Estrutura e Funcionamento do DNA

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1 – Resposta:
O núcleo da célula é uma estrutura circular presente nas células eucarióticas, onde se encontra o DNA formado por nucleotídeos que se organizam em uma dupla hélice.
Uma das características essenciais das células eucarióticas é a presença de um núcleo onde está localizado o material genético. O núcleo tem uma forma arredondada e possui poros em sua membrana, que possibilitam a troca de substâncias entre o citoplasma e o núcleo.
O material genético é formado por elementos químicos chamados nucleotídeos, responsáveis por compor a sua organização molecular.
Complexo de fosfato
Pentose - ribose (frutose).
Componentes de nitrogênio (adenina, timina, citosina e guanina).
Os nucleotídeos se conectam através de pontes de hidrogênio para formar o material genético em uma estrutura em formato de dupla hélice.
2 – Resposta:
Isso significa que cada uma das duas fitas de DNA de dupla hélice serve como molde na produção de duas novas fitas. A replicação do DNA envolve o pareamento de bases complementares, seguindo as instruções de Chargaff: adenina (A) sempre se une à timina (T), e citosina (C) sempre se une à guanina (G).
3 – Resposta:
O principal aspecto que distingue os conceitos de "nucleotídeo" e "nucleosídeo" é a presença de pelo menos uma molécula de fosfato ligada à pentose no nucleotídeo, enquanto o nucleosídeo não tem nenhuma ligação com grupos fosfato.
4 – Resposta:
Sua função é crucial na formação da estrutura do DNA.
Os átomos de oxigênio presentes em um grupamento de fosfato se conectam aos grupos hidroxila de duas moléculas diferentes, resultando na formação da ligação fosfodiéster. Dessa maneira, o grupamento de fosfato desempenha o papel de uma conexão resistente entre elas.
Dessa maneira, emerge a significativa importância dessa conexão que envolve a formação de sequências de ácidos nucleicos - e é nesse ponto que o DNA desempenha um papel fundamental. O RNA também possui uma função essencial, pois essa união é necessária para a estrutura de suporte dessas moléculas biológicas (DNA e RNA).
5 – Resposta:
A presença do grupo hidroxila (-OH) na ribose presente no RNA torna-o menos estável em comparação com o DNA e mais suscetível a reações químicas. A substituição da timina pela uracila no RNA modifica a maneira como as duas moléculas se unem, tendo em vista que a uracila se une à adenina (A) em vez de à timina (T). Adicionalmente, a estrutura de única fita do RNA possibilita sua conformação em diversas formas tridimensionais, as quais desempenham uma função crucial em suas atividades biológicas, especialmente na síntese de proteínas.
6 – Resposta:
O anel purínico é uma das partes que compõem as bases nitrogenadas dos nucleotídeos presentes no DNA. Existem várias posições químicas distintas nesse anel, sendo que apenas as posições N3 da adenina e N7 da guanina não estão envolvidas no processo de emparelhamento, como explicado por Watson e Crick.
A combinação de Watson e Crick e a estrutura de purinas
A ligação entre Watson e Crick consiste na forma como as bases nitrogenadas do DNA se conectam de maneira específica, na qual a adenina (A) se une sempre à timina (T) e a guanina (G) se une sempre à citosina (C).
A ligação é possível graças às posições químicas exclusivas encontradas no anel de purina que se alinham de forma apropriada com as posições químicas nas bases nitrogenadas correspondentes.
Na adenina (A), os átomos estão distribuídos nas posições N1, C2, N3, C4, C5 e N6 da estrutura purínica.
Na guanina (G), os átomos presentes são: N1, C2, N2, N3, C4, C5 e N7.
As localizações exercem uma função fundamental, visto que cada uma delas possui a habilidade de realizar conexões químicas específicas na configuração de dupla hélice do DNA (A-T, G-C). Adicionalmente, as localizações N3 e N7 apresentam a capacidade de formar ligações de hidrogênio com outras substâncias, de forma distinta do emparelhamento tradicional de Watson e Crick. Esse tipo de emparelhamento pouco convencional é conhecido como emparelhamento de Hoogsteen.
7 – Resposta:
Para um trecho de DNA (5’)GCGCAATATGTAACTAGCCAGGTTTGCGC(3'), os nucleotídeos complementares da fita oposta do DNA são: timina-guanina-guanina-guanina-guanina-guanina-timina-citosina-guanina-citosina-guanina-citosina-guanina-guanina-guanina-citosina-timina-timina-guanina-timina-citosina-citosina, a sequência de nucleotídeos correspondente do RNAm é (5')GCGCAAUAUGUAACUAGCCAGGUUUGCGC(3').
