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Material de Estudo - Genética Molecular - 01 1. Uma pesquisadora está analisando uma linhagem de bactérias que apresenta resistência a um novo antibiótico. Ao sequenciar o genoma dessas bactérias, ela identifica uma mutação pontual em um gene que codifica uma proteína ribossomal. Essa mutação resulta na substituição de um aminoácido essencial para a interação do antibiótico com o ribossomo. Qual o tipo de mutação gênica mais provável de ter ocorrido nesse gene? a) Deleção de um único nucleotídeo. b) Inserção de um único nucleotídeo. c) Substituição de uma base nitrogenada. d) Duplicação de um segmento do gene. e) Inversão de uma sequência de nucleotídeos. Resposta: c) Justificativa: Uma substituição de base nitrogenada é o tipo de mutação pontual que altera um único códon no mRNA, podendo levar à substituição de um aminoácido na proteína codificada. Deleções ou inserções de um único nucleotídeo geralmente causam um desvio no quadro de leitura (frameshift), resultando em uma sequência de aminoácidos completamente diferente a partir do ponto da mutação, o que nem sempre leva a uma alteração específica na interação com um ligante como um antibiótico. Duplicações e inversões afetam segmentos maiores do gene. 2. Em eucariotos, a transcrição de um gene estrutural resulta em um RNA precursor (pré- mRNA) que precisa passar por processamento para gerar o mRNA maduro. Qual dos seguintes eventos de processamento é essencial para aumentar a estabilidade do mRNA e facilitar sua tradução no citoplasma? a) Metilação de bases específicas no interior da sequência. b) Adição de uma cauda poli-A na extremidade 3'. c) Remoção dos íntrons por ação de ribozimas. d) Clivagem do transcrito em múltiplos RNAs menores. e) Ligação de proteínas chaperonas ao RNA. Resposta: b) Justificativa: A adição de uma cauda poli-A (uma sequência de adeninas) na extremidade 3' do mRNA maduro confere maior estabilidade à molécula, protegendo-a da degradação por exonucleases. Além disso, a cauda poli-A interage com proteínas que auxiliam na iniciação da tradução. O capping na extremidade 5' também contribui para a estabilidade e tradução, e a remoção de íntrons (splicing) é crucial para gerar a sequência codificadora contínua. 3. Um pesquisador está estudando a regulação da expressão de um gene bacteriano envolvido no metabolismo da lactose. Ele observa que a transcrição desse gene aumenta significativamente na presença de lactose e na ausência de glicose. Qual o mecanismo regulatório mais provável de estar atuando nesse sistema? a) Atenuação transcricional dependente da concentração de triptofano. b) Repressão por um repressor que se liga ao DNA na presença do indutor. c) Ativação por um ativador que se liga ao DNA na presença do indutor e ausência de um repressor. d) Silenciamento gênico mediado por pequenos RNAs interferentes (siRNAs). e) Metilação do DNA da região promotora do gene. Resposta: c) Justificativa: O sistema de regulação do operon lac em bactérias envolve um repressor que impede a transcrição na ausência de lactose (o indutor). A presença de lactose inativa o repressor, permitindo a transcrição. Além disso, a ausência de glicose leva a níveis elevados de AMP cíclico (cAMP), que se liga à proteína ativadora de catabólitos (CAP), potencializando a ligação da RNA polimerase ao promotor. Portanto, a ativação ocorre quando o indutor (lactose) está presente e o repressor não está ligado, e um ativador (CAP ligado a cAMP, indicando baixa glicose) também está presente. 4. Durante a replicação do DNA, a enzima DNA polimerase sintetiza novas fitas de DNA utilizando as fitas parentais como molde. Qual a principal característica da atividade da DNA polimerase que resulta na necessidade de fitas leading e lagging durante esse processo? a) A DNA polimerase possui atividade de exonuclease 3' para 5'. b) A DNA polimerase só consegue adicionar nucleotídeos na extremidade 3' de uma fita preexistente. c) A DNA polimerase requer um primer de RNA para iniciar a síntese. d) A DNA polimerase apresenta alta taxa de erros de incorporação de nucleotídeos. e) A DNA polimerase se move ao longo da fita molde na direção 3' para 5'. Resposta: b) Justificativa: A DNA polimerase catalisa a formação de ligações fosfodiéster entre o grupo 3'-hidroxila de um nucleotídeo e o grupo 5'-fosfato do próximo desoxinucleotídeo trifosfato. Devido a essa direcionalidade da sua atividade, uma das fitas (leading) é sintetizada de forma contínua na mesma direção do movimento da forquilha de replicação (5' para 3'), enquanto a outra fita (lagging) é sintetizada de forma descontínua em pequenos fragmentos (fragmentos de Okazaki) na direção oposta, que posteriormente são ligados. 5. Uma célula eucariótica sofre um dano no DNA que resulta na formação de uma quebra de fita dupla. Qual dos principais mecanismos de reparo de DNA é mais propenso a ser utilizado para corrigir essa lesão, mantendo a integridade do genoma? a) Reparo por excisão de bases (BER). b) Reparo por excisão de nucleotídeos (NER). c) Recombinação homóloga (HR). d) Ligação de extremidades não homólogas (NHEJ). e) Reparo de pareamentos errôneos (MMR). Resposta: c) Justificativa: Quebras de fita dupla (DSBs) são lesões graves no DNA que podem levar à perda de informações genéticas se não forem reparadas corretamente. A recombinação homóloga utiliza uma sequência de DNA homóloga (a cromátide irmã, preferencialmente) como molde para reparar a quebra, restaurando a sequência original com alta fidelidade. A ligação de extremidades não homólogas (NHEJ) é outra via de reparo de DSBs, mas é mais propensa a erros, pois as extremidades quebradas são diretamente ligadas sem a necessidade de um molde.