (genes) que estão ativos naquele dado 
momento, sendo utilizados na determinação de características 
da célula em questão. As regiões mais densas (heterocromatina) 
apresentam os trechos que estão inativos e que, portanto, não estão 
sendo empregados na determinação de características. As regiões 
que formam eucromatina e heterocromatina são dinâmicas. Logo, 
porções da cromatina mais condensadas podem ser afrouxadas 
rapidamente quando necessário, sendo o contrário verdadeiro.
COMPACTAÇÃO DO DNA
A tradicional dupla-fita de DNA é uma estrutura relativamente 
estável. No entanto, sua importância para a fisiologia celular é tão 
grande que não faz sentido pensar em excesso de proteção. 
A forma natural de encontrar o DNA em uma célula eucariótica 
é através de sua associação às histonas, como mencionado 
anteriormente, formando a cromatina – sendo cada trecho de DNA 
enrolado a histonas conhecido como nucleossomo. No entanto, a 
quantidade de histonas pode variar não só quanto às estruturas 
de eucromatina e heterocromatina. Durante uma divisão celular, na 
qual é necessário separar o material genético de uma célula-mãe 
entre suas células-filhas, o DNA está ainda mais sujeito a quebras. 
Nesta fase do ciclocelular, então, é observada uma forma ainda 
mais compacta conhecida como cromossomo. Assim, em termos 
de componentes, cromatina e cromossomo são formados pelo 
mesmo material (DNA e histonas), porém em proporções distintas.
CROMOSSOMOS
Um cromossomo típico, como pode ser visto ao centro da 
figura a seguir, apresenta duas cromátides-irmãs que conectam 
através de um centrômero. A separação das cromátides-irmãs, 
como estudaremos ao falar sobre divisão celular, origina dois 
cromossomos simples idênticos, cada um com apenas uma 
cromátide.
Cromátides
irmãs
Cromátide
Divisão do
centrômero
Cromossomo com
duas com cromátides
Dois cromossomos
idênticos
Em muitos organismos, como em humanos, há pares de 
cromossomos em cada célula. Um destes cromossomos é 
proveniente do lado materno, enquanto seu par é proveniente do 
lado paterno do indivíduo em questão. Este conjunto é reconhecido 
como um par de cromossomos homólogos.
ESTRUTURA 
Um cromossomo eucarionte pode ser classificado de acordo 
com a posição relativa de seu centrômero e tamanho de seus braços. 
Assim, existem cromossomos metacêntricos que apresentam 
centrômero exatamente ao meio, separando braços de tamanhos 
iguais. Cromossomos submetacêntricos apresentam um braço 
com um quarto de seu tamanho total, sendo os outros três quartos 
correspondentes ao outro braço. Um cromossomo acrocêntrico 
apresenta dois braços, mas um de tamanho extremamente 
reduzido, já que o centrômero está localizado bem perto de uma 
das extremidades. Por fim, cromossomos telocêntricos são os que 
apresentam realmente um braço, sendo o centrômero presente 
em uma de suas extremidades. A figura a seguir representa estes 
quatro tipos de cromossomos encontrados na natureza.
Metacêntrico Submetacêntrico Acrocêntrico Telocêntrico
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12 REPLICAÇÃO DO DNA
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BIOLOGIA I
PLOIDIA
Apresentar cromossomos homólogos aos pares é o que 
classifica organismos como diploides (2n). Assim, por receberem 
23 cromossomos de sua mãe e outros 23 cromossomos homólogos 
de seu pai durante a fecundação, seres humanos apresentam 23 
pares de cromossomos em quase todas as suas células, sendo 
organismos diploides (2n = 46 cromossomos). 
Algumas espécies são tipicamente encontradas em sua forma 
haploide (n), como ocorre com alguns fungos e, em humanos, 
nas células reprodutivas (espermatozoides e óvulos). Ser haploide 
significa não apresentar par de cromossomos, assim, um óvulo 
humano é haploide (n = 23 cromossomos).
CARIÓTIPO
O número e a estrutura dos cromossomos existentes em uma 
célula é algo característico de uma espécie. Humanos (Homo 
sapiens) apresentam tipicamente 46 cromossomos por célula, 
enquanto os gatos (Feliz catus) possuem 38 cromossomos e 
cachorros (Canis familiaris) possuem 78 cromossomos. 