O código genético e RNA mensageiro. O código genético é composto por duas cadeias que se ligam, criando uma estrutura em forma de hélice dupla. Cada cadeia é composta por uma sequência de nucleotídeos, que são os blocos de construção essenciais do código genético. Os nucleotídeos são representados pelas letras A, C, G e T, que correspondem às bases nitrogenadas adenina, citosina, guanina e timina, respectivamente.
A conexão entre as bases nitrogenadas representa um dos fundamentos essenciais do DNA. Neste caso, temos a certeza de que a adenina (A) se liga permanentemente à timina (T), enquanto a citosina (C) se liga à guanina (G). Dessa forma, ao conhecermos a sequência de um filamento de DNA, é possível identificar sem dificuldade a sequência complementar.
É fundamental substituir cada base do DNA presente para encontrar a sequência complementar da fita. A sequência complementar apresentada é (3’)CGCGTTATACATTGATCGGTCCAAACGCG(5'). As bases encontram-se dispostas de forma invertida em comparação com a sequência inicial.
O RNA mensageiro (RNAm) é produzido a partir da transcrição do DNA durante o processo de expressão genética. A síntese do RNAm envolve a transcrição da sequência do DNA, onde a uracila (U) é emparelhada com a adenina (A) em vez da timina (T). Portanto, para determinar a sequência do RNAm correspondente à sequência do DNA fornecida, basta substituir a T por U. A sequência do RNAm resultante é (5')GCGCAAUAUGUAACUAGCCAGGUUUGCGC(3').
8 – Resposta:
A presença do grupo hidroxila (-OH) na ribose do RNA faz com que ele seja menos estável do que o DNA e mais inclinado à corrreção de ligações erradas. Normalmente, as correções no DNA são mais frequentemente feitas entre G-C do que entre A-T. Isso ajuda a manter a integridade do DNA, já que a ligação G-C é mais resistente do que a ligação A-T. Dessa forma, a correção de G-C contribui para a preservação da estrutura e da força do DNA.
Conservação da organização genética
O ácido desoxirribonucleico (DNA) é composto por duas fitas que se ligam para formar uma estrutura em dupla hélice. Cada fita é construída por uma sequência de nucleotídeos, que são os elementos fundamentais do DNA. Esses nucleotídeos são representados pelas letras A, C, G e T, que correspondem às bases nitrogenadas adenina, citosina, guanina e timina, respectivamente.
Preservar a estabilidade do DNA é essencial para assegurar o bom desempenho das células. Alterações genéticas podem ocorrer quando há equívocos durante a replicação do material genético, acarretando em questões hereditárias. Com o intuito de reparar tais equívocos, as células dispõem de um mecanismo de correção de DNA que consegue trocar os nucleotídeos incorretos pelos adequados.
A ligação entre as bases Guanina e Citosina é mais forte do que a ligação entre Adenina e Timina devido ao fato de haver três pontes de hidrogênio entre Guanina e Citosina, em oposição às duas pontes de hidrogênio entre Adenina e Timina. Além disso, as bases Guanina-Citosina são mais hidrofóbicas do que as bases Adenina-Timina, o que também contribui para a estabilidade da ligação.
Assim, a correção de conexões erradas com a base G em vez da base A ajuda a manter a estrutura e a estabilidade do DNA, garantindo a adequada preservação das informações genéticas.
9 – Resposta:
No núcleo da célula, ocorre a síntese do RNA mensageiro (mRNA) a partir do DNA, sendo posteriormente transportado para o citoplasma por meio dos poros nucleares. Já no citoplasma, o mRNA é traduzido em proteínas pelos ribossomos, em conjunto com o RNA transportador (tRNA) e o RNA ribossômico (rRNA). Além disso,diversos tipos de RNA estão presentes na célula, como o RNA ribossômico (rRNA), o RNA de transferência (tRNA), o RNA pequeno nuclear (snRNA) e o RNA pequeno nucleolar (snoRNA).
10 – Resposta:
Utilizando a molde de fita de DNA, podemos identificar a sequência complementar como:
3'- TTAAATTAATGGCC- 5'
3' - AGUUCGUUAACCGG - 5'
A relevância dos pares de bases complementares é fundamental na estrutura e atuação do DNA. As bases nitrogenadas (adenina, timina, guanina e citosina) se unem por meio de ligações de hidrogênio, formando a estrutura em dupla hélice do material genético. Enquanto a adenina faz par com a timina, a guanina faz par com a citosina, estabelecendo, desse modo, uma relação complementar entre as duas cadeias de nucleotídeos.
