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Estudo Dirigido de Engenharia Genética 
 
1. Quais são as bases purinas e pirimidinas e em quais moléculas estão. 
Purinas: Adenina e Guanina (DNA e RNA); Pirimidinas: Timina (DNA), Uracila 
(RNA) e Citosina (Ambos) 
 
2. O que são plasmídeos e qual sua função na bactéria. 
Os plasmídeos são moléculas extracromossômicas circulares de DNA 
bacteriano​, capazes de se replicar independentemente do DNA cromossomal. 
Os plasmídeos contêm genes que conferem vantagens adaptativas à bactéria, 
como resistência a antibióticos ou a capacidade de metabolizar um certo tipo 
de substrato. 
 
3. Quais são as 4 classes de macromoléculas existentes. 
Carboidratos, Proteínas, Lipídios e Ácidos nucléicos​. 
 
4. Qual a diferença entre os ácidos nucleicos e quem são eles? 
Normalmente, o DNA aparece como uma molécula maior que o RNA, o qual 
apresenta tamanho reduzido e é encontrado na forma de fita simples, 
enquanto que o DNA forma dupla fita. Outra diferença crucial entre ambos é 
que, no RNA, a base timina do DNA é substituída pela base uracila. 
 
5. Quais são as partes de um nucleotídeo e qual a numeração encontrada em 
uma das moléculas constituintes? Desenhe. 
Um nucleotídeo é composto por uma pentose (desoxirribose no DNA e ribose 
no RNA), um grupo fosfato e uma base nitrogenada. Na pentose, os carbonos 
são numerados de 1’ a 5’, de acordo com sua posição na molécula. Ao 
carbono 1’ da pentose se liga a base nitrogenada e ao carbono 5’ se liga o 
grupo fosfato, formando assim o nucleotídeo. Nas fitas de ácido nucleico, o 
grupo fosfato de um nucleotídeo está ligado ao carbono 3’ de outro, por 
ligações fosfodiéster. 
(desenho em anexo) 
 
6. Como você ilustraria o Dogma Central da Biologia Molecular, explique. 
O dogma explica como ocorre o fluxo de informação genética nas células. De 
acordo com o dogma, o DNA (que é replicado) é transcrito em RNA 
mensageiro, que participa da síntese de proteínas no processo de tradução. 
Se acreditava que esse fluxo não era reversível, no sentido de um mRNA 
originar uma fita de DNA mas, entretanto, a descoberta da enzima 
 
transcriptase reversa nos retrovírus mostrou que a transcrição reversa de um 
mRNA em cDNA é possível. 
 
7. Quais são as enzimas,que participam da replicação do DNA e quais suas 
funções? 
DNA Helicase: ​Sua função é reconhecer a origem de replicação, iniciando a 
replicação, e abrir a forquilha de replicação, rompendo as ligações de 
hidrogênio que ligam as duas fitas. 
DNA Polimerase: ​Catalisa a formação das novas cadeias de DNA, utilizando as 
fitas de DNA como molde. 
DNA Primase: Enzima responsável por inserir os primers de RNA que darão 
início à replicação das fitas pela DNA Polimerase. 
DNA Ligase: Responsável por unir os fragmentos de Okasaki gerados na 
síntese da fita descontínua. 
Topoisomerase: Na replicação, esta enzima é capaz de relaxar positiva ou 
negativamente a fita de DNA logo após a forquilha de replicação, de forma a 
diminuir a tensão gerada na fita pela abertura da forquilha. 
 
8. Como ocorre a replicação do DNA na fita descontínua? O que são 
fragmentos de Okasaki? 
A DNA polimerase é capaz de sintetizar DNA apenas no sentido 5’-3’. Na fita 
5’-3’ a polimerase desliza acompanhando a abertura da forquilha de 
replicação. Por sua vez, na fita 3’-5’ a polimerase atua no sentido oposto ao da 
abertura da forquilha, de maneira que nesta fita (chamada de descontínua) a 
replicação é acontece em ritmo mais lento. Por trabalhar no sentido oposto ao 
da abertura da forquilha, a DNA polimerase não gera uma fita íntegra, mas 
fragmentos de fita de DNA que não estão unidos, os fragmentos de Okasaki. 
Posteriormente, estes fragmentos serão unidos pela ação da DNA ligase. 
 
