Exercícios de Revisão biomol

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Questões para prova final de Biologia molecular
1. O que é telomerase? Qual a relação da Telomerase com o surgimento de tumores?
R= Telomerase é uma enzima que tem como função adicionar sequências específicas e repetitivas de DNA à extremidade 3' dos cromossomos, onde se encontra o telômero. Esta enzima é uma transcriptase reversa, tendo na sua estrutura um modelo em RNA que utiliza para sintetizar o DNA telomérico. Investigações estabeleceram uma correlação entre esta enzima e a formação e a multiplicação de células tumorais, aparecendo esta enzima em tumores desenvolvidos a partir de células somáticas. Essa relação se dá porque o tumor para de se replicar se inibir a girase, que é a topoisomerase, e ela não vai conseguir desfazer a superhélice, e a consequência é que a replicação para.
2. Defenda a teoria do mundo do RNA.
R= Quando o RNA se duplica, pode originar cópias um pouco diferentes da original e estabelecer o início de uma variabilidade genética, permitindo que a seleção natural também começasse a agir. Com isso, foram selecionadas versões com maior capacidade de sobrevivência, reprodução, etc. Os cientistas chamam esse período de “mundo do RNA”, que foi o primeiro passo para a formação de um código genético.
3. Por que não usar as duas fitas como molde na transcrição? 
R= Porque as fitas são complementares, e o RNA formado também será complementar. E se o RNA for complementar ao outro, será formado um RNA dupla fita que entraria na via de RNA de interferência, levando ao silenciamento do gene.
4. Por que o fator sigma consegue reconhecer o promotor e como? 
R= Antes do +1 temos o promotor, e dentro dessa região promotora em procariotos, identificamos dois elementos: o -10 e o -35. Em E. coli, o fator sigma predominante é o sigma70, que possui duas sequências conservadas a 35 e 10 pares de bases anteriores ao início da transcrição do gene. Estas sequências são chamadas de elementos -35 e -10. Essas sequências são conservadas porque se repetem na grande maioria dos promotores. Então o fator sigma vai conseguir reconhecer essa sequência.
5. O que é promotor?
R= Promotor é uma sequência presente nos genes que não vai ser transcrita, e ela serve pra regulação porque o fator de transcrição reconhece a sequência (elementos) do promotor.
6. O que é promotor forte e fraco, e por que os promotores fortes expressam mais os seus genes?
R= Se analisarmos todos os genes da bactéria, chegaremos a uma sequência mais conservada desse gene, o que chamamos de sequência consenso. O fator sigma reconhece mais facilmente os promotores que possuem essa sequência consenso. Os promotores que possuem exatamente essa sequência consenso são os promotores fortes. Os promotores que estão longe de serem iguais a sequência consenso são os promotores fracos, que também serão reconhecidos pelo fator sigma, mas vai demorar mais pra reconhecer e os genes vão ser menos expressos.
7. Por que a conformação em forma de grampo é importante no término da transcrição? 
R= Porque o grampo impede o prosseguimento da RNA polimerase, fazendo com que ela se desprenda do DNA e com que a transcrição acabe.
8. O que explica o fato da gente ter tantas proteínas pra poucos genes? 
R= Um dos argumentos seria o que a gente chama de splicing alternativo. O splicing alternativo é quando ocorre a união de alguns éxons apenas, não necessariamente todos. Pode ocorrer o splicing alternativo, permitindo que um grupo correspondente de proteínas seja traduzido a partir de um mesmo gene.
9. Por que o DNA recebeu formato de dupla hélice?
R= É o formato mais estável termodinamicamente, por causa de suas características e por causa da sua interação com o meio.
10. Por que as pessoas têm características diferentes, como olhos, cabelos e etc?
R= Devido aos alelos, como também devido a quantidade de regiões repetitivas que o DNA da pessoa possui.
11. Por que a orientação do DNA é 5’ – 3’?
R= Porque na molécula do DNA o nucleotídeo se apresenta na forma de monofosfato e sempre existe um fosfato livre na posição 5’ do açúcar, e um grupamento hidroxila livre na posição 3’ do açúcar. Quando o DNA é dupla fita, o mesmo ocorre, só que na direção oposta.
o12. Explique a relação das histonas com a regulação da expressão gênica.
R= Se tiver um gene inacessível devido ao grau de compactação, pra poder disponibilizar esse gene terá que ocorrer a alteração da afinidade entre histonas e DNA. E uma vez disponibilizado, pode atuar ativadores, repressores, etc. Cada promotor pode ter de 2 a 3 elementos conservados, nesse caso o mais comum é o Tata box. O promotor tá escondido e a RNA polimerase não tem como alcança-lo. Pra isso acontecer precisa atuar ou o complexo remodelador de cromatinas, ou enzimas que modificam histonas, que como o nome já diz, modificam as histonas adicionando metil, ou um grupo fosfato, e vai modifica-las. Quando você adiciona esses grupos às histonas, elas perdem a afinidade delas pelo DNA. 
