Bioinformática e Genética

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1
A bioinformática ou biocomputação associa
conhecimentos em distintas áreas do
conhecimento a fim de decifrar o código
genético contido nas biomoléculas pelo
estabelecimento de modelos lógico-
matemáticos e estatísticos. Tais estratégias têm
assegurado a interpretação e elucidação de
eventos biológicos gerados a partir do
sequenciamento de genes e proteínas. Bancos
de dados de informações biológicas cada vez
mais crescentes, o desenvolvimento de novas
abordagens para análise e apresentação desses
dados e a investigação de novas e complexas
perguntas são as forças motrizes da
bioinformática. A partir do advento dos projetos
genomas, biólogos moleculares passam a
empregar ferramentas computacionais capazes
de analisar grandes quantidades de dados
biológicos, a predizer funções dos genes e a
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Feedback
Introdução À
Bioinformática
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A
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demonstrar relações entre genes e proteínas. A
internet e sua capacidade de compartilhar
dados, além do desenvolvimento de
processadores mais rápidos e com maior
memória, desempenharam um papel decisivo
para a consolidação da bioinformática como
potencial campo do conhecimento científico. A
partir disso, diferentes técnicas foram criadas
permitindo o reconhecimento da genética atual.
Sobre as técnicas da bioinformática, analise a
relação entre as afirmativas a seguir:
I. A modelagem molecular é a técnica capaz de
utilizar um modelo de ajuste induzido, a partir
de uma simulação molecular.
PORQUE
II. Visa mimetizar um ambiente o mais próximo
possível do real e com isso obter diversas
informações sobre a interação entre uma
proteína e o receptor.
A respeito dessas asserções, assinale a opção
correta:
As asserções I e II são proposições
falsas.
A asserção I é uma proposição
verdadeira enquanto a II é falsa.
As asserções I e II são proposições
verdadeiras e a II é uma justificativa da
I.
A asserção I é uma proposição falsa e
a II é uma proposição verdadeira.
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E
As asserções I e II são proposições
verdadeiras, mas a II não é uma
justificativa da I.
Opa! A alternativa correta é a letra
A. Confira o gabarito comentado!
A asserção I está incorreta, pois a
modelagem molecular não utiliza um
modelo de ajuste induzido a partir de uma
simulação molecular. Na verdade, a técnica
que faz uso desse método é a dinâmica
molecular. A dinâmica molecular é inserida
em uma caixa com água para simular um
ambiente o mais próximo possível do real,
com o objetivo de obter diversas
informações sobre a interação entre um
ligante e o receptor. Por outro lado, a
modelagem molecular tem como objetivo
encontrar proteínas moldes. A asserção II
também está incorreta, pois ela descreve a
dinâmica molecular, não a modelagem
molecular. Portanto, ambas as asserções
são falsas, o que torna a alternativa A a
resposta correta.
2
A determinação da estrutura do Ácido
Desoxirribonucleico foi um marco importante
para a Biologia, esclarecendo como a
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A
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E
informação hereditária é codificada em
sequências de nucleotídeos de DNA nas
células. A respeito desse tema, analise as
alternativas a seguir:
I. Os genes humanos são de grande tamanho e
são constituídos de segmentos relativamente
curtos de DNA, que codificam proteínas
(íntrons), intercalados com longos segmentos
de DNA não codificantes (éxons).
II. As sequências de íntrons são transcritas em
RNAm enquanto as sequências de éxons são
removidas por meio de um processo conhecido
como splicing.
III. O dogma central da biologia nos mostra o
fluxo de informações que vai do DNA até a
formação de uma unidade proteica, na ordem
DNA > transcrição > RNAm > tradução >
proteína
IV. Eucromatina é o nome dado ao padrão de
cromatina desenovelado do DNA.
É correto o que se afirma em:
I e II.
I e III.
II e III.
II e IV.
III e IV.