9. Por que a replicação do DNA é considerada semiconservativa? 
Porque cada uma das suas moléculas recém formadas conserva uma das 
cadeias da molécula que a originou e forma uma cadeia nova, complementar 
ao seu molde. 
 
10. Quais são os tipos de RNA e para que servem? 
RNA mensageiro: é o transcrito que contém a informação genética necessária 
para síntese de proteínas. 
RNA transportador: é o responsável por transportar os aminoácidos que serão 
utilizados na formação das proteínas até os ribossomos, onde haverá de fato a 
síntese das proteínas. 
 
RNA ribossomal: Compõe as subunidades do ribossomo, as organelas 
responsáveis por traduzir a informação genética do RNA mensageiro em uma 
proteína. 
 
11. Compare a replicação do DNA com a transcrição do RNA. 
Na replicação, o DNA funciona como molde para a síntese de uma nova 
dupla-fita, enquanto na transcrição ele é molde para síntese de RNA. A 
replicação tem participação de várias enzimas; já a RNA polimerase é a única 
enzima que participa da transcrição. Ambos os processos envolvem 
reconhecimento de uma região de DNA para serem iniciados, na replicação é a 
origem de replicação e na transcrição é o promotor. A transcrição muitas 
vezes é dependente de fatores de transcrição para acontecer, o que não 
ocorre na tradução. Além do mais, a taxa de erros da DNA polimerase da 
replicação é inferior à da RNA polimerase da transcrição. 
 
12. Qual a região do DNA que a RNA polimerase reconhece para fazer a 
Transcrição e como essa região está caracterizada? 
A região promotora, que se localiza upstream à região estrutural do gene. A 
região promotora tem duas regiões consenso, denominadas -10 e -35, que 
determinam a afinidade que a RNA polimerase terá pelo promotor e, 
consequemente, o nível de expressão de um gene. Se a enzima tiver alta 
afinidade pelo promotor, o gene terá alta expressão e ele é chamado de 
promotor forte. Se a afinidade for baixa o gene terá baixa expressão, e esse 
promotor será fraco. 
 
13. Qual é o processo que retira os introns para fazer o RNA maduro (em 
eucariotos)? 
O processo de splicing, com formação da estrutura denominada 
spliceossomo, que remove os íntrons e une os éxons. 
 
14. Quais são as características de um RNA maduro? 
Em eucariotos, o mRNA maduro possui apenas regiões codificantes, os 
exons. As regiões não codificantes são removidas pelo splicing. Também 
contém a cauda poli-A e o cap 5’, que orientam seu caminho do núcleo ao 
citoplasma e lhe dão maior estabilidade, impedindo sua degradação por 
nucleases. 
 
15. Quais são as regiões do RNA mensageiro? Para que servem? 
O sítio de ligação ribossomal (RBS), que será reconhecido pelo ribossomo 
para iniciar a tradução; a região terminadora, que forma a alça rica em 
ligações G-C e viabiliza o fim da transcrição; além dos códons, que codificam 
 
aminoácidos e/ou sinalizam o início (AUG, o start códon, que também codifica 
para metionina) e o fim (UGA, UAA e UAG, os stop códons) da tradução. 
 
16. Desenhe um nucleotídeo completo. 
(desenho em anexo) 
 
17. Desenhe uma molécula de DNA (estrutura química) com as quatro bases 
nitrogenadas 
(desenho em anexo) 
 
18. Desenhe a estrutura química do RNA com as quatro bases nitrogenadas 
(desenho em anexo) 
 
19. Qual a definição de genoma? Quais são os diferentes tipos de genomas além 
dos genomas de animaise plantas? 
Genoma é o código genético, que possui toda a informação hereditária de um 
ser, e é codificada no DNA. Todos os seres vivos possuem genoma, incluindo 
plantas, animais, bactérias, fungos, algas e protozoários. 
 
