The Cell_Respostas_Atividades do capítulo em Portugues
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Respostas às atividades da obra 
Biologia Molecular da Célula, 5a Edição
Uma criatura do mar avistada entre as Antilhas e Nice, em 1562. Nunca saberemos exatamente o que a 
pessoa que desenhou esta figura realmente viu, mas é pouco provável que esta criatura tenha sido totalmente 
inventada. Qualquer um que tenha feito um curso de histologia sabe como é difícil aprender a observar e cap-
tar detalhes relevantes e precisos a partir de uma cena não familiar. Isto é importante para os biólogos celula-
res; é muito fácil interpretar o que não é familiar quando já se tem um conhecimento prévio, impossibitando a 
percepção de algo novo.
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Células e Genomas 1
 1-1 Falso. Os conjuntos de genes da hemoglobina se originaram nos humanos da du-
plicação a partir de um gene ancestral que codificava a proteína globina; portanto, 
eles são exemplos de genes parálogos. Os genes da hemoglobina \u3b1 humana e dos 
chimpanzés são ortólogos, assim como os genes da hemoglobina \u3b2 de humanos 
e de chimpanzés, etc. Todos os genes que codificam a proteína globina, incluindo 
o gene para a mioglobina, que apresenta uma relação evolutiva mais distante, são 
homólogos uns aos outros.
 1-2 Verdadeiro. Nos organismos unicelulares, o genoma também é o material here-
ditário, e qualquer modificação que ele sofra é repassada para a próxima gera-
ção. As células germinativas geralmente estão isoladas no interior dos organismos 
multicelulares, minimizando o seu contato com células estranhas, vírus e DNA, 
protegendo assim as espécies dos efeitos de uma possível transferência genética 
horizontal.
 1-3 Verdadeiro. Os genomas das bactérias são reduzidos ao essencial: apenas uma pe-
quena porção se destina ao controle da expressão gênica. Já no genoma humano, 
apenas cerca de 1,5% das sequências de DNA codifica proteínas.
 1-4 A resistência a mutações, observada no código genético, sugere que ele esteja su-
jeito às pressões da seleção natural. Dessa maneira, a resistência a mutações é 
uma característica favorável do código genético, pois permite que os organismos 
mantenham informações suficientes para especificar fenótipos complexos. Esta 
lógica sugere que um evento aleatório \u2013 aproximadamente de um em um milhão 
\u2013 tenha sido responsável pelo surgimento de um código genético à prova de erros 
como o nosso.
Contudo, na prática isto não é tão simples. Se a resistência a mutações for uma 
característica essencial de qualquer código genético, então os únicos códigos que 
observaríamos seriam aqueles à prova de erros. Um evento evolutivo menos rígi-
do, que originasse um código mais sujeito a erros, poderia limitar a complexidade 
da vida.
Existem diversas provas de que o código genético não é estático e responde às 
forças da seleção natural. Variantes do código genético já foram identificadas em 
mitocôndrias e no genoma nuclear de diversos organismos.
Referência: Freeland SJ e Hurst LD (1998) The genetic code is one in a million. J. 
Mol. Evol. 47, 238-248.
 1-5 Algumas hipóteses poderiam ser testadas:
 1. Uma análise do conteúdo de aminoácidos poderia indicar se o conjunto de ami-
noácidos utilizado pelos organismos sendo caracterizados difere ou não daquele 
utilizado pelos organismos da Terra. No entanto, mesmos organismos da Terra 
podem apresentar aminoácidos diferentes dos 20 mais comuns, como hidroxipro-
linas, fosfosserinas e fosfotirosinas.
 2. O sequenciamento do DNA da amostra a ser caracterizada permitirá a compara-
ção da sua sequência de nucleotídeos com a sequência dos organismos da Terra. 
Uma análise cuidadosa da sequência poderia resolver este problema.