A visualização dos cromossomos – que só é possível durante 
a divisão celular, uma vez que durante a interfase o DNA esteja 
estruturado como cromatina dentro do núcleo – sua contagem 
e organização são o que chamamos de cariótipo. Sua anotação 
pode ser feita de duas formas diferentes, destacando-se os 
cromossomos autossômicos ou não. Cromossomos autossômicos 
(autossomos) se opõem aos cromossomos sexuais. Assim, se 
uma espécie apresenta um par de cromossomos responsáveis pela 
determinação do sexo biológico, todos os demais são autossomos 
e não interferem com este processo. 
Peguemos um humano como exemplo. Nossos 
cromossomos sexuais são X e Y. Mulheres, que representam o 
sexo homogamético, possuem dois cromossomos X, enquanto 
homens, heterogaméticos, são XY. Assim, a descrição do cariótipo 
feminino pode ser realizada como 46, XX ou 44AA + XX. O mesmo 
funcionaria para um homem: 46, XY ou 44AA + XY.
O curioso é que, como é possível notar pela presença de um 
único cromossomos X em homens, ter dois cromossomos X não é 
necessário à sobrevivência. Desta forma, as células femininas, mesmo 
durante a interfase, apresentam um cromossomo visualizável. Este 
cromossomo, que praticamente nunca é descompactado, é chamado 
de cromatina sexual ou corpúsculo de Barr.
SÍNDROMES CROMOSSÔMICAS
Toda e qualquer modificação que interfira no número ou na 
estrutura dos cromossomos de uma célula é chamada  mutação 
cromossômica. As mutações cromossômicas podem ser 
classificadas em mutações numéricas, em que há alteração 
no número de cromossomos de célula, e mutações estruturais, 
em que há alteração na forma ou no tamanho de um ou mais 
cromossomos da célula.
MUTAÇÕES ESTRUTURAIS
São provenientes de fragmentos cromossômicos seguidos 
de perda de pedaços em locais diferentes da original. Esse tipo de 
mutação pode ser classificado em:
• Deficiência ou deleção: quando o cromossomo é 
desprovido de uma parte.
• Duplicação: quando há a repetição de um pedaço do 
cromossomo.
• Inversão: quando o cromossomo tem uma porção 
invertida.
• Translocação: quando um cromossomo apresenta uma 
parte proveniente de outro cromossomo.
MUTAÇÕES NUMÉRICAS
São, ainda, subdivididas em aneuploidias e euploidias. Nas 
aneuploidias, tem-se um aumento ou uma perda de um ou mais 
cromossomos; já nas euploidias, o aumento ou a perda será em 
lotes cromossômicos completos, também conhecidos como 
genomas.
• Aneuploidia 
 – Nulissomia - é uma aneuploidia que ocorre quando 
há a perda de um par completo de cromossomos, 
sendo indicada por 2n-2. Para os seres diploides (2n), 
a nulissomia é quase sempre letal
 – Monossomia - é quando há perda de um dos 
cromossomos, pode também ser indicado por 2n – 1. 
Ex: Síndrome de Turner
 – Polissomia - É quando ocorre o aumento de um ou 
mais cromossomos em um genoma. Estes seres são 
representados como: trissomia (2n+1), tetrassomia 
(2n+2), pentassomia (2n+3), hexassomia (2n+4), e 
assim por diante. Ex: síndrome de Down e Klinefelter 
• Euploidia São alterações que causam modificação em 
todo o genoma, ou seja, aumento ou diminuição de pelo 
menos um conjunto cromossômico haploide, portanto, a 
célula humana apresenta um número de cromossomos 
múltiplo de 23, podendo ser n, 3n, 4n, 5n etc. 
A tabela a seguir sumariza as aneuploidias mais comuns no 
Brasil.
SÍNDROME ALTERAÇÃO PRINCIPAIS SINTOMAS
Síndrome de 
Down
47, XX +21 ou 
47, XY + 21
Atraso no 
desenvolvimento 
cognitivo, extremidade 
dos olhos superiormente 
inclinada e pescoço e 
dedos curtos.
