roteiro 02 - Biologia molecular

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Larissa Pedreira da Silva
BIO A81/ TURMA 01/ Farmácia
Roteiro 2. ESTRUTURA DO DNA E PROTEÍNAS
A partir da leitura e interpretação do capítulo de proteínas do LEHNINGER e dos capítulos 3 (p.93 a 97); 4 (p. 139 a 158) de COOPER, responda as questões propostas para o estudo.
1. Considerando o conteúdo do DNA, caracterizar a molécula quanto a sua estrutura e a constituição dos nucleotídeos.
O DNA é uma dupla hélice com os esqueletos açúcar-fosfato presentes na porção externa da molécula. As bases estão na porção interna, orientadas de tal maneira que pontes de hidrogênio são formadas entre purinas (adenina A e guanina G) e pirimidinas( citosina C e timina T) de cadeias opostas. O pareamento das bases é muito específico: A sempre pareia com T e G com C. Devido a esse pareamento as fitas da molécula de DNA são complementares: cada fita contém a informação necessária para especificar a sequência de bases na outra. É conhecido como uma escada espiral, em que no corrimão, tem-se pentoses e grupamentos fostato e nos degraus as bases nitrogenadas.
2. Relacionar a estrutura química da molécula do DNA ao seu papel na herediteriedade.
No núcleo, uma fita de DNA servbe de molde para síntese de outra. Assim sendo, a hereditariedade ocorre devido a capacidade de replicação do DNA, em que as duas cadeias do DNA se separam e cada uma delas orienta a fabricação de uma metade complementar. Metade da molécula original se conserva íntegra em cada uma das duas moléculas-filhas. 
3. Caracterize a organização do material genético em células procarióticas.
O genoma dos procariotos estão contidos em um único cromossomo, o qual, usualmente, é uma molécula de DNA circular. Em contraste, os genomas dos eucariotos são compostos por múltiplos cromossomos, cada um contendo uma molécula de DNA linear.
4. Caracterize a organização da cromatina, considerando a associação de proteínas ao DNA.
A cromatina é o material genético presente no núcleo. As cromatinas são compostas por moléculas de DNA em associação com determinadas proteínas. As principais proteínas da cromatina são as histonas- proteínas pequenas que contém uma grande proporção de aminoácidos básicos (arginina e lisina), os quais facilitam a ligação à molécula de DNA carregada negativamente.
5. Descreva a eucromatina e a heterocromatina, associando o grau de compactação à sua funcionalidade.
A eucromatina é quando as células que estão em interfase e a maioria da cromatina é relativamente descondensada e distribuída por todo o núcleo. Os genes são transcritos e o DNA é replicado durante este período do ciclo celular, em preparação para a divisão celular. Os genes que estão sendo ativamente transcritos apresentam-se em um estado mais descondensado que torna o DNA mais acessível para a maquinaria de transcrição.
Já na heterocromatina, cerca de 10% da cromatina interfásica estão em uma forma altamente condensada que é semelhante a cromatina das células que se encontram em mitose. Ela não é transcrita e contém sequências de DNA altamente repetitivas, tais como as sequências presentes nos centrômeros e telômeros.
6. Relacione DNA, gene e cromatina.
O DNA consiste em um complexo de moléculas que contém todas as informações necessárias para construir e manter um organismo. Já o gene é um fragmento de DNA que codifica uma molécula de RNAm específico que é responsável pela formação de uma ou várias cadeias polipeptídicas ( proteínas), ou seja, ele é a parte funcional do DNA. A cromatina é o material genético presente no núcleo. O DNA se enrola nas cromatinas, que por sua vez, se enrolam sobre si mesmas, formando as histonas.
7. Descrever como funciona e quais aplicações do equipamento PCR.
Reação em cadeia da polimerase (PCR), é um método de amplificação (criação de múltiplas cópias) do DNA sem o uso de um organismo. A máquina de PCR controla o tempo e a temperatura. 
Primeiramente, o tudo é aquecido a uma temperatura de 95º para que ocorra a desnaturação do DNA (separação das fitas). Por conseguinte, a temperatura do termociclador cai (55° C) para que haja a hibridização ou anelamento. Neste ponto do procedimento, os primers se ligam com especificidade às suas seqüências complementares do DNA. Subseqüentemente, há uma elevação da temperatura a aproximadamente 72°C para que ocorra a síntese pela polimerase (extensão de uma nova molécula). Em seguida um novo ciclo é iniciado.