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Opa! A alternativa correta é a letra
E. Confira o gabarito comentado!
As afirmações III e IV estão corretas. A
afirmação III descreve corretamente o
dogma central da biologia, que mostra o
fluxo de informações que vai do DNA até a
formação de uma unidade proteica,
seguindo a ordem: DNA > transcrição >
RNAm > tradução > proteína. Já a
afirmação IV está correta ao afirmar que
Eucromatina é o nome dado ao padrão de
cromatina desenovelado do DNA. Este é o
estado em que o DNA se encontra quando
está disponível para a transcrição ou
replicação. As afirmações I e II estão
incorretas, pois confundem os conceitos de
íntrons e éxons. Na realidade, os íntrons
são segmentos de DNA não codificantes,
enquanto os éxons são segmentos de DNA
que codificam proteínas. Além disso, são as
sequências de éxons que são transcritas
em RNAm, enquanto as sequências de
íntrons são removidas por meio de um
processo conhecido como splicing.
3
Na era pós-moderna, com o advento e a
consolidação da revolução robótica no século
XX, foi possível aprimorar a criação de
tecnologias computacionais nas mais variadas
áreas do conhecimento, o que tem provocado
profundas mudanças sociais em âmbitoFeedback
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A
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C
D
individual e coletivo. Nesse cenário, a
bioinformática ou biocomputação surge na
década de 1980, a fim de superar as fronteiras
das ciências pelo desenvolvimento de novas
abordagens capazes de promover a análise e a
apresentação de dados biológicos, bem como
de garantir a investigação de novos métodos
para a resolução de complexas perguntas.
Fonte: ARAÚJO, N. D.; et al. A era da
bioinformática. Estud Biol. 2008 jan/
dez;30�70/71/72��143�8. Sobre a bioinformática
analise as afirmativas a seguir:
I. A bioinformática é uma disciplina
interdisciplinar que combina diferentes
disciplinas, com destaque para a Estatística,
biologia, química, informática e física.
II. A bioinformática possibilitou a interpretação
da linguagem dos de genes por algoritmos.
III. Atualmente, os programas de computadores
estão muito modernos, e é possível realizar
todas grandes análises de forma rápida e
precisa, como prever a ligação de diferentes
átomos em uma molécula.
É correto o que se afirma em:
I.
II.
III.
I e II.
Feedback
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E I e III.
Opa! A alternativa correta é a letra
D. Confira o gabarito comentado!
A bioinformática é uma disciplina
interdisciplinar que combina diferentes
áreas do conhecimento, como a Estatística,
Biologia, Química, Informática e Física. Esta
ciência emergente permitiu a criação de
algoritmos que auxiliam na interpretação de
genes, alinhamentos dos genes e na
descoberta de sequências e funções de
genes desconhecidos. Portanto, as
afirmativas I e II estão corretas. No entanto,
a afirmativa III não está totalmente correta.
Apesar dos avanços significativos na
tecnologia de computação, ainda existem
limitações, especialmente quando se trata
de análises mais complexas e detalhadas,
como a previsão da ligação de diferentes
átomos em uma molécula. Portanto, ainda
há necessidade de desenvolvimento de
programas de computadores mais
avançados para tais análises.
4
Sobre a técnica de modelagem molecular,
analise a relação entre as afirmativas a seguir:
I. O método de modelagem a ser escolhidoFeedback
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A
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depende da igualdade.
PORQUE
II. Uma igualdade superior a 25% nos permite
optar pela modelagem porhomologia. Se for
abaixo desse valor e tivermos o enovelamento
do molde conhecido, usamos modelagem por
ab initio, caso contrário, optamos pela
modelagem threading.
A respeito dessas asserções, assinale a opção
correta:
As asserções I e II são proposições
falsas.
A asserção I é uma proposição
verdadeira enquanto a II é falsa.
As asserções I e II são proposições
verdadeiras e a II é uma justificativa da
I.
A asserção I é uma proposição falsa e
a II é uma proposição verdadeira.
As asserções I e II são proposições
verdadeiras, mas a II não é uma
justificativa da I.