13. Por que podemos dizer que o código genético é redundante?
R= Porque dois códons diferentes poderão sintetizar o mesmo aminoácido. Sabemos que possuímos 64 códons, 4 bases nitrogenadas e que cada códon é formado por 3 bases, porém existem apenas 20 aminoácidos. Isso nos leva a crer que apesar das diversas possibilidades de códons, mais de uma combinação resulta no mesmo aminoácido. Assim também como o tRNA pode reconhecer mais de um códon.
14. Explique duas formas de regulação gênica.
R= Regulação negativa: o operon é bloqueado pela forma ativa do repressor. A ligação do repressor ativo ao operador impede a ligação da RNA polimerase ao promotor e inibe a transcrição.
Reprodução positiva: a transcrição é potencializada através do ativador. Os ativadores são proteínas que reconhecem sequências que se encontram anteriores ao gene (potencializadores) e geram uma mudança conformacional na molécula de DNA (ela dobra). Isso gera um ambiente altamente favorável pra transcrição. Isso faz com que a RNA polimerase consiga se ligar muito mais facilmente a esse gene.
15. Por que a replicação do DNA é dita semiconservativa?
R= A duplicação do DNA é semiconservativa porque uma das novas moléculas de DNA produzidas por este processo apresenta uma cadeia original (que serve de molde) e uma cadeia recém-sintetizada. A molécula de DNA se duplica para que a informação nela contida possa ser transmitida a novas células, no momento de sua divisão. No processo de duplicação, as duas cadeias de DNA que estavam unidas por pontes de hidrogênio se abrem e a cada uma delas vão sendo acrescentados novos nucleotídeos (por ação de enzimas chamadas DNA polimerases), obedecendo a um pareamento específico: adenina pareia com timina e citosina pareia com guanina. Assim são produzidas novas moléculas de DNA com a mesma sequência de nucleotídeos da molécula original.
16. Quais são os nucleotídeos que formam o DNA e quais formam o RNA?
R= Tanto o DNA quanto o RNA são formados por nucleotídeos com a seguinte composição: 1 radical fosfato + 1 pentose (no DNA Desoxirribose e no RNA Ribose) + 1 base nitrogenada. Além da diferença entre as pentoses, eles também se diferenciam nas bases nitrogenadas: 
- O DNA possui: Guanina, Citosina, Adenina e TIMINA. 
- O RNA possui: Guanina, Citosina, Adenina e URACILA. 
Outra diferença entre as duas moléculas é que a do DNA é dupla e está em formato de dupla hélice; a do RNA é uma cadeia unifilamentar.
17. Baseado na técnica de sequenciamento de DNA, diga uma forma de combater o vírus da AIDS.
Uma forma é usando o ddNTP (5’ – 5’), que é um substrato modificado, onde ele não irá fornecer o 3’, o que faz com que a reação de replicação do vírus pare.
Ps: na prova P3 ele utilizou como exemplo o fármaco AZT para AIDS. O AZT é 3’ – 3’, e neste caso, é um substrato modificado que não irá fornecer o 5’. Prestar atenção!!!
18. Como os neurônios conseguem se diferenciar tanto dos miócitos, morfologicamente e até mesmo em função, apesar de possuírem o mesmo genoma?
R= Essa diferenciação se dá devidoà regulação gênica, que é a regulagem da informação codificada no gene para resultar em um produto génico ou uma função, ou ainda, um sistema em que o DNA determina quais os genes, seu número e o momento em que irão funcionar dentro da célula, produzindo proteínas que realizam várias funções. Ou seja, todas as células do nosso corpo possuem os mesmo genes, mas elas transcrevem conjuntos diferentes de genes, podemos chamar isso de controle da expressão gênica.
19. Como a RNA Polimerase faz para saber onde começa o gene?
R= Sempre antes do gene está o promotor, que apresenta uma sequência de bases a RNA Polimerase reconhece. A sequência de bases do RNA está de acordo com a sequência de bases do DNA, de acordo com a Lei de complementaridade de bases.
20. Em procariotos um promotor pode controlar a transcrição de mais de um gene, chamamos essa estrutura de operón. Qual a vantagem disso para as bactérias?
R= As bactérias são organismos simples, por isso elas têm um controle de transcrição bem mais simples que o nosso. Os genes que estão no operón geralmente estão encarregados da mesma função, então se tiver que transcrever um deles, terá que transcrever todos. Então a vantagem disso é que você faz o controle em bloco, ou transcreve todos eles ou não transcreve nenhum.