Síndrome de 
Turner 45, X
Tórax largo, ovários 
atrofiados, pescoço curto 
e baixa estatura.
Síndrome de 
Klinefelter 47, XXY
Alta estatura, 
ginecomastia e testículos 
atrofiados.
Síndrome de 
Patau
47, XX + 13 ou 
47, XY + 13
Fenda labial e palatina, 
punhos cerrados, pés 
arqueados e orelhas 
malformadas.
Síndrome de 
Edwards
47, XX + 18 ou 
47, XY + 18
Micrognatia, orelhas mais 
baixas, cardiopatia e 
fraqueza muscular.
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BIOLOGIA I 12 REPLICAÇÃO DO DNA
PROTREINO
EXERCÍCIOS
01. Descreva as etapas da intérfase.
02. Aponte o tipo de síndrome causada pela trissomia do 
cromossomo 21.
03. Classifique os cromossomos de acordo com a posição do 
centrômero.
04. Determine a constituição cromossômica de um indivíduo com 
síndrome de Turner.
05. Cite o que causa a síndrome de Klinefelter.
PROPOSTOS
EXERCÍCIOS
01. (ENEM) Um estudante relatou que o mapeamento do DNA da 
cevada foi quase todo concluído e seu código genético desvendado. 
Chamou atenção para o número de genes que compõem esse 
código genético e que a semente da cevada, apesar de pequena, 
possui um genoma mais complexo que o humano, sendo boa parte 
desse código constituída de sequências repetidas. 
Nesse contexto, o conceito de código genético está abordado de 
forma equivocada.
Cientificamente esse conceito é definido como 
a) trincas de nucleotídeos que codificam os aminoácidos.
b) localização de todos os genes encontrados em um genoma.
c) codificação de sequências repetidas presentes em um genoma. 
d) conjunto de todos os RNAs mensageiros transcritos em um 
organismo.
e) todas as sequências depares de bases presentes em um 
organismo.
02. . (ENEM) A reação em cadeia da polimerase (PCR, na sigla em 
inglês) é uma técnica de biologia molecular que permite replicação 
in vitro do DNA de forma rápida. Essa técnica surgiu na década 
de 1980 e permitiu avanços científicos em todas as áreas de 
investigação genômica. A dupla hélice é estabilizada por ligações 
de hidrogênio, duas entre as bases adenina (A) e timina (T) e três 
entre as bases guanina (G) e citosina (C). Inicialmente, para que 
o DNA possa ser replicado, a dupla hélice precisa ser totalmente 
desnaturada (desenrolada) pelo aumento da temperatura, quando 
são desfeitas as ligações de hidrogênio entre as diferentes bases 
nitrogenadas.
Qual dos segmentos de DNA será o primeiro a desnaturar 
totalmente durante o aumento da temperatura na reação de PCR? 
a)
b)
c) 
d) 
e)
 
03. (ENEM) A cariotipagem é um método que analisa células de um 
indivíduo para determinar seu padrão cromossômico. Essa técnica 
consiste na montagem fotográfica, em sequência, dos pares de 
cromossomos e permite identificar um indivíduo normal (46, XX ou 
46, XY) ou com alguma alteração cromossômica. A investigação 
do cariótipo de uma criança do sexo masculino com alterações 
morfológicas e comprometimento cognitivo verificou que ela 
apresentava fórmula cariotípica 47, XY, +18.
A alteração cromossômica da criança pode ser classificada como 
a) estrutural, do tipo deleção.
b) numérica, do tipo euploidia.
c) numérica, do tipo poliploidia.
d) estrutural, do tipo duplicação.
e) numérica, do tipo aneuploidia.
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: 
João ficou intrigado com a grande quantidade de notícias 
envolvendo DNA: clonagem da ovelha Dolly, terapia gênica, testes 
de paternidade, engenharia genética, etc. Para conseguir entender 
as notícias, estudou a estrutura da molécula de DNA e seu 
funcionamento e analisou os dados do quadro a seguir. 
04. (ENEM) Analisando-se o DNA de um animal, detectou-se que 
40% de suas bases nitrogenadas eram constituídas por Adenina. 
