Estudo dirigido de Biologia Molecular Respondido

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1. Uma linhagem de E. coli nutricionalmente defeituosa só cresce em um meio contendo timina e triptofano, enquanto outra só cresce em meio contendo leucina e metionina. Quando as duas são cultivadas juntas, parte da prole é capaz de crescer em meio mínimo, sem timina, triptofano, leucina e metionina. Como esse resultado pode ser explicado?
Houve melhoramento genético nas espécies, tornando-as mais resistentes degradando o que antes não era degradado.
2. Quais as diferenças entre a transdução generalizada e a transdução
especializada?
Transdução generalizada: requer a ocorrência de um ciclo lítico, onde, eventualmente, pode haver inserção, no vírus, de fragmento de DNA da célula hospedeira, formando partículas transdutoras (defectivas), que correspondem ao capsídeo viral contendo DNA bacteriano em seu interior (figura abaixo). Esse fragmento poderá ser transferido, numa infecção subsequente, para outra bactéria, pois os processo de adsorção e injeção de DNA dependem, essencialmente, da estrutura do vírus, sendo independente, via de regra, do tipo de DNA contido em seu interior.
Transdução especializada (ou restrita): este processo é dependente da ocorrência de um ciclo lisogênico dos fagos temperados, como o fago lambda da Escherichia coli, e se limita a alguns genes específicos, daí a denominação desse fenômeno. Esses fagos, cujo nome foi proposto por Elie Wollman, do Instituto Pasteur em Paris, numa referência a “O Cravo Temperado” de Johann Sebastian Bach, podem, ao contrário dos virulentos, integrar seu DNA ao DNA bacteriano. No estado integrado (estado reprimido), muito semelhante aos retrovírus endógenos em animais (ERVs), o genoma do bacteriófago é denominado profago (ou provírus) e a cepa que o possui é chamada bactéria lisogênica (geradora de lise ou ruptura). Os provírus podem, graças a um processo chamado indução, serem liberados no citoplasma, tornar-se ativo novamente e iniciar um ciclo lítico (ciclo reprodutivo), causando a lise da bactéria. Caso a excisão dos profagos ocorra de maneira defeituosa, poderá haver a transferência de um pequeno fragmento de DNA bacteriano para o DNA viral, ficando parte do DNA viral incorporada ao DNA bacteriano (figura abaixo). Apenas DNA hospedeiro de cada lado do local onde o provírus está inserido pode ser transferido, justificando a transdução especializada. Esses vírus defeituosos (defectivos) podem, a exemplo da transdução generalizada, transferir o DNA bacteriano para outras células, pois, como vimos acima, a adsorção à parede bacteriana e a injeção de DNA na célula a ser infectada estão associadas, essencialmente, a estrutura viral.
3. Qual a diferença entre um fago e um profago?
Fagos infectam especificamente bactérias. Alguns fagos são virulentos, significando que uma vez que a célula tenha sido invadida, eles imediatamente iniciam seu processo de reprodução, e em pouco tempo "lisam" (destroem) a célula, lançando novos fagos. Alguns fagos (bem conhecidos como fagos temperados) podem ao contrário entrar em um estado relativamente inofensivo, e então integrar seu material genético no DNA cromossomal da bactéria hospedeira (muito semelhantes aos retrovírus endógenos em animais) ou estabelecendo-se a si mesmos como plasmídeos.
Prófago: Como chama-se a estrutura formada pela integração do DNA viral e DNA bacteriano.
O cíclo lisogênico é controlado pelo prófago.
4. Em que consiste a recombinação genética? Quais os diferentes tipos? Como
podemos diferenciá-los?
A recombinação gênica (ou genética) refere-se à troca de genes entre duas moléculas de ácido nucléico, para formar novas combinações de genes em um cromossomo.Se dois cromossomos de rompem e se unem novamente, alguns genes transportados por esses cromossomos são trocados, processo esse denominado crossing over. Os cromossomos originais se recombinam, de modo que cada um agora transporta uma parte dos genes do outro. 
Existem três tipos:
Conjugação, em que uma bactéria transfere DNA em um sentido para outra bactéria por contato célula-célula. O DNA transferido pode ser parte ou todo o genoma bacteriano ou pode ser um elemento de DNA extragenômico denominado plasmídio.
Transformação, uma célula bacteriana também pode obter um pedaço de DNA do ambiente e incorporar esse DNA a seu próprio cromossomo.
Transdução, alguns vírus que parasitam células bacterianas (chamados bacteriófagos, ou simplesmente fagos) podem captar um pedaço de DNA de uma bactéria e injetá-lo em outra, podendo ser incorporado ao cromossomo.
5. Responda as perguntas abaixo:
a. Como se chama a linhagem bacteriana que contem o plasmídeo F integrado ao seu cromossomo?
Bactérias que adquirem características que não são suas, e transferem a informação para as demais, dando origem a culturas clonadas, idênticas. 
b. Que característica do plasmídeo F permite sua inserção no cromossomo?