20. Como uma molécula de DNA , tão grande pode caber dentro do núcleo 
celular eucariótico? 
A molécula de DNA passa por diferentes graus de condensação de acordo 
com a fase do ciclo celular. Essa compactação, com auxílio das proteínas 
histonas, é que permite que uma molécula longa como o DNA seja acomodada 
no interior de um núcleo microscópico. 
 
21. O que são pontes de hidrogênio e qual sua função no DNA? 
Pontes de hidrogênio são ligações não covalentes (mais fracas que as 
ligações covalentes convencionais mas fortes frente aos outros tipos de 
interações não covalentes) entre átomos de hidrogênio e outros átomos 
altamente eletronegativos, como oxigênio e nitrogênio. Ao se ligar a esses 
átomos eletronegativos, o único elétron constituinte da eletrosfera do 
hidrogênio tende a se aproximar desse elemento eletronegativo, permitindo 
que esse hidrogênio estabeleça interações com outros átomos 
eletronegativos proximais. No DNA, As pontes de hidrogênio são ligações 
fortes entre as bases, para manter a estrutura da fita. Adenina e timina se 
unem por duas ligações de hidrogênio, guanina e citosina se unem por três 
ligações de hidrogênio. 
 
22. Para que serve a região do elemento UP na regulação da expressão gênica? 
Para aumentar a interação RNA-polimerase - promotor. 
 
 
23. O que são genes constitutivos e genes expressos diferencialmente? 
Genes constitutivos são expressos o tempo inteiro e não dependem de fatores 
de transcrição. Genes expressos diferencialmente estão sujeitos a 
mecanismos de regulação, entre eles a disponibilidade de fatores de 
transcrição. 
 
24. Qual a função da subunidade sigma da RNA polimerase? 
A subunidade sigma da RNA polimerase é fundamental para o reconhecimento 
específico da região promotora. Ela, juntamente ao cerne da enzima, desliza 
ao longo do DNA à procura do promotor, não precisando desenrolar a dupla 
hélice nem ligar-se e desligar-se a ela repetidamente. 
 
25. Como o aminoácido chega até o ribossomo para a síntese proteica? 
O aminoácido chega junto com o tRNA, onde o aminoácido liga-se ao 
transportador através de uma ligação aminoacil-tRNA catalisada pela enzima 
aminoacil-tRNA-sintetase. 
 
26. Para que serve os sítios A, P e E nos ribossomos? 
A- É o local de entrada do tRNA carreador de aminoácidos (com exceção do 
primeiro aminoácido que entra no sítio P); 
P- É o local onde o tRNA liga o aminoácido que carrega à cadeia polipeptídica 
em formação; 
E- Por onde o tRNA, já sem aminoácido, deixa o ribossomo. 
 
27. Qual a composição de um ribossomo? Quantas subunidades tem? 
Estruturalmente é composto por RNA ribossomal e algumas proteínas. Possui 
duas subunidades, uma maior e uma menor, que diferem entre procariotos e 
eucariotos. 
 
28. O que é a região Shine-Dalgarno? e qual parte do ribossomo interage com 
esta região para início da síntese proteica? 
É o sítio de ligação ribossomal em procariotos, a região do mRNA a ser 
reconhecida pelo ribossomo, sinalizando o início da tradução. A região que 
interage é a região 16S do ribossomo. 
 
29. O que é uma fita codificadora e fita molde no RNA? Faça a demonstração no 
DNA a seguir: 5'ACGGCATGATCAG3'. 
Fita codificadora é a fita de DNA a qual é copiada em proteínas por um mRNA, 
ou seja, sua sequência é idêntica à sequência de RNA, substituindo apenas 
timinas por uracilas. A fita molde é a que é transcrita pela RNA polimerase, 
sendo complementar ao RNA gerado. 
Fita codificante: ​5'ACGGCATGATCAG3' 
 
Fita molde: ​5’TGCCGTACTAGTC3’ 
RNA: ​5’ACGGCAUGAUCAG3’ 
 
30. O que são códons e anticódons? 
Códon: ​Trinca de nucleotídeos que codifica um aminoácido de uma proteína. 
Anticódons: Grupo de três nucleotídeos do RNA transportador. Durante a 
síntese de proteínas pareia com um códon complementar do RNA mensageiro. 
 
