[Exercícios] Replicação, Transcrição e Tradução

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Genética Básica (BIO102, BIO116) – Lista de Exercícios 1
Questão 01: Nos experimentos de Hershey e Chase, em 1952, eles infectaram bactérias com Fagos T2 marcados radioativamente, para elucidar quem poderia ser a molécula que carrega informação genética. Em seu experimento, eles utilizaram dois grupos. Um grupo de vírus marcado diferencialmente com S35 e outro marcado com P32. Eles poderiam ter escolhido utilizar oxigênio (O) e carbono (C) radioativos, ao invés de S (enxofre) e P (fósforo)? O experimento daria certo? Por quê?
Questão 2: Se o conteúdo AT no DNA de uma determinada espécie é de 42%, quais as porcentagens das quatro bases isoladamente?
Questão 3: Se a composição de nucleotídeos do material genético de um vírus é: 23%A, 35%T, 18%G e 24%C, que tipo de material genético ele deve ter ? Explique.
Questão 4: Meselson e Stahl, em seu experimento de replicação de E.coli em meio contendo N15, seguido de duas rodadas de replicação em N14, demonstraram que a replicação se dá de uma maneira semi-conservativa. O resultado foi obtido pela análise do padrão de bandas gerado pela centrifugação do material genético em CsCl, comparando-se os padrões do DNA (I) após cultivo em N15, (II) após a primeira rodada de replicação em N14, e (III) após a segunda rodada de replicação em N14. Desenhe e explique esses padrões obtidos, e por que eles indicam uma replicação semiconservativa.
Questão 5: Caso os 4 desoxinucleotídeos (A,T,C,G) pudessem parear-se de maneira inespecífica, sem seguir as regras de Chargaff, a replicação seria capaz de “conservar” a informação genética? Explique.
Questão 6: A figura abaixo representa uma bolha de replicação. Desenhe nela as fitas recém sintetizadas, indicando: (I) polaridade, (II) fita(s) contínua(s) e descontínua(s), (III) primers de RNA e (IV) fragmentos de Okasaki.
 
Questão 7: O que aconteceria com o processo de replicação caso houvesse uma mutação que inativasse a enzima helicase? Explique.
Questão 8: A imagem abaixo esquematiza um trinucleotídeo que pode ser usado para a síntes de uma molécula de ácido nucléico. Baseado em sua estrutura, responda se ela será utilizada para síntese de uma molécula de DNA ou RNA e justifique.
 
Questão 9: A sequência abaixo indica um trecho do filamento codificador de um gene. Baseado nisso, indique as sequências do filamento molde, filamento não-molde e do RNA que será transcrito.
Filamento codificador: 5’...AACTGGACTGACA...3’
Questão 10: Caso uma levedura apresente uma mutação em sua sequência de consenso na região -30 (TATA box)de um determinado gene, quais seriam as consequências gerais para a replicação de seu mRNA? E para a síntese da proteína codificada por esse gene?
Questão 11: O que aconteceria caso uma célula eucariótica apresentasse uma mutação que impede o funcionamento correto do spliceossomo? O que você pode prever quanto ao tamanho dos mRNA produzidos nessa célula?
Questão 12: A sequência abaixo indica um trecho de um filamento molde de DNA. Considere que a RNApolimerase irá “deslizar” sobre esse filamento da direita para a esquerda. Sabendo disso, indique qual extremidade é 3’ e qual é 5’ na fita molde, e desenhe a sequência do RNA transcrito, indicando também sua polaridade.
Filamento molde: ...AAAGCTTAGCATGGACTG...
Questão 13: Considere o gene de um eucarioto composto por 4 éxons, com tamanhos de 222pb, 123pb, 302pb e 105pb; e 3 íntrons, com tamanhos de 1.024pb, 980pb e 302pb. Qual seria o tamanho do transcrito primário desse gene? E do mRNA (maduro)? Lembre-se do cap5’ e da cauda poli(A)!
Questão 14: Uma mutação causada pela adição de um único nucleotídeo em um gene causa uma mudança na matriz de leitura, alterando a sequência de aminoácidos da proteína produzida de 
-His-Ter-Glu-Asp-Trp-Leu-His-
Para
-His-Asp-Arg-Gli-Leu-Ala-Tre-
Que nucleotídeo foi adicionado por essa mutação? Desenhe as sequências original e mutada do mRNA para esse trecho. Utilize a tabela de códons do código genético!
Questão 15: Um tRNA que possui a sequência 3’ UUG 5’ em sua alça de anticódon deve estar carregado com qual aminoácido? A quais códons ele pode se ligar? Utilize a tabela de códons e de padrões de oscilação!
Questão 16: Considere o filamento molde da questão 12. Qual deve ser a sequência de aminoácidos da proteína produzida a partir de seu mRNA?
Questão 17: Hoje sabemos que o código genético é lido de uma maneira não-superposta, mas já foi proposto que ele poderia ser lida de maneira superposta. Um modo de provar a forma de leitura, é a troca de uma única base da sequência codificadora, seguida da análise das alterações geradas na proteína produzida, comparando-a com a proteína normal. Sabendo disso, utilize esse modelo para provar que a leitura é, de fato, não superposta.
Questão 18: Durante a síntese proteica, o centro decodificador é responsável por “confirmar” se o tRNA correto está ligado no sítio A do ribossomo. Caso a sequência do anticódon seja complementar à sequência do códon, a tradução prossegue e o centro peptidil transferase liga o aminoácido levado por esse tRNA à cadeia nascente de polipeptídeos. O que aconteceria caso um aminoácido incorreto fosse ligado artificialmente nesse tRNA? A tradução prosseguiria? A proteína resultante seria alterada?
Questão 19: Considere as seguintes alterações biológicas e pondere suas consequências para o processo de tradução:
Bloqueio do túnel de saída na subunidade maior do ribossomo;
Ausência do fator EF-Tu;
Ausência do fator RF-G;
Mutações na extremidade 3’ do RNA ribossômico 16s (em procariotos).