Relacionando esse valor com o emparelhamento específico das 
bases, os valores encontrados para as outras bases nitrogenadas 
foram: 
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12 REPLICAÇÃO DO DNA
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BIOLOGIA I
a) T = 40%; C = 20%; G = 40%
b) T = 10%; C = 10%; G = 40%
c) T = 10%; C = 40%; G = 10%
d) T = 40%; C = 10%; G = 10%
e) T = 40%; C = 60%; G = 60%
05. . (FUVEST) Há uma impressionante continuidade entre os seres 
vivos (...). Talvez o exemplo mais marcante seja o da conservação 
do código genético (...) em praticamente todos os seres vivos. Um 
código genético de tal maneira “universal” é evidência de que todos 
os seres vivos são aparentados e herdaram os mecanismos de 
leitura do RNA de um ancestral comum.
Morgante & Meyer, Darwin e a Biologia, O Biólogo 10:12–20, 2009.
O termo “código genético” refere-se 
a) ao conjunto de trincas de bases nitrogenadas, cada trinca 
correspondendo a um determinado aminoácido.
b) ao conjunto de todos os genes dos cromossomos de uma 
célula, capazes de sintetizar diferentes proteínas.
c) ao conjunto de proteínas sintetizadas a partir de uma sequência 
específica de RNA.
d) a todo o genoma de um organismo, formado pelo DNA de suas 
células somáticas e reprodutivas.
e) à síntese de RNA a partir de uma das cadeias do DNA, que 
serve de modelo.
06. (UNICAMP) Em relação a um organismo diploide, que apresenta 
24 cromossomos em cada célula somática, pode-se afirmar que 
a) seu código genético é composto por 24 moléculas de DNA de 
fita simples.
b) o gameta originado desse organismo apresenta 12 moléculas 
de DNA de fita simples em seu genoma haploide.
c) uma célula desse organismo na fase G2 da interfase apresenta 
48 moléculas de DNA de fita dupla.
d) seu cariótipo é composto por 24 pares de cromossomos.
07. (PUCRJ) O material genético deve suas propriedades a seus 
constituintes, os nucleotídeos, e à forma como são organizados 
na molécula de ácido nucleico. No caso específico do DNA, é 
característica da estrutura molecular: 
a) a ligação entre as bases nitrogenadas se dar por pontes de 
enxofre.
b) a pentose típica do DNA ser uma desoxirribose.
c) ter como bases nitrogenadas a adenina, citosina, guanina, 
timina e uracila.
d) não existir uma orientação de polimerização dos nucleotídeos 
em cada cadeia.
e) formar cadeias somente de fitas simples.
08. (PUCRJ) Diversas doenças estão relacionadas a mutações 
no material genético. Porém, mutações pontuais, com a alteração 
de apenas uma base nitrogenada, muitas vezes não resultam 
em substituição efetiva do aminoácido correspondente ao códon 
mutado na proteína produzida. Isto se dá devido ao fato de: 
a) o código genético ser universal.
b) o código genético ser repetitivo ou degenerado.
c) o erro ser corrigido pela célula durante a tradução.
d) o código genético não poder sofrer alterações.
e) os genes mutados não serem transcritos ou traduzidos.
TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES: 
Utilize as informações abaixo para responder à(s) questão(ões) 
a seguir.
As duas cadeias carbônicas que formam a molécula de 
DNA são unidas por meio de ligações de hidrogênio entre bases 
nitrogenadas. Há quatro tipos de bases nitrogenadas: adenina, 
citosina, guanina e timina.
Nas estruturas a seguir, estão representadas, em pontilhado, as 
ligações de hidrogênio existentes nos pareamentos entre as bases 
timina e adenina, e citosina e guanina, na formação da molécula 
de DNA.
09. (UERJ) Considere que uma molécula de DNA com todas as 
citosinas marcadas radioativamente foi transferida para uma célula 
sem qualquer substância radioativa. Após esse procedimento, a célula 
sofreu duas divisões mitóticas, originando quatro células-filhas. 
Ao final das divisões mitóticas, a quantidade de células-filhas com 
radioatividade é: 
a) 1 b) 2 c) 3 d) 4
10. (UERJ) A desnaturação do DNA é o processo no qual as duas 
cadeias da molécula se separam devido à quebra das ligações de 
hidrogênio entre as bases nitrogenadas. Considere um estudo que 
comparou a desnaturação de quatro fragmentos de DNA − W, X, Y, 
Z − todos com a mesma quantidade total de bases nitrogenadas. 