31. Use a tabela de código genético e diga qual são os códons de parada e o 
códon de iniciação e a que aminoácido corresponde? 
Códons de parada: UAA, UAG, UGA. Codon de iniciação: AUG (metionina). 
 
32. Como que a natureza dos aminoácidos de uma proteína pode dar forma e 
característica? 
O grupo lateral R dos aminoácidos influencia diretamente no enovelamento e 
conformação tridimensional da proteína, por meio dos diferentes tipos de 
ligações e interações que estes radicais podem fazer entre si. Características 
como solubilidade, faixa ótima de temperatura e pH e carga são consequência 
destes grupos. A cadeia lateral dos aminoácidos também participa da função 
de muitas proteínas e enzimas. 
 
33. O que é uma mutação silenciosa? 
Uma mutação silenciosa ocorre quando a troca de um nucleotídeo origina um 
códon que expressa o mesmo aminoácido do códon normal, não tendo, então, 
qualquer efeito na estrutura da proteína, logo a mutação não é sentida. 
 
34. Por que se diz que o código genético é degenerado? 
Pois um aminoácido pode ser codificado por mais de um diferente códon. 
 
35. Quais são os três componentes principais do processo de tradução? 
São eles o RNA mensageiro(RNAm) que contém a informação necessária para 
direcionar a síntese de proteínas, o RNA de transferência (RNAt) que carregam 
os aminoácidos que serão incorporados à proteínas e os ribossomos que 
reúnem o RNAm e o RNAt, de modo a permitir que o aminoácido correto seja 
incorporado à proteína. 
 
36. Quais são os agentes mutagênicos? 
Agentes físicos ou químicos capazes de induzir mutações na molécula de 
DNA, tal como radiação UV e brometo de etídio. 
 
37. Qual a estrutura de um cromossomo? 
 
Duas cromátides idênticas (cada uma corresponde a uma molécula de DNA) 
ligadas por um centrômero, o braço p (curto), o braço q (longo) e o telômero. 
 
38. O que sinaliza uma bolha de replicação? 
A origem de replicação, uma sequência de DNA normalmente rica em A-T, que 
sinaliza o início da replicação. Procariotos possuem apenas uma origem de 
replicação, já eucariotos possuem várias espalhadas pelo DNA cromossomal. 
 
39. O que caracteriza uma macromolécula? 
Uma molécula grande formada pela polimerização de unidades menores 
(monômeros), tal como nucleotídeos, aminoácidos e monossacarídeos. 
 
40. O que são retrovírus qual a enzima característica desses vírus? Como 
funciona? 
Vírus que têm RNA como material genético. O RNA é convertido em DNA pela 
ação da transcriptase reversa. O DNA sintetizado pela transcriptase reversa é 
denominado DNA complementar. 
 
41. Como o DNA pode ser desnaturado? Explique todas as possibilidades. 
A desnaturação do DNA pode ser obtida em solução por aumento da 
temperatura, por titulação com ácidos ou álcalis e por agentes desnaturantes, 
como a formamida e o dimetil-sulfóxido. 
 
42. Defina operon. 
Um grupo de genes que são regulados e expressos conjuntamente, 
compartilhando o mesmo promotor. Estes genes são transcritos em um único 
mRNA policistrônico e podem ser traduzidos juntos ou separadamente, se o 
mRNA policistrônico for processado para originar mRNAs monocistrônicos. 
Este operon pode contertambém um gene para expressão de proteína 
repressora, que se liga à região operadora e impede o reconhecimento do 
promotor pela RNA Polimerase. Neste caso, o gene do repressor costuma ter 
um promotor próprio. 
 
43. Quais são as regiões consensuais de uma região promotora? 
São as regiões -10 (“TATA box”, cuja sequência consensual é TATAAT) e -35 
(TTGACA), que se localizam upstream à região estrutural da proteína. 
 
44. O que são os elementos UP? 
Regiões upstream ao gene, de dezenas a centenas de pares de base de 
distância, que influenciam na afinidade da RNA polimerase ao promotor 
durante a transcrição. 
 