A interligação dos pares de bases é essencial para o procedimento de reprodução do material genético DNA, no qual as duas fitas se separam e cada uma funciona como modelo para a criação de uma nova fita complementar. Por exemplo, se uma das fitas de DNA contém a sequência 5'-ATCG-3', a sequência complementar na outra fita será 3'-TAGC-5'. Essa interligação garante a manutenção da informação genética durante a reprodução.
11– Resposta:
Os genes possuem alelos genéticos que são variantes diferentes de um mesmo gene, os quais estão localizados na mesma posição nos cromossomos homólogos. Essas variações surgem devido a mudanças genéticas ao longo das gerações, resultando em diversidade genética entre os indivíduos. A regulação gênica é relevante, pois os genes têm impacto na expressão gênica, que determina a forma como o DNA é utilizado para a síntese de proteínas. Essa influência varia de acordo com a quantidade e natureza dos genes presentes.
Homozigoto refere-se a um organismo que possui duas cópias do mesmo gene (AA ou aa).
Heterozigoto é caracterizado pela presença de dois alelos diferentes (Aa).
Diversidade de Genes e Expressão:
Mesmo na presença de um alelo recessivo, o gene dominante se expressa.
Um traço recessivo é aquele que surge apenas na ausência de um alelo dominante.
Ton da íris: castanho (gene dominante) e céu (gene recessivo).
Patologias genéticas: o gene dominante é o responsável por desencadear o quadro da enfermidade, enquanto o gene recessivo não tem esse poder.
A variação genética contribui para a diferenciação de características entre os indivíduos de uma específica comunidade.
Herança genética: transmitida ao longo das gerações, exercendo impacto sobre os traços genéticos.
Doenças hereditárias: é imprescindível entender para progredir nos estudos e tratamentos ligados às patologias genéticas.
Os genes variados são essenciais na área da genética, impactando na expressão genética, diversidade genética, herança de características e propensão a doenças genéticas.
12 – Resposta:
Parece que o ser "7" herda o genótipo Aa, já que é proveniente de um cruzamento entre Aa e aa (sendo a combinação de dois genes recessivos responsável pela coloração preta), e o ser "8" também demonstra essa mesma característica.
Para encerrar o debate, vou escolher usar uma tabela de comparação.
Levando em consideração que o gene "A" é fatal (conforme indicado anteriormente), caso o embrião seja portador de AA, ele não sobreviverá no útero e, consequentemente, não poderá se expressar.
Há uma probabilidade de 2 em 3 de ter a pelagem na cor amarela, já que entre as três escolhas possíveis, duas são para a pelagem amarela.
A chance de nascer com plumagem amarela e ser do sexo feminino são equivalente a 2/3 multiplicado por 1/2, uma vez que estamos levando em conta a probabilidade de nascer do sexo feminino em comparação com a possibilidade de nascer do sexo masculino ou feminino, que são as únicas situações possíveis.
O cálculo de 2 dividido por 6 nos dará 1/3 após simplificação, o que corresponde a 33%.
13 – Resposta:
A transcrição envolve a síntese de um RNA com base em uma molécula de DNA, atuando como uma matriz.
O processo de transcrição consiste na síntese do RNA a partir de um molde de DNA. Podemos dividir a síntese do RNA em três fases importantes: início, alongamento e término.
14 – Resposta:
Cruzamento de cães com diferentes características genéticas para vocalização e formato das orelhas.
Atributos: Vocalização forte (predominante), orelhas apontadas (predominante).
Genótipos dos progenitores: AbBa (masculino), XxYy (fêmea)
Diferentes combinações genéticas dos descendentes: 4 (AABB, AaBb, bbAa, aabb)
Padrão de características observáveis de um organismo resultante da combinação de seus genes e ambiente.
Nove em cada dez cachorros latem e mantêm as orelhas eretas.
Três dezesseis avançam e orelhas caídas
Os cães de raça 3/16 possuem orelhas eretas e não latem.
1 em cada 16 cães não emitem latidos e têm as orelhas pendentes.
Todos os genótipos têm a mesma chance de ocorrer (1/16).
A segunda lei mendeliana aborda a transmissão de duas características genéticas.
Aqui estão alguns exemplos de filhotes: alguns latem com as orelhas eretas, outros não latem com as orelhas eretas.
15 – Resposta:
Tem como função transportar as informações genéticas do DNA contidas no núcleo até o citoplasma, onde ocorre a síntese de proteínas.
16 – Resposta:
As moléculas de trifosfato de nucleotídeo desempenham a função de fornecer energia e os componentes necessários para a criação de novas moléculas de DNA durante o procedimento de replicação.