Atualmente, o PCR é utilizado em laboratórios de investigação médica e biológica objetivando diferentes tarefas, como a identificação de doenças hereditárias, a construção de árvores filogenéticas, a clonagem de genes, teste de paternidade, detecção de organismos causadores de infecções, concepção de organismos transgênicos, entre outras.
8. A função da proteína é dependente de seu arranjo espacial. Qualquer alteração na sua estrutura altera a sua função. As proteínas apresentam níveis de organização, descreva e conceitue os níveis de organização espacial das proteínas.
As proteínas são organizadas estruturalmente em quatro tipos, são eles:
Primárias, em que a sequência de aminoácidos especificas para cada proteína e geralmente determinados geneticamente;
Secundaria, devido a capacidade de rotação das ligações peptídicas e de pontos de hidrogênio entre aminoácidos, podendo ser alfa-hélice, mais comum em espiral ou folha-beta: 02 ou mais polipeptídeos arranjados em paralelo ou anti-paralelo.
Terciária: Enrolamento de alfa-hélice ou da folha-beta, mantidas por pontos de hidrogênio e dissulfeto, conferindo atividade biológica as proteínas. 
Quaternária: Possuem duas ou mais cadeias polipeptídicas.
9. Caracterize o processo de desnaturação e renaturação das proteínas.
Desnaturação é quando por ação de substância químicas ou do calor, as conformações espaciais de uma proteína são alteradas ou destruídas, mantendo somente a estrutura primária, formada pela sequência de aminoácidos ligados entre si. Dessa forma, as proteínas perdem a sua conformação e, consequentemente a sua funcionalidade
Já a renaturação ocorre o processo inverso, em que As proteínas desnaturadas retomam sua estrutura nativa e sua atividade biológica assim que sua conformação natural de estabilidade é atingida novamente.
10. Relacione a conformação protéica com a síntese de novos fármacos.
Boa parte dos fármacos agem sobre enzimas, seja bloqueando ou estimulando a atividade dessas enzimas, portanto, o sucesso de um fármaco que atua sobre uma enzina é determinado por como esse fármaco se liga a proteína, é por isso que a conformação proteica é importante para a produção de um farmáco.
11. Faça um breve resumo sobre as funções biológicas das proteínas.
As proteínas, compostos orgânicos bastante abundantes, são constituídas por aminoácidos que formam cadeias entre si por intermédio de ligações peptídicas. Elas possuem diversas funções no organismo, tais como atuando na parte estrutural, dando rigidez, consistência e elasticidade aos tecidos (queratina, colágeno), de forma hormonal, exercendo função específica sobre algum órgão (insulina); Defesa, realizando defesa dos organismos contra substâncias estranhas (anticorpos); Energética, obtendo energia a partir dos aminoácidos que as compõem; Enzimáticas, acelerando reações químicas (lipases); Como condutoras de gases, atuando no transporte de gases, principalmente oxigênio (hemoglobina), como também algumas funcional como moduladores de transcrição, controlando a ativação/inibição de genes específicos (Receptores nucleares)
12. Qual o papel dos cofatores enzimáticos na ativação da proteína?
Cofatores são pequenas moléculas orgânicas ou inorgânicas que podem ser necessárias para a função de uma enzima. Esses cofatores não estão ligados permanentemente à molécula da enzima, mas na ausência deles, a enzima é inativa.
13. Cite 3 funções enzimáticas baseado nas reações químicas catalisadas por elas.
Transferases: Catalisam reações de transferência de grupamentos funcionais como grupos amina, fosfato, axil, carboxil. Ex.: Quinases e as Transaminases
Ligases: Catalisamreações de formação de novas moléculas a partir da ligação entre duas já existentes, sempre as custas de energia- ATP. Ex.: Sintetases
Oxidorredutases: Catalisam reações de transferência de elétrons, ou seja, oxi-redução. Ex.: Desidrogenases e Oxidases.
14. O que é a constante de Michaelis (Km). Explique porquê o Km aumenta em uma reação onde está presente uma molécula competidora (inibição competitiva)?
 
O Km, Constante de Michaelis, é a concentração de substrato necessária para que a reação atinja a metade da velocidade máxima. Os inibidores competitivos são aqueles que se assemelham ao substrato e, portanto, ocupam o sítio ativo. A ligação do inibidor não permite que o substrato se ligue ao sítio ativo da enzima, portanto é necessário que aumente a concentração de substratos, assim sendo, o Km também aumentará para que se atinja a Vmax