Opa! A alternativa correta é a letra
A. Confira o gabarito comentado!
A alternativa correta é a 'A', pois ambas asFeedback
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asserções são falsas. Na asserção I, o
método de modelagem a ser escolhido não
depende da igualdade, mas sim da
identidade. Na asserção II, a escolha do
método de modelagem não é baseada
apenas na porcentagem de igualdade. Se a
identidade for superior a 25%, podemos
optar pela modelagem por homologia. No
entanto, se for inferior a esse valor e
tivermos o enovelamento do molde
conhecido, usamos a modelagem por
threading, e não a modelagem por ab initio
como mencionado. Portanto, ambas as
asserções são falsas, tornando a alternativa
'A' a resposta correta.
5
Desde a descoberta da estrutura do DNA e do
desenvolvimento da biologia molecular, o
homem vem buscando novas alternativas que o
auxiliem na busca por maior fluidez nos
trabalhos de pesquisa, acelerando a geração de
processos e produtos. A bioinformática tem
contribuído para avanços na pesquisa básica,
mas também na ciência aplicada (....).
Fonte: adaptado de ARAÚJO, N. D.; et al. A era
da bioinformática. Estud Biol. 2008 jan/
dez;30�70/71/72��143�8. Sobre a bioinformática,
analise as afirmativas a seguir:
I. O projeto Genoma Humano tinha como
objetivo a detecção dos genes que compõem o
DNA humano. Concluído em 1990, esse projeto
contou com o apoio decisivo da bioinformática.
II. A biologia computacional é um campo de
pesquisa diferente ao da bioinformática.Feedback
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E
III. Uma das aplicações da bioinformática é o
alinhamento de sequências que tem como
objetivo principal da comparação de
sequências biológicas é encontrar o(s)
alinhamento(s) de maior escore de similaridade.
É correto o que se afirma em:
I.
II.
III.
I e II.
I e III.
Opa! A alternativa correta é a letra
C. Confira o gabarito comentado!
A bioinformática e a biologia computacional
são frequentemente utilizadas como
sinônimos e têm como objetivo a aplicação
de ferramentas computacionais para
coletar, armazenar, analisar, manipular,
apresentar e compartilhar dados
biológicos. No entanto, é importante
ressaltar que, segundo o NCBI, a biologia
computacional é uma área de pesquisa que
se concentra principalmente em problemasFeedback
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A
de pesquisa específicos em biologia. O
Projeto Genoma Humano, iniciado na
década de 90, tinha como objetivo decifrar
completamente o DNA humano. Após 13
anos para a conclusão desse projeto, a
bioinformática foi novamente essencial. Por
meio de programas de computador
específicos, os pequenos trechos
sequenciados eram adicionados a um
grande banco de dados e encaixados em
seu devido lugar, formando um único
arquivo editável em que todos os
participantes do trabalho poderiam acessar.
A alternativa III também está correta, pois
uma das aplicações da bioinformática é o
alinhamento de sequências, cujo objetivo
principal é encontrar o alinhamento de
maior escore de similaridade entre
sequências biológicas.
6
O alinhamento molecular é a técnica importante
dentro da bioinformática e para o
desenvolvimento de um novo alvo terapêutico
representa a primeira etapa a ser realizada.
Com relação ao alinhamento molecular marque
a alternativa correta:
É capaz de identificar se diferentes
espécies possuem alguma relação
evolutiva ou gene com função em
comum.
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 O alinhamento é capaz de modelar
proteínas tridimensionais, que irão
auxiliar em diversas outras técnicas de
bioinformática.
É a técnica responsável por alinhar
proteínas que serão utilizadas em uma
simulação, dentro de um ambiente
virtual, o mais próximo possível da
realidade.
O alinhamento é capaz de armazenar
informações que serão usadas para
transcrever o DNA em RNAm.
É a técnica responsável por combinar
duas sequencias de DNA ou proteínas
para que possamos identificar qual é a
correta.