21. Qual a vantagem de ter um gene com éxons e íntrons?
R= A vantagem é que a célula eucariótica faz o que nós chamamos de processamento alternativo do RNA, ou seja, na hora em que ela retira os íntrons, ela pode religar os éxons em sequências diferentes, isso dá a elas a capacidade de produzir mais de uma proteína a partir de um mesmo gene. Essa é a explicação para o fato do ser humano ter em torno de 23 mil genes, mas ser capaz de produzir mais de 100 mil proteínas diferentes.
22. Qual a vantagem de ter um núcleo em eucariontes?
R= As bactérias não tem núcleo, eucariontes tem. Como na bactéria não há um núcleo, tanto a transcrição quanto a tradução ocorrem no citoplasma, então às vezes ainda nem acabou a transcrição e já tem ribossomos traduzindo RNA. Já em eucariontes a transcrição e a tradução ocorrem em compartimentos diferentes, a transcrição é no núcleo e a tradução é no citoplasma. A vantagem disso é que dá tempo da célula modificar o RNA antes dele ser traduzido.
23. O que é PCR?
R= PCR é uma técnica para copiar os genes. Ela é abreviação de Reação Polimerase em cadeia. É uma técnica que possibilita a ter grandes quantidades de DNA, a partir de uma pequena amostra, ou seja, com poucas cópias de um gene é possível obter uma grande quantidade desse gene.
24. O que é preciso para copiar genes através da técnica de PCR?
R= Primeiramente é preciso de dNTPs, que são as bases nucleotídicas que formam o DNA (G, C, T, A). Precisamos da enzima Polimerase, que é a enzima que agrega as bases nucleotídicas e formam uma nova fita de DNA utilizando como molde um afita existente. E também precisamos de primers que são sequências de DNA que iniciam a síntese da nova fita.
25. E como essa técnica é feita?
R= Colocamos tudo isso num tubo de eppendorf, as bases nucleotídicas, a enzima polimerase, os primers e água para a reação poder ocorrer. Após isso, o tubo é colocado no termociclador, que é responsável por variar a temperatura muito rápida. A PCR então acontecer em 3 etapas: Desnaturação, anelamento e elongação. O DNA para ser copiado precisa ser primeiro separado, o que chamamos de desnaturação. As fitas de DNA são separadas em altas temperaturas, cerca de 90ºC, após isso a temperatura é reduzida a mais ou menos 35ºC, permitindo que as fitas se juntem de novo. Nesse estágio ocorre o anelamento dos primers, ao invés da fitas se juntar com a outra, junta-se com um primer, que é uma sequência de alta especificidade para a fita de DNA. Após esse anelamento, ocorre elongação. A enzima Polimerase usa a fita de DNA como molde e adiciona os dNTPs a partir da sequência do primer que foi anelada. Dessa forma o DNA é copiado e você tem o dobro da quantidade de DNA, dado que cada fita é dada como molde. Esse ciclo acontece várias vezes e dessa forma o número de cópias dobra a cada vez, sendo por tanto exponencial.
26. Onde está a informação na célula de qual a sequência correta de aminoácidos de uma proteína?
R= Essa informação se encontra no gene que está no DNA. Para cada 3 bases do RNAm, entra 1 aminoácido na proteína. Esse trio de bases recebe o nome de códon.
27. Onde ocorre a tradução?
R= Nos ribossomos.
28. Por que regular?
R= Um dos motivos é porque o custo energético seria muito alto se todas as proteínas fossem produzidas ao mesmo tempo. Outra razão é que as células muitas vezes são submetidas a condições diferentes do ambiente, o excesso de um determinado composto que vai ser metabolizado ou escassez de um composto que precisa ser sintetizado. Isso faz com que a célula possa regular quais genes podem ou precisam ser expressos em determinado momento.
29. Quais fatores que determinam a quantidade de cada proteína?
R= Concentração de mRNA, eficiência da tradução do mRNA e estabilidade da proteína extraída.
30. O que é o Operón lac?
R= Região gênica responsável pela síntese de moléculas que vão metabolizar a lactose dentro de bactérias.
31. Como ocorre a regulação do operón lac?
R= Existe um repressor que vai reprimir a transcrição do gene e um potencializador, que vai estimular a repressão do gene, que acontece devido ao Complexo Cap ligado ao AMP cíclico.
32. O que é DNA Complementar?
R= É o DNA feito a partir do molde de RNA.
33. Explique a diferença entre DNA, RNA e DNA viral.
R= DNA: Possui Adenina, Citosina, Timina e Guanina como bases nitrogenadas.
RNA: Possui Adenina, Citosina, Guanina e Uracila como bases nitrogenadas.
DNA viral: Não possui emparelhamento proporcional das bases nitrogenadas.
34. Qual a importância da regeneração?
R= Defesa contra mutação.
35. Por que o Gene é maior que o RNA, e o RNA é maior que a Proteína?
R= O gene é maior que o RNA porque os íntrons são retirados, e o RNA é maior que a proteína porque nem todo RNA é traduzido.