 
45. De forma resumida como funciona o operon Lac? 
O operon lac é um mecanismo de metabolização de lactose na ausência de 
glicose, a fim de obter energia. Na ausência de lactose, uma proteína 
repressora impede o reconhecimento do promotor lac pela polimerase e não 
há transcrição dos genes do operon. Quando presente, a lactose se liga 
alostericamente ao repressor, liberando-o da região operadora do operon e 
permitindo que a polimerase reconheça o promotor, iniciando a transcrição 
 
46. O que é a proteína CAP ou CRP? 
CAP é a proteína ativadora de genes catabólicos. A proteína CAP não tem 
qualquer influência na expressão do operon enquanto não estiver ligada ao 
AMPcíclico. 
 
47. Como funciona a ativação com a proteína CAP? 
Baixas concentrações de glicose abaixam os níveis de AMPc, que se 
complexa com a CAP e induz à transcrição dos genes do operon lac. Se a 
concentração de glicose for alta, haverá baixos níveis de AMPc e não ocorrerá 
formação do complexo AMPc-CAP, logo o operon não será ativado. 
 
48. Qual o mecanismo de regulação do operon Trp? 
Se houver trp, o repressor estará ligado ao operador do operon e impedirá a 
ativação da transcrição. Sem trp, o repressor irá largar o operador e a 
transcrição se inicia. Este é o mecanismo primário de regulação da produção 
de triptofano. Outros mecanismos incluem a atenuação, que age na tradução, 
e a inibição por retroalimentação, onde o produto final de uma via metabólica 
inibe alguma enzima que inicia a via, impedindo a formação de mais produto. 
 
49. Quais as diferenças entre a replicação in vivo e in vitro? 
A replicação in vitro utiliza a enzima termoestável Taq Polimerase, proveniente 
da bactéria extremófila ​Thermus aquaticus​, para a síntese das fitas de DNA, 
que resiste às variações de temperatura da PCR. Na replicação in vivo, as fitas 
de DNA são separadas pela ação da enzima DNA helicase, que rompe as 
ligações de hidrogênio que as une enquanto na replicação in vitro estas 
ligações são desfeitas pelo aumento da temperatura da reação. Como foi dito, 
a temperatura tem papel vital na replicação in vitro, todos os passos da PCR 
envolvem variação de temperatura para que o processo siga adiante, coisa 
que não acontece na replicação in vivo. Na PCR os primers utilizados são de 
DNA, enquanto na replicação os primers que iniciam o processo são feitos de 
RNA. 
 
50. Quais os componentes da reação de PCR e suas funções? 
 
Primers forward e reverse: Se acoplam à região de interesse do DNA que será 
amplificada. 
Taq Polimerase: Responsável por sintetizar a nova fita de DNA. 
Tampão: Garante que todo o processo aconteça em condições estáveis de pH. 
Magnésio: É o cofator da enzima que garante seu funcionamento. 
dNTPs: Nucleotídeos sintéticos para a síntese de DNA. 
Água: Utilizada para ajuste de volume da reação. 
DNA: O molde utilizado para amplificação de determinada região. 
 
51. Qual a diferença entre as reações de PCR e de sequenciamento do tipo 
"terminação de cadeia"? 
A PCR convencional utiliza apenas dNTPs, nucleotídeos sintéticos. Na reação 
de sequenciamento, além de dNTPs, se usa ddNTPs, nucleotídeos marcados 
com fluorescência que têm um H ao invés de OH no carbono 3’ da pentose, 
que impede a adição de outro nucleotídeo à cadeia. 
 
52. Qual a diferença (ou as diferenças) entre sequenciamento do tipo Sanger e 
NGS (Next Generation Sequencing)? 
A diferença crucial está no volume de bases que podem ser processados 
pelas técnicas. A de Sanger permite um volume maior que os 
sequenciamentos de nova direção. 
 
53. Defina clonagem molecular de um gene. 
É uma tecnologia que permite o estudo dos genes e seus produtos obtendo 
organismos transgênicos e a execução da terapia gênica. A clonagem 
molecular pode ser definida como sendo o processo em que há a construção 
de DNA recombinante e sua propagação em hospedeiros que sejam 
apropriados o que possibilita a seleção do DNA recombinante. 
 
