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____________________________________________________________________________ Laboratório de Biologia Molecualr de Microrganismos – BioMolMicro UFC-FFOE-DACT Fone: 3366.8267 UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ DEPARTAMENTO DE ANÁLISES CLÍNICAS E TOXICOLÓGICAS FACULDADE DE FARMÁCIA, ODONTOLOGIA E ENFERMAGEM Biologia Molecular Aplicada a Farmácia Profa. Nádia Accioly P. Nogueira Parte I - DNA 1. Descreva com detalhes a estrutura física do DNA. 2. Como a estrutura do DNA está relacionada com a capacidade dessa molécula de manter a informação genética de organismo estável? 3. A seqüência de nucleotídeos de uma fita de uma dupla hélice de DNA é 5’- GGATTTGTCCACCG-3’. Qual a seqüência da fita complementar? E da fita de RNA? 4. No DNA de uma célula procariótica, 15% dos nucleotídeos são adenina. Quais as porcentagens dos outros nucleotídeos? Explique porque? 5. Enzimas de reparo do DNA preferencialmente reparam bases pareadas incorretamente na fita recém-sintetizada, usando a fita de DNA velha como molde. Se os malpareamentos fossem reparados sem considerar qual fita servisse como molde, em que isso afetaria na taxa de erros de replicação? Explique sua resposta? 6. Uma mutação na célula inativou um gene que codifica uma das proteínas envolvidas na replicação. Na ausência dessa proteína a célula tenta replicar o seu DNA pela última vez. Que produtos de DNA seriam gerados em cada caso se as seguintes proteínas estivessem faltando? a. DNA-polimerase b. DNA-ligase c. Grampo deslizante para a DNA-polimerase d. Nuclease que remove os RNAs iniciadores e. DNA-helicase f. Primase 7. Como você poderia explicar o fato de apenas a troca de uma base no gene da β- globina ter como conseqüência a anemia falciforme? 8. Quais as enzimas envolvidas na replicação do DNA? Comente sobre cada uma delas. 9. Por que as bases nitrogenadas dos ácidos nucléicos pareiam especificamente (A- G; C-T; A-U)? 10. Explique a natureza assimétrica da forquilha de replicação? 11. Explique com detalhes como ocorre a replicação das duas fitas do DNA? 12. Quais das seguintes afirmações são corretas? Explique suas respostas. a. Uma fita de DNA tem polaridade porque as bases contêm grupos amino hidrofílicos. b. A forquilha de replicação é assimétrica porque contem duas moléculas de DNA- polimerase que são estruturalmente distintas. c. Os pares de base G-C são mais estáveis do que os pares A-T. ____________________________________________________________________________ Laboratório de Biologia Molecualr de Microrganismos – BioMolMicro UFC-FFOE-DACT Fone: 3366.8267 d. Os fragmentos de Okazaki são removidos por uma RNA-nuclease. e. A taxa de erro de replicação do DNA é reduzida por causa do mecanismo de verificação da DNA-polimerase e das enzimas de reparo do DNA. f. Na ausência de reparo do DNA os genes são instáveis. g. Nenhuma das bases aberrantes formadas por desaminação ocorre naturalmente no DNA. h. O câncer resulta de mutações não corrigidas nas células somáticas. 13. A velocidade de replicação do DNA na forquilha de replicação é de cerca de 100 nucleotídeos por segundo nas células humanas. Qual o número mínimo de origens de replicação que uma célula humana deve ter para que possa replicar uma vez a cada 24 horas? Lembre-se de que uma célula humana contem duas cópias do genoma humano, cada uma constituindo-se de 3 x 109 pares de nucleotídeos. 14. O que está errado, se é que há algo errado, com a seguinte afirmativa: “Tanto a estabilidade do DNA da célula reprodutiva quanto a da célula somática são essenciais para a sobrevivência da espécie”. Explique sua resposta. Parte II - RNA 15. Descreva com detalhes a estrutura física do RNA. 16. Quais as enzimas envolvidas na síntese do RNA? Comente sobre cada uma. 17. Explique com detalhes como ocorre a transcrição? 