Opa! A alternativa correta é a letra
A. Confira o gabarito comentado!
O alinhamento molecular é feito pela
correlação de duas ou mais sequencias de
DNA ou proteínas, a partir de um algoritmo
de pontuação. Assim podemos identificar
genes que compartilham funções ou
determinada ancestralidade, podemos
também usar o alinhamento para encontrar
proteínas moldes, durante a etapa de
modelagem molecular. O alinhamento não
armazenar informações que serão usadasFeedback
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A
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C
D
para transcrever o DNA em RNAm, não
compara sequencias para dizer qual é a
correta, não realiza o modelamento de
proteínas e não realiza a modelagem
molecular, etapa posterior ao alinhamento e
não tem a finalidade de alinhar proteínas o
mais próximo da realidade, e sim encontrar
os melhores alinhamentos entre as
proteínas já cadastradas no banco de
dados.
7
Em 2017, a revista "Nature" publicou o artigo
"Physical properties of the HIV�1 capsid from
all-atom molecular dynamics simulations" de
Perilla & Schulten �2017�, onde um
supercomputador conseguiu fazer uma
simulação de todos os átomos presentes no
capsídeo do vírus HIV�1 por 400
nanossegundos, totalizando cerca de 4 milhões
de átomos. Qual técnica da bioinformática
permite realizar essa análise?
Dinâmica molecular
Ancoramento molecular
Alinhamento molecular
QSAR
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E Modelagem molecular
Opa! A alternativa correta é a letra
A. Confira o gabarito comentado!
A técnica que permite a realização dessa
análise é a Dinâmica Molecular. Essa
técnica é um modelo de ajuste induzido
que busca replicar o que ocorre no
ambiente real. Na Dinâmica Molecular, cada
átomo, seja da proteína, do ligante ou da
água, é levado em consideração para
calcular a movimentação de todo o sistema
por alguns nanossegundos ou
milissegundos. Isso permite entender as
movimentações existentes e, assim,
concluir como as interações ocorrem. Por
outro lado, o Ancoramento Molecular utiliza
o modelo chave-fechadura, pois a variável
tempo não é levada em consideração. O
Alinhamento Molecular tem como objetivo
identificar genes que compartilham
funções ou determinada ancestralidade,
podendo também ser usado para encontrar
proteínas moldes durante a etapa de
Modelagem Molecular. Já o QSAR é uma
técnica estatística de tratamento de dados
a partir de descritores, que visa prever a
atividade de uma molécula nova contra
determinado receptor.
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Desde a descoberta da estrutura do DNA e do
desenvolvimento da biologia molecular, o
homem vem buscando novas alternativas que o
auxiliem na busca por maior fluidez nos
trabalhos de pesquisa, acelerando a geração de
processos e produtos. A bioinformática tem
contribuído para avanços na pesquisa básica,
mas também na ciência aplicada (....).
Fonte: adaptado de ARAÚJO, N. D.; et al. A era
da bioinformática. Estud Biol. 2008 jan/
dez;30�70/71/72��143�8.
A seguir são listadas algumas aplicaçõesda
bioinformática. Analise as afirmativas a seguir:
I. Identificação de alvos proteicos com potencial
para serem modificados diretamente pela
interação com fármacos.
II. A identificação de moléculas que poderão
atuar como princípio ativo na elaboração de
produtos terapêuticos, inibindo ou acelerando
certas reações bioquímicas, poderá apresentar
efeitos sobre a cura ou a atenuação da doença.
III. Proporcionar melhor entendimento dos
processos evolutivos e das relações
filogenéticas.
IV. Amplificação do material genético para a
verificação quantitativa e qualitativa de um
determinado DNA em uma amostra biológica.
V. Identificar a expressão gênica durante um
tumor, identificar suas alterações para que
genes defeituosos, ausentes ou superativados
sejam reconstruídos ou desligados, para
garantir o desenvolvimento de medidas
terapêuticas ou preventivas contra tumores e
agentes infecciosos.
Assinale a opção correta.
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A
B
C
D
E
Apenas I.
Apenas II.
Apenas III e IV.
I, II e III.
I, II, III e V.