54. Defina expressão heteróloga de proteínas. 
É a expressão de uma proteína em um organismo que não a expressa 
naturalmente, por meio de engenharia genética. Por exemplo: produção de 
insulina humana em bactérias recombinantes ou expressão de ácido 
artemisínico em leveduras. 
 
55. Defina: 
a) Biologia sintética 
A biologia sintética é o design de partes, dispositivos e sistemas biológicos 
por meio de tecnologias de edição genética. A biologia sintética se utiliza da 
engenharia genética para fazer esse design, mas, diferente da engenharia 
genética, a biologia sintética não se preocupa apenas com a inserção de 
genes exógenos em células, mas com o entendimento global do 
 
funcionamento destas, como vias metabólicas e mecanismos de sinalização 
celular. 
 
b) Metabolômica 
É o estudo global dos metabólitos produzidos por um organismo em dadas 
condições. 
 
c) Genômica 
É a quantificação e caracterização do genoma completo de um organismo, ou 
seja, do seu conjunto de genes. 
 
d) Engenharia genética 
Engenharia genética pode ser definida como o conjunto de técnicas capazes 
de permitir a identificação, manipulação e multiplicação de genes dos 
organismos vivos; é a modificação de seres vivos pela manipulação direta do 
DNA, através da inserção ou deleção de fragmentos específicos. 
 
e) Transcriptômica 
Trata-se do conjunto completo de RNAs transcritos de determinado linhagem 
celular ou tecido. O transcriptoma diz respeito a fração do código genético do 
DNA, o qual é transcrito pelo RNA polimerase nas moléculas de RNA. 
 
f) Microbioma 
É a população microbiana de determinado ambiente e seus elementos 
genéticos e as interações que fazem com o ambiente em contexto particular. 
 
g) Metagenômica 
É o genoma coletivo da microbiota total, encontrada em um determinado 
habitat. É a técnica de análise genômica das comunidades de microrganismos 
de um determinado ambiente por técnicas independentes de cultivo. 
 
h) Metatranscriptômica 
A metatranscriptômica objetiva compreender padrões de expressão dos genes 
através de tecnologias de ponta e de bioinformática avançada. 
 
56. Faça um resumo de 400 palavras (conte no word) sobre seu projeto de aula 
prática. 
O experimento de aula prática envolveu a remoção de um cassete para 
expressão de proteína GFP do plasmídio pDM02, que é um plasmídio com 
baixo número de cópias´por célula, para o plasmídio pUNA de alto número de 
cópias por célula. O plasmídio PUNA foi primeiramente linearizado com a 
enzima NotI, para receber o inserto oriundo de PDM02, que foiexcisado do 
 
vetor também com NotI (O cassete de expressão é flanqueado por dois sítios 
de NotI no vetor PUNA). O inserto foi ligado ao vetor com tratamento por T4 
DNA ligase. Então, ​Escherichia coli da linhagem DH5αF’IQ foi transformada 
com o vetor recombinante por eletroporação. O vetor recombinante tinha 
como marcador de seleção o gene de resistência à ampicilina, de forma que as 
células foram plaqueadas em diferentes concentrações desse antibiótico. As 
células transformadas com o vetor recombinante foram selecionadas pela 
resistência ao antibiótico e por apresentarem brilho verde fluorescente 
quando expostas à luz UV. A baixa expressão de GFP nas bactérias 
transformadas decorreu da ligação do vetor consigo mesmo, sem que 
houvesse ligação do inserto de interesse. Por conta disso, o vetor PUNA 
linearizado foi tratado com enzima SAP (fosfatase alcalina de camarão), 
responsável por remover os grupos fosfatos dos terminais do vetor e impedir 
que ele se ligue a si mesmo. A ligação do inserto, agora, foi otimizada e as 
bactérias apresentaram alta expressão de GFP. Foi realizada uma extração 
plasmidial seguida de digestão com NotI para verificar a presença do inserto 
no vetor recombinante. Em seguida, foi feita uma digestão para verificar se o 
sentido com que o cassete de expressão foi inserido no vetor, com as enzimas 
PvuIII e BamHI.