O plasmídeo F é um epissoma, pelo que pode libertar-se do cromossoma bacteriano - excisão.
• Plasmídeo F′
– Forma-se por excisão incorrecta do cromossoma
– Pode levar consigo mais do que 1 gene do cromossoma onde
estava integrado
– Célula Hfr passa a F´
c. Quando o F integrado inicia a transferência, por que todo o cromossomo de E. coli não é transferido?
d. O que é um plasmídeo F’?
Plasmídeos de fertilidade (F), que contém apenas tra-genes. A sua única função é a iniciação da conjugação bacteriana. Plasmídeos de resistência (R), que contém genes que os tornam resistentes a antibióticos ou venenos.
6. O que é DNA recombinante? Como obter um DNA recombinante?
DNA recombinante é o resultado da ligação, em laboratório, de fragmentos de DNA oriundos de diferentes vetores, células, organismos ou espécies (molécula híbrida), através de engenharia genética.
7. O que é Engenharia Genética?
A Engenharia Genética é a manipulação direta do genoma de um organismo utilizando biotecnologia. É um conjunto de tecnologias, baseadas na tecnologia do DNA recombinante, utilizadas para alterar a composição genética de um ser vivo, incluindo o isolamento, a manipulação e a transferência de genes intra e interepecíficos para produzir organismos novos ou melhorados.
8. O que é biotecnologia?
A biotecnologia é uma área que visa desenvolver produtos e processos biológicos com a ajuda da ciência e da tecnologia. A biotecnologia abrange deferentes áreas do conhecimento que incluem a ciência básica (como biologia molecular, microbiologia, etc.), a ciência aplicada (como técnicas imunológicas, químicas e biológicas) com tecnologias diversas (como informática, robótica e controle de processos).
9. O que é e qual o papel na tecnologia do DNA recombinante da Enzima de restrição e da DNA ligase?
A bactéria protege seu próprio DNA desta degradação “camuflando-o” através da metilação de algumas bases específicas (modificação). Como conseqüência, este sistema é frequentemente descrito como fenômeno da restrição/modificação e existe em um grande número de bactérias.
As enzimas de restrição ou endonucleases de restrição são divididas em várias
classes, dependendo da estrutura, da atividade e dos sítios de reconhecimento e clivagem.
DNA ligase: fragmentos de dois diferentes organismos (por exemplo, bactéria e homem) podem ser ligados por renaturação das regiões de fita simples. Além disto, se a ligação for "selada" com a enzima DNA ligase, depois do pareamento de bases, os fragmentos serão ligados permanentemente.
10. Em que consiste o fenômeno de Restrição/Modificação?
A bactéria protege seu próprio DNA desta degradação “camuflando-o” através da metilação de algumas bases específicas (modificação). Como conseqüência, este sistema é frequentemente descrito como fenômeno
da restrição/modificação e existe em um grande número de bactérias.
11. Cite três vantagens da Tecnologia do DNA recombinante
 Semelhança estrutural do DNA dos organismos
 O pareamento de bases
 Capacidade de expressão de proteínas recombinantes ou
heterólogas por diferentes hospedeiros
13. O que é a clonagem molecular?
Processo de construçãode moléculas de DNA recombinante e da sua propagação em hospedeiros apropriados que possibilitam a seleção do DNA recombinante.
14. Diferencie Vetores de clonagem de Vetores de expressão:
Os vetores de expressão são vetores de clonagem que possuem todos os elementos genéticos que permitem a expressão de proteínas recombinantes. Se os elementos genéticos permitem a expressão em células bacterianas, este é um vetor de expressão procarioto.
Vetor de clonagem é a capacidade de amplificar aquela informação genética inserida na bactéria em centenas de cópias.
16. Cite 3 formas de obter genes de interesse para clonagem molecular:
Biblioteca Genômica;
Síntese por mRNA;
Síntese por adição de nucleotídeos.
17. Como ocorre a síntese do gene de interesse através do RNA mensageiro?
O processo se inicia pela extração do RNA, etapa de purificação, onde o mRNA é separado por cromatografia de afinidade dos demais RNAs. Geralmente se usa um kit, no qual uma pequena seringa cheia de gel de sepharose ligada a oligonucleotídeos poli-T serve de sistema de captura dos mRNAs (pela extremidade poli-A, que vai parear com os poli-T do gel). Após lavar com tampão tudo o que não ficou aderido, desloca-se o mRNA da coluna com uma solução de alta força iônica e, pronto! Temos em três ou quatro gotas de tampão mRNA suficiente para obter uma biblioteca de cDNA.
18. Explique por que é possível produzir moléculas de DNA recombinante:
Por causa da engenharia genética, que viabiliza a manipulação do material gênico.
19. O que são Proteínas Recombinantes?
Proteínas expressas em um organismo diferente daquele que a produz naturalmente.
20. Quais as características desejadas para uma Proteína Recombinante?
-> Igual ou semelhante à proteína nativa
- Estável, Não tóxica para células recombinantes
- Solúvel; Grande rendimento
- Baixo custo, Fácil purificação.