Opa! A alternativa correta é a letra
E. Confira o gabarito comentado!
A bioinformática é uma ciência que integra
o desenvolvimento de programas
computacionais para tratar dados
biológicos preexistentes e identificar
sequências de genes, prever a
configuração tridimensional das proteínas,
identificar inibidores enzimáticos, promover
o agrupamento de proteínas, estabelecer
árvores filogenéticas e analisar
experimentos da expressão gênica. No
entanto, a bioinformática não é responsável
pela amplificação do DNA para a sua
detecção em uma amostra biológica. Essa
análise é realizada pela reação de
polimerase da cadeia, que pode apenas
detectar a presença (qualitativa) ou então
verificar a concentração (quantitativa) doFeedback
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A
DNA. As demais alternativas, I, II, III e V,
estão corretas, pois são aplicações da
bioinformática na pesquisa e
desenvolvimento de novas soluções na
área da saúde.
9
As proteínas são biomoléculas construídas a
partir de ligações peptídicas formadas no
ribossomo, com a sua sequência dada pela
ordem dos códons de RNAm, que foram
transcritos do DNA. A forma que as proteínas se
consolidam depende dos resíduos de
aminoácidos que as compõem. Dentre os
aminoácidos existem quatro classes: com carga
(positivo ou negativo), polares (sem carga),
apolares e os casos especiais (que se
comportam de forma única). Sobre esse
assunto analise as afirmativas a seguir:
I. Os aminoácidos são classificados em dois
grandes grupos, são eles polares ou apolares.
II. O conjunto total das interações entre os
resíduos forma a conformação final da proteína
(basicamente a forma tridimensional que ela
assume) e esta é fundamental para sua função.
III. A interação entre os aminoácidos ligações de
hidrogênio formando α-hélices ou dobrando
sua estrutura.
 É correto o que se afirma em:
I e II, apenas.
Feedback
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B
C
D
E
I e III, apenas.
II e III, apenas.
II, apenas.
I, apenas.
Opa! A alternativa correta é a letra
C. Confira o gabarito comentado!
Os aminoácidos podem ser classificados
em quatro categorias: com carga (positiva
ou negativa), polares sem carga, apolares e
casos especiais, que possuem
comportamento único. Portanto, a
afirmativa I está incorreta, pois não
considera todas as categorias. A afirmativa
II está correta, pois a conformação
tridimensional da proteína, resultante das
interações entre os resíduos de
aminoácidos, é fundamental para a sua
função. A afirmativa III também está
correta, pois a interação entre os
aminoácidos pode resultar em ligações de
hidrogênio, formando estruturas como as
α-hélices ou dobrando a estrutura da
proteína. Essas interações e conformações
são essenciais para o funcionamento da
proteína, permitindo interações com
enzimas, cofatores, funcionando como um
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canal para a passagem seletiva de
substâncias, entre outras funções.
10
A informação da sequência completa de
aminoácidos de uma proteína purificada de um
organismo eucarioto seria suficiente para se
deduzir a sequência exata de bases dos códons
presentes no RNAm que foi traduzido durante a
síntese dessa proteína?
Não, pois o código genético é
degenerado.
Sim, já que o código genético é
universal e os códons já foram todos
decifrados.
Sim, pois o RNA traduzido já havia
passado pelo processo de splicing e
estava maduro quando foi traduzido.
Não, pois o mRNA dos organismos
eucariotos passa por modificações
pós-transcricionais com a retirada dos
éxons.
Sim, pois o código genético, além de
universal, pode sofrer oscilações.
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Opa! A alternativa correta é a letra
A. Confira o gabarito comentado!
A alternativa correta é a "A". O código
genético é considerado degenerado porque
um mesmo aminoácido pode ser codificado
por mais de um códon. Isso significa que,
mesmo conhecendo a sequência completa
de aminoácidos de uma proteína, não seria
possível deduzir a sequência exata de
bases dos códons presentes no RNAm que
foi traduzido durante a síntese dessa
proteína. A degeneração do código
genético é uma característica que permite a
variação na sequência de bases sem
alterar a sequência de aminoácidos da
proteína resultante. Portanto, a informação
da sequência de aminoácidos não é
suficiente para determinar a sequência
exata de códons no RNAm.
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