Observe, na tabela, o percentual de timina presente em cada um:
FRAGMENTO DE 
DNA
PERCENTUAL DE 
TIMINA
W 10%
X 20%
Y 30%
Z 40%
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BIOLOGIA I 12 REPLICAÇÃO DO DNA
Para os quatro fragmentos, a desnaturação foi realizada mediante 
aquecimento, sem alteração de pH e com mesma temperatura 
inicial. 
No processo de aquecimento, a maior quantidade de energia foi 
consumida na desnaturação do seguinte fragmento: 
a) W
b) X
c) Y
d) Z
11. O DNA é uma molécula formada por uma dupla fita, enrolada 
uma sobre a outra, que forma uma estrutura helicoidal. Essa 
molécula se caracteriza pela sua capacidade de autoduplicação, 
um processo conhecido como:
a) tradução.
b) replicação.
c) transdução.
d) transcrição.
e) retificação.
12. No processo de duplicação de DNA, a enzima DNA polimerase 
é responsável por possibilitar a ligação entre os nucleotídeos que 
estão formando a nova fita. Neste processo, é necessário seguir 
um padrão exato para evitar que o código genético seja alterado e 
mutações sejam acumuladas. 
Dentre os processos adotados por esta enzima para evitar a 
ocorrência de mutações encontra-se o(a)
a) ligação fosfodiéster entre ribonucleotídeos.
b) pareamento de bases nitrogenadas com a fita molde.
c) complementaridade entre pirimidinas.
d) ponte dissulfeto entre desoxirribonucleotídeos.
e) helicoidização das fitas filhas.
13. Nos dias de hoje, podemos dizer que praticamente todos 
os seres humanos já ouviram em algum momento falar sobre o 
DNA e seu papel na hereditariedade da maioria dos organismos. 
Porém, foi apenas em 1952, um ano antes da descrição do modelo 
do DNA em dupla hélice por Watson e Crick, que foi confirmado, 
sem sombra de dúvidas, que o DNA é material genético. No artigo 
em que Watson e Crick descreveram a molécula de DNA, eles 
sugeriram um modelo de como essa molécula deveria se replicar. 
Em 1958,Meselson e Stahl realizaram experimentos utilizando 
isótopos pesados de nitrogênio que foram incorporados às bases 
nitrogenadas para avaliar como se daria a replicação da molécula. 
A partir dos resultados, confirmaram o modelo sugerido por Watson 
e Crick, que tinha como premissa básica o rompimento das pontes 
de hidrogênio entre as bases nitrogenadas.
Considerando a estrutura da molécula de DNA e a posição das 
pontes de hidrogênio na mesma, os experimentos realizados por 
Meselson e Stahl a respeito da replicação dessa molécula levaram 
à conclusão de que
a) a replicação do DNA é conservativa, isto é, a fita dupla filha é 
recém-sintetizada e o filamento parental é conservado.
b) a replicação de DNA é dispersiva, isto é, as fitas filhas contêm 
DNA recém-sintetizado e parentais em cada uma das fitas.
c) a replicação é semiconservativa, isto é, as fitas filhas consistem 
de uma fita parental e uma recém-sintetizada.
d) a replicação do DNA é conservativa, isto é, as fitas filhas 
consistem de moléculas de DNA parental.
e) a replicação é semiconservativa, isto é, as fitas filhas consistem 
de uma fita molde e uma fita codificadora.
14. Muitas drogas, entre elas alguns quimioterápicos, atuam 
sobre os nucléolos. A desorganização desta região leva à morte 
celular, reduzindo o volume tumoral e elevando a sobrevivência dos 
pacientes.
Assim, analise as afirmativas a seguir feitas sobre esta estrutura.
I. É uma região de intensa síntese de RNA ribossômico.
II. No nucléolo, as moléculas de RNA ribossômico associam-
se a proteínas formando as subunidades que comporão os 
ribossomos.
III. A organização do nucléolo depende da atividade do Complexo 
de Golgi.
Estão corretas as afirmativas
a) I, apenas.
b) II, apenas.
c) III, apenas.
d) I e II, apenas.
e) II e III, apenas.