18. Por que o transcrito primário de eucariotos é maior que o mRNA? 19. Descreva com detalhes o mecanismo do Splicing. 20. Como ocorre a tradução? Descreva com detalhes, falando do papel do tRNA e do rRNA. 21. As seguintes seqüências de nucleotídeos na fita de DNA foram usadas como um molde para sintetizar um mRNA que fosse então traduzido em proteína: 5’- TTAACGGCTTTTTC-3’. Qual o aminoácido do terminal amino do peptídeo resultante. Considere que o mRNA é traduzido sem a necessidade do códon de iniciação. 22. Explique por que dizemos ser o código genético redundante ou degenerado. 23. Qual a função das enzimas aminoacil-tRNA-sintetase? Como elas participam da síntese protéica? 24. Quais das seguintes afirmações estão corretas? Explique suas respostas. a. Um único ribossomo pode traduzir somente um tipo de proteína. b. Todos os mRNA se dobram em estruturas tridimensionais que são requeridas para suas traduções. c. As maiores e as menores subunidades dos ribossomos sempre permanecem juntas e nunca trocam de parceiro. d. Uma vez que as duas fitas de DNA são complementares, o mRNA de um dado gene pode ser sintetizado usando qualquer uma das duas fitas como molde. e. Um mRNA pode conter a seqüência ATTGACCCCGGTCAA. f. A quantidade de uma proteína na célula em um estado estável depende de sua velocidade de síntese, sua atividade catalítica e sua velocidade de degradação. 25. A proteína sorriso é uma proteína hipotética que faz com que as pessoas sorriam mais frequentemente e é inativada em pessoas cronicamente infelizes. Foi descoberto que o mRNA isolado de pessoas infelizes na mesma família não possuía um fragmento interno de 173 nucleotídeos presente no mRNA sorriso isolado de um grupo controle de pessoas que normalmente são felizes. As ____________________________________________________________________________ Laboratório de Biologia Molecualr de Microrganismos – BioMolMicro UFC-FFOE-DACT Fone: 3366.8267 seqüências de genes sorriso das famílias felizes e infelizes foram isoladas e comparadas. Elas diferiram por apenas uma alteração de um nucleotídeo - e nenhum nucleotídeo foi deletado ou inserido. E mais, a alteração foi encontrada em um íntron. O que você pode dizer sobre as bases moleculares da infelicidade dessa família? Faça um esquema que explique claramente sua resposta. 26. Usando o código genético identifique quais das seqüências de nucleotídeos poderiam codificar para a seqüência arginina-glicina-aspartato: 5’-AGA-GGA-GAU-3’; 5’-ACA-CCC-ACU-3’; 5’-GGG-AAA-UUU-3’; 5’-UGG- GGU-GAC-3’ 27. Uma mutação no DNA gera um códon de terminação UGA no meio do mRNA que codifica para uma proteína. Uma segunda mutação leva a uma única alteração de nucleotídeo no tRNA que permite a tradução correta, isto é, a segunda mutação suprime o defeito causado pela primeira. O tRNA alterado traduz UGA como triptofano. Qual alteração de nucleotídeo provavelmente ocorreu na molécula de tRNA mutante? Quais as conseqüências que a presença desse tRNA mutante teria para a tradução dos genes normais na célula? 28. Diferencie transformação, transdução e conjugação. 29. Defina plasmídeo, transpossons e seqüência de inserção. 30. Suponha que você tenha inoculado três frascos de caldo de sais mínimos com E. coli. O frasco A contém glicose. O frasco B contém glicose e lactose. O frasco C lactose. Após algumas horas de incubação você testa os frascos para a presença de β- galactosidase. Que frasco(s) você prevê que terá esta enzima? Explique sua resposta com base no operon da lactose
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