 3. A análise do código genético do novo organismo pode ser uma boa abordagem.
 1-6 \u201cAlimentar-se\u201d significa \u201cobter energia livre ou substratos a partir de\u201d, seja esta 
fonte a luz solar ou compostos químicos inorgânicos. No caso da fotossíntese, os 
fótons da luz solar são utilizados para excitar os elétrons de algumas moléculas, 
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4 Capítulo 1 Células e Genomas
criando espécies instáveis. Quando estes elétrons voltam ao seu estado natural, a 
energia liberada é aproveitada por mecanismos que direcionam a síntese de ATP. 
De modo similar, os organismos litotróficos obtêm energia livre pela oxidação de 
uma ou mais moléculas reduzidas obtidas das fendas termais (p. ex., H2S \u2192 S + 
2H+), utilizando alguma molécula comum presente no ambiente como aceptora 
de elétrons (2H+ + ½ O2 \u2192 H2O). A energia liberada nestas reações de oxidação-
redução (transferência de elétrons) é utilizada em reações que envolvam a síntese 
de ATP.
 1-7 São possíveis quatro árvores filogenéticas (Figura R1-1). Os três grupos podem ter 
divergido de um ancestral comum ao mesmo tempo. As eubactérias e as arque-
bactérias podem ter divergido dos eucariotos e então se separado. As eubactérias 
e os eucariotos podem ter divergido das arquebactérias e então formado ramos 
distintos. Ou ainda, as arquebactérias e os eucariotos podem ter divergido das 
eubactérias antes de divergirem entre si. Apesar de os eventos de transferência 
horizontal tornarem a análise filogenética mais complicada, acredita-se que as 
arquebactérias e os eucariotos se separaram das eubactérias e então as arquebac-
térias divergiram do grupo dos eucariotos.
 1-8 É pouco provável que qualquer gene tenha se originado com as características 
perfeitas para a sua função. Assume-se que genes altamente conservados, como 
os que codificam o RNA ribossomal, tenham sido otimizados por processos evo-
lutivos mais rápidos durante a evolução do ancestral comum a arquebactérias, 
eubactérias e eucariotos. Uma vez que RNAs ribossomais (e os produtos de outros 
genes altamente conservados) participam nos processos fundamentais aperfei-
çoados anteriormente, não houve pressão evolutiva para mudança. Já os genes 
menos conservados \u2013 ou seja, os que evoluem mais rapidamente \u2013 estão cons-
tantemente sujeitos a ocupar novos nichos funcionais. Considere, por exemplo, a 
evolução dos diferentes genes da globina (veja a resposta da Questão 1.1).
 1-9
 A. Uma vez que os genes envolvidos nos processos de fluxo de informação estão 
menos sujeitos à transferência horizontal, as árvores evolutivas derivadas destes 
genes são mais confiáveis para estimar as relações evolutivas entre os organismos. 
Portanto, é provável que as arquebactérias tenham se separado dos eucariotos de-
pois de ambos terem divergido do grupo das eubactérias.
 B. A complexidade é uma explicação lógica para as diferenças nas taxas de transfe-
rência horizontal de genes. A transferência bem sucedida de um gene relacionado 
ao processo de fluxo de informação necessita que o seu produto gênico se encaixe 
em um complexo funcional preexistente, talvez suplantando a proteína original 
presente no organismo. Para que esta proteína se encaixe em um complexo pro-
teico, é necessário que ela apresente superfícies de ligação complementares ao 
complexo, permitindo a sua interação correta. Já um produto gênico que desem-
penhe uma reação metabólica independente pode ser perfeitamente funcional 
em qualquer organismo. Se esta reação metabólica conferir alguma vantagem 
adaptativa ao organismo que receber este gene (ou ao menos, não conferir des-
vantagens), o gene em questão pode ser acomodado no genoma do organismo 
receptor.
Referência: Jain R, Rivera MC e Lake JA (1999) Horizontal gene transfer among 
genomes: The complexity hypothesis. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 96, 3801-3806.
Figura R1-1 As quatro possíveis relações 
evolutivas entre archaea (A), eubactérias 
(B) e eucariotos (E) (Resposta 1-7).
A B E A B E A E BA B E
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Ana
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