15. Leia abaixo a descrição do experimento por meio do qual se 
comprovou que a replicação do DNA é do tipo semiconservativo.
Uma cultura de células teve, inicialmente, o seu ciclo 
de divisão sincronizado, ou seja, todas iniciavam e 
completavam a síntese de DNA ao mesmo tempo. 
A cultura foi mantida em um meio nutritivo normal 
e, após um ciclo de replicação, as células foram 
transferidas para um outro meio, onde todas as bases 
nitrogenadas continham o isótopo do nitrogênio 15N 
em substituição ao 14N. Nestas condições, essas 
células foram acompanhadas por três gerações 
seguidas. O DNA de cada geração foi preparado e 
separado por centrifugação conforme sua densidade.
Observe o gráfico correspondente ao resultado obtido na primeira 
etapa do experimento, na qual as células se reproduziram em meio 
normal com 14N:
densidade
qu
an
tid
ad
e 
de
 D
N
A
Observe, agora, os gráficos correspondentes aos resultados 
obtidos, para cada geração, após a substituição do 
nitrogênio das bases por 15N:
densidade
qu
an
tid
ad
e 
de
 D
N
A
X
 densidade
qu
an
tid
ad
e 
de
 D
N
A
Y
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12 REPLICAÇÃO DO DNA
37
BIOLOGIA I
densidade
qu
an
tid
ad
e 
de
 D
N
A
Z
Os gráficos que correspondem, respectivamente à primeira, à 
segunda e à terceira gerações são:
a) X, Y, Z b) Z, Y, X c) Y, Z, X d) Z, X, Y e) X, Z, Y
16. Em células eucariotas, a cromatina pode se apresentar 
como eucromatina, uma forma não espiralada, ou como 
heterocromatina, uma forma muito espiralada. Na 
metáfase, muitas regiões de eucromatina se transformam 
em heterocromatina, formando cromossomos bastante 
espiralados, conforme mostra o esquema.
Diferentes estágios de organização da cromatina
cromatina maior espirilização cromossomo
bastante espiralado
eucromatina
heterocromatina
Considerando uma mitose típica, a formação do cromossomo 
bastante espiralado favorece o seguinte processo: 
a) transcrição dos genes pela RNA polimerase.
b) distribuição do DNA para células-filhas.
c) síntese de proteínas nos ribossomos.
d) redução do cariótipo original.
e) aumento do cariótipo original
17. O núcleo celular contém todas as informações sobre a função 
e a estrutura da célula. Analise as afirmativas a seguir sobre a 
estrutura do núcleo celular eucariótico.
I. O material genético do núcleo localiza-se em estruturas 
chamadas cromossomos.
II. Os nucléolos são orgânulos delimitados por uma 
membrana e constituídos de DNA.
III. A carioteca ou membrana nuclear é dupla e porosa.
IV. O nucleoplasma ou suco nuclear é formado por água, 
ribossomos e material genético.
Estão corretas apenas as afirmativas: 
a) I e II.
b) II e III.
c) III e IV.
d) I e III.
e) II e IV.
18. (Uel 2019) A síndrome de Down, que afeta um em cada mil 
recém-nascidos, não é uma doença, mas a mais comum das 
alterações cromossômicas. Trata-se de uma condição genética 
que vem acompanhada de algumas peculiaridades para as quais 
os pais devem estar atentos desde o nascimento da criança. A 
pessoa com síndrome de Down faz parte do universo da diversidade 
humana e tem muito a contribuir com desenvolvimento de uma 
sociedade inclusiva.
Assinale a alternativa que representa, corretamente, um cariótipo 
de portador da síndrome de Down. 
a) 45, X.
b) 46, XX.
c) 47, XXY.
d) 47, XY + 21.
e) 47, XY + 18.
19. Um pesquisador injetou uma pequena quantidade de timidina 
radioativa (3H — timidina) em células com o propósito de determinar 
a localização dos ácidos nucleicos sintetizados a partir desse 
nucleotídeo, utilizando uma técnica muito empregada em biologia 
celular, a autorradiografia combinada com microscopia eletrônica. 