São fundamentais para a formação da futura sequência de DNA.
A enzima polimerase de DNA utiliza os trifosfatos de nucleotídeos na formação da nova fita complementar.
Diversas formas de nucleotídeos trifosfato desempenham um papel crucial no fornecimento de energia e blocos de construção de bases nitrogenadas durante o processo de replicação.
17 – Resposta:
As zonas de Introns e exons formam os componentes de um gene. Enquanto os Introns são removidos durante a etapa de maturação do RNA, os exons são ligados de maneira covalente para criar o mRNA completo. Dessa forma, os Introns não estão presentes no mRNA final, ao contrário dos exons.
18 – Resposta:
O RNA mensageiro desempenha um papel fundamental na retenção de todas as informações necessárias para a síntese de uma proteína específica. Este componente é responsável por transmitir as instruções necessárias para a produção de proteínas e outras funções biológicas.
19 – Resposta:
A proteína U1 snRNP é responsável por reconhecer a região de ligação localizada no extremo 5' do RNA mensageiro, iniciando assim a remoção dos íntrons e formando o complexo de splicing.
A proteína U2 snRNP realiza a atividade de nucleofilia na extremidade 5'SS e contribui para a ligação entre os exons.
U4/U6 snRNP: Realiza a conexão entre o local doador 5' e o local aceptor 3' e preserva a estabilidade do complexo de splicing.
A proteína U5 snRNP tem a função de reconhecer o local de corte 3' e auxilia na união dos exons.
Diversas snRNPs desempenham funções fundamentais na regulação e união de diversos componentes do spliceossomo.
As unidades de snRNPs, juntamente com outras proteínas, formam o spliceossomo, um sistema complexo que sofre mudanças durante o processo de splicing.
A etapa de corte e emenda é complexa e meticulosamente regulada, possibilitando a síntese de diferentes proteínas a partir de um único gene.
Mutação nos genes responsáveis pelas snRNPs podem causar erros no splicing, levando ao desenvolvimento de doenças genéticas.
20 – Resposta:
O território transcritivo é a região do código genético que contém as instruções para a criação de um RNAm. Constituída por seções únicas, cada uma com funções específicas:
Fiscaliza: Supervisiona o início da transcrição.
Área não codificante 5' da UTR: Possui influência na estabilidade do mRNA e no mecanismo de tradução.
Os exons têm a função de codificar proteínas e são transcritos para originar o RNAm.
Os íntrons não contêm as instruções para a fabricação de proteínas e são eliminados ao longo da etapa de processamento do RNAm.
Zona 3 não traduzida: Tem impacto na estabilidade do RNA mensageiro e na produção de proteínas.
Marcador: Apontao fim da reprodução.
Permite o controle preciso da função dos genes.
Contribui para aumentar a diversidade de proteínas.
Modificações no DNA podem levar ao desenvolvimento de doenças.
A função da unidade de transcrição é crucial na produção de proteínas e no controle genético, sendo indispensável para a manutenção da vida.
21 – Resposta:
A etapa da transcrição genética ocorre quando o RNA mensageiro é sintetizado com base em uma sequência de DNA específica, possibilitando a tradução posterior. Dessa forma, é realizada a codificação essencial do código genético, incluindo os processos de duplicação, transcrição e tradução, com o objetivo de viabilizar a formação de proteínas, que determinam as características físicas que definem os organismos vivos.
22 – Resposta:
De acordo com nosso entendimento, genes alelos são responsáveis por controlar um mesmo caráter e ocupam os mesmos sítios em cromossomos homólogos. Até agora, examinamos somente situações em que havia somente dois tipos de alelos para uma característica específica (alelos simples), no entanto existem situações em que mais de dois tipos de alelos influenciam na determinação de um mesmo traço dentro de uma população. Esse tipo de herança genética é denominado de alelos múltiplos (ou polialelia).
Mesmo que haja diversos alelos possíveis para determinar um mesmo traço genético, um organismo diploide carrega apenas dois alelos para expressar essa característica, um em cada posição do cromossomo que forma o par homólogo. Alelos múltiplos são comuns em seres vivos e plantas, mas os exemplos mais conhecidos de polialelia incluem a pigmentação da pele em coelhos e os tipos sanguíneos do sistema ABO em humanos.
Um caso bastante interessante e fácil de compreender é a análise da pigmentação da pelagem em coelhos, que mostra a manifestação genética de uma sequência contendo quatro variações genéticas: o alelo C, que controla a cor Aguti ou Salvagem; o alelo Cch, responsável pela cor Chinchila; o alelo Ch, que resulta na pigmentação Himalaia; e o alelo Ca, que determina a coloração Albina.