Assinale a alternativa que apresenta os dois compartimentos 
celulares nos quais o pesquisador encontrará ácidos nucleicos 
radioativos.
a) Núcleo e mitocôndrias.
b) Citosol e mitocôndrias.
c) Núcleo e retículo endoplasmático.
d) Citosol e retículo endoplasmático.
e) Peroxissomos e retículo endoplasmático.
20. O DNA apresenta diferentes níveis de condensação, conforme 
representado na figura.
No momento em que o DNA de uma célula somática humana for 
visualizado no nível “F” de condensação, está ocorrendo o processo de 
a) síntese de proteínas.
b) multiplicação celular.
c) permutação cromossômica.
d) produção de ácido ribonucleico.
e) duplicação do material genético.
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BIOLOGIA I 12 REPLICAÇÃO DO DNA
APROFUNDAMENTO
EXERCÍCIOS DE
01. (Ufu 2006) Em 1958, Meselson e Stahl cultivaram bactérias 
‘Escherichia coli’ por 14 gerações em meio de cultura, onde a única 
fonte de nitrogênio era o 15N (isótopo pesado). No desenho a seguir, 
a seta do Tubo 1 indica a posição (Ill) ocupada pelo DNA com 15N 
após ultracentrifugação em meio de cloreto de césio. 
Uma amostra de bactérias contendo DNA com 15N foi transferida 
para meio de cultura onde a única fonte de nitrogênio era o14N 
(isótopo normal). Após cada geração, foram retiradas amostras 
de DNA e verificada(s) a(s) posição(ões) ocupada(s) por estas 
amostras em meio de cloreto de césio. A seta do Tubo 2 indica a 
posição (II) ocupada pelo DNA, após a primeira geração em meio 
com 14N.
Com relação aos dados apresentados, responda: 
Após a segunda geração em meio com 14N, o DNA extraído das 
bactérias irá ocupar qual(is) posição(ções) no Tubo 3? 
Qual conclusão pode ser tirada a partir da realização deste 
experimento? 
Qual é a principal enzima envolvida no processo descrito?
02. (UFPR) Uma cultura de bactérias idênticas, todas contendo 
apenas uma molécula de DNA, é colocada em um meio de cultura 
no qual os nucleotídeos são marcados radioativamente. Elas 
são mantidas nesse meio por dois ciclos de divisão celular; ou 
seja, cada bactéria terá originado quatro bactérias-filhas. Depois, 
são mantidas por mais um ciclo de divisão em um meio com 
nucleotídeo não radioativo. Cada molécula de DNA é formada por 
duas cadeias polinucleotídicas enroladas helicoidalmente. 
A partir de uma bactéria dessa colônia, quantas cadeias 
polinucleotídicas conterão marcação radioativa e quantas cadeias 
não conterão marcação radioativa ao final dos três ciclos? 
Explique o motivo de sua resposta no item anterior.
03. (UNIFESP) O Sistema CRISPR-Cas9 foi desenvolvidoem 
laboratório e é constituído de um RNA-guia (CRISPR) associado a 
uma enzima de restrição (Cas9). O RNA-guia é uma sequência curta 
de RNA sintético complementar à sequência de um determinado 
trecho de DNA. Quando introduzido em células vivas, o CRISPR-
Cas9 detecta a sequência de DNA complementar e a enzima 
corta o DNA em um ponto específico. Em seguida, o sistema de 
reparo do DNA é ativado, unindo novamente os segmentos que 
foram separados. Nesse processo, podem ocorrer alterações na 
sequência original, causando a inativação de um gene. Sistemas 
semelhantes ao CRISPR-Cas9 são encontrados naturalmente em 
bactérias e ativados quando estas são infectadas por vírus.
a) Cite uma vantagem que sistemas semelhantes ao CRISPR-
Cas9 conferem a bactérias atacadas por um vírus cujo 
material genético seja o DNA. Supondo que no DNA viral exista 
a sequência de bases nitrogenadas CCCTATAGGG, qual será a 
sequência de bases no RNA-guia associado à Cas9 bacteriana? 
b) Por que a alteração na sequência de DNA provocada pelo 
CRISPR-Cas9 pode inativar um gene?
04. (UNICID - MEDICINA 2016) Após a descoberta da estrutura 
da molécula de DNA, surgiram três modelos para explicar como 
ocorre sua duplicação. A figura ilustra três possíveis modelos de 
duplicação da molécula de DNA.
a) Dos modelos apresentados, qual deles representa a duplicação 
da molécula de DNA proposto por Watson e Crick? Justifique 
sua resposta. 
b) Em que fase do ciclo celular mitótico ocorre a duplicação 
da molécula de DNA? Por que a célula precisa realizar esse 
processo?
05. (UNESP) Os indivíduos não são coisas estáveis. Eles são 
efêmeros. Os cromossomos também caem no esquecimento, 
como as mãos num jogo de cartas pouco depois de serem 
distribuídas. Mas as cartas, em si, sobrevivem ao embaralhamento. 
As cartas são os genes. Eles apenas trocam de parceiros e seguem 
em frente. É claro que eles seguem em frente. É essa a sua vocação. 
Eles são os replicadores e nós, suas máquinas de sobrevivência. 
Quando tivermos cumprido a nossa missão, seremos descartados. 
Os genes, porém, são cidadãos do tempo geológico: os genes são 
para sempre. 
(Richard Dawkins. O gene egoísta, 2008.) 
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12 REPLICAÇÃO DO DNA
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BIOLOGIA I
Considerando a reprodução sexuada, explique o que o autor do 
texto quis dizer ao comparar cada cromossomo, e o conjunto 
cromossômico de uma pessoa, às mãos de cartas que se 
desfazem assim que são distribuídas. Considerando o mecanismo 
de duplicação do DNA, explique a afirmação de que os genes são 
para sempre.
GABARITO
 EXERCÍCIOS PROPOSTOS
01.A
02.C
03.E
04.D
05.A
06.C
07.B
08.B
09.B
10.A
11.B
12.B
13.C
14.D
15.C
16.B
17.D
18.D
19.A
20.B
 EXERCÍCIOS DE APROFUNDAMENTO
01. 
a) O DNA vai ocupar as posições I e II do tubo 3.
b) A duplicação do DNA é semiconservativa.
c) DNA - polimerase.
02. 
a) Ao final do primeiro ciclo, cada bactéria terá uma cadeia polinucleotídica normal e uma 
radiotiva. No segundo ciclo, duas bactérias terão uma cadeia normal e uma radioativa e 
duas apresentarão as duas cadeias marcadas com radioatividade. Ao término do terceiro 
ciclo ocorrem duas bactérias com as duas cadeias normais e seis bactérias com uma 
cadeia sem radioatividade e uma cadeia radioativa.
b) O resultado do experimento é explicado pelo fato de a replicação do DNA ser 
semiconservativa.
03. 
a) O sistema CRISPR-Cas9 protege as bactérias contra o ataque de vírus que contém 
DNA como material genético. O mecanismo enzimático detecta o DNA exógeno e o corta 
em pontos específicos. O sistema de reparo acrescenta nucleotídeos ao DNA estranho
causando a inativação dos genes invasores, O RNA-guia associado ao Cas9 bacteriano 
apresenta a seguinte sequência de bases nitrogenadas: GGGAUAUCCC.
b) A alteração na sequência de DNA provocada pelo CRISPR-Cas9 pode inativar um gene 
modificando, por exemplo, o seu promotor ou o códon de início da tradução, entre outras.
04. 
a) O modelo C representa a duplicação da molécula de DNA proposta por Watson e Crick, 
indicando que cada uma das moléculas de DNA serve como molde para a formação de 
uma nova cadeia, chamada de replicação semiconservativa.
b) A duplicação da molécula de DNA ocorre na Intérfase, no intervalo chamada S (Síntese), 
processo que antecede a mitose propriamente dita. A célula precisa replicar o DNA para a 
divisão e produção de uma nova célula.
05. Os cromossomos e os genes são como as cartas de um baralho. A cada mão, são 
formadas novas combinações de cartas, assim como, a cada geração, as permutações e a 
segregação, independente dos cromossomos homólogos, produzem novas combinações 
gênicas e cromossômicas nos gametas envolvidos na reprodução sexuada. A replicação 
semiconservativa do DNA garante que as duas cadeias pareadas do DNA se separem e se 
complementem, permitindo que as instruções genéticas se perpetuem nas células filhas 
e nas gerações futuras.
ANOTAÇÕES
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