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BIOLOGIA MOLECULAR – CURSO FARMÁCIA E BIOMEDICINA NOTURNO
DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E IMUNOLOGIA
PROFESSORAS: MARIANA QUEZADO E BARBARA FIGUEIREDO
GD 1 – ESTRUTURA DO DNA, RNA E CROMATINA; REPLICAÇÃO E REPARO DO DNA
Quais são os componentes básicos dos nucleotídeos? Quais as diferenças estruturais entre o RNA e o DNA?
componentes básicos dos nucleotídeos; base nitrogenada, açúcar e um grupamento fosfato
Diferenças entre RNA e DNA:
RNA possui o açúcar ribose, o DNA o desoxirribose. RNA possui simples fita enquanto o DNA possui uma fita dupla, RNA possui uracila enquanto o DNA possui timina.
2. O DNA apresenta estrutura de dupla hélice. 
Caracterize a estrutura do DNA (quanto a arcabouço, porção interna, número de bases por volta, padrão de pareamento de bases, etc.)
o DNA é formado por duas fitas anti-paralelas, que possuem o pareamento que bases purinas; adenina e guanina, e pirimidinas: timina e citosina. O pareamento ocorre através da ligação por pontes de hidrogênio entre adenina e timina, que formam ligação dupla. Enquanto guanina com timina se ligam por Ligação tripla. A ligação dentro da fita simples é feita por ligação covalente do tipo fosfodiester
Que interações estabilizam a dupla hélice?
Ligações de hidrogênio 
Qual a importância da dupla fita para a replicação e reparo do DNA? 
importância para replicação: porque é a partir da dupla fita que é possível ocorrer a replicação semiconservativa, sempre mantendo uma fita igual a antiga, conservando o gene da espécie.
Para o reparo: porque a partir da fita simples é possível ter o molde correto, para fazer os reparos necessários 
As polimerases do DNA só adicionam um nucleotídeo à cadeia em crescimento se o último estiver corretamente emparelhado ao nucleotídeo correspondente da cadeia molde. Caso isso não ocorra, as polimerases do DNA removem o nucleotídeo da extremidade 3´OH livre incorretamente emparelhado. Essa propriedade das polimerases é denominada atividade exonucleotídica 3´ => 5´. Note que ela é inversa ao sentido de crescimento da cadeia.
Quimicamente o RNA é menos estável que o DNA. Explique porque. 
essa dna polimerase é de uma bacteria que possui mecanismos para resistir a altas temperaturas, o dna polimerase dela, é, portanto, termoestavel, o que permite conseguir elevar a temperatura sem afetar o desenvovimento da tecnica
 
4. Qual a constituição de um nucleossomo?
Constituído por dna e histonas
5. Além de sua importância para a compactação DNA, a cromatina tem um importante papel regulatório na expressão gênica. Explique o que é o código de histonas e como este está relacionado a expressão gênica. 
é a teoria que postula que alterações pós traducionais podem alterar a expressão genica 
Através das modificações pós traducionais é possível regular uma proteína depois de pronta, alterando sem alterar o código genético
6. Uma molécula de ácido nucleico tem a composição de bases abaixo. O que você pode afirmar sobre esta molécula?
C = 24,1% G = 18,5% T = 24,6% A = 32,8%
7. Comparação entre as DNA Polimerase e as RNA polimerases com relação à: 
Reação de polimerização catalisada
dna polimerase catalisam a adição de um nucleotideo fosfatado a uma extremidade oh do dna atraves da ligação fosfodieter
- Rna polimerase catalisa a transcrição de uma molecula de dna em rna
Substratos necessários 
ambas precisam do mesmo subtrato que é uma fita molde
Presença de atividade exonucleásica
dna polimerase tem atividade exonucleasica A RNA polimerase não possui essa atividade.
8. Por que as duas fitas do DNA não podem ser replicadas pelo crescimento no mesmo sentido (como mostra a figura abaixo)? Como a célula supera o problema? Esquematize a formação da ligação fosfodiester durante a replicação a partir do nucleotídeo trifosfato livre, mostrando o grupo fosfato que é incorporado.
 
porque a dna polimerase só atua no sentido 5 3, porque ela vai adicionando nucleotideos na extremidade oh para que o processo seja termodinamicamente favoravel.
A celula resolve o problema atraves da replicação no outro sentido da fita, nesse caso, no sntido 5 3, como fica invertido, é preciso de varios primers para que a da polimerase possa se ligar, criando varios fragmntos denominados frag,entos de okazaki.
Estando o dNTP emparelhado corretamente, a polimerase do DNA catalisa a formação de uma ligação fosfodiester 5′ – 3′ entre o novo nucleotídeo e a cadeia em formação. A ligação fosfodiéster ocorre como consequência de um ataque nucleofílico do grupo 3′-OH livre da cadeia em formação sobre o fosfato  do dNTP que está sendo incorporado. A hidrólise do trifosfato do nucleotídeo fornece a energia termodinâmica para a polimerização. Após a formação da ligação fosfodiéster, a polimerase do DNA avança um resíduo de nucleotídeo na cadeia molde posicionando-se para promover a ligação de um novo dNTP à cadeia em crescimento.
A adição de nucleotídeos requer energia. Essa energia vem dos próprios nucleotídeos, que possuem três fosfatos ligados à sua estrutura (bastante semelhante à molécula de ATP). Quando a ligação entre os fosfatos é quebrada, a energia liberada é usada para formar uma nova ligação entre o novo nucleotídeo e a cadeia crescente
9. Na replicação do DNA, qual o papel das seguintes proteínas:
Helicases abrem as fitas de dna
Topoisomerases : evitam a tensao e superenrolamento da fita
DNA primase sintetiza primers de RNA complementares à fita de DNA
DNA ligase As lacunas entre fragmentos de DNA são fechadas
E Telomerase adicionar sequências específicas e repetitivas de DNA à extremidade 3' dos cromossomos, onde se encontra o telômero. 
10. Examine a dupla fita de DNA com a seqüência abaixo e responda: 
5’ CAC AAG ATG CTA AAA 3’
3’ GTG TTC TAC GGT TTT 5’
Qual mutação pode ser detectada? Como ela pode ter ocorrido?
mutação de nucleoideo único, pela não revisão correta da dna polimerase 
Qual via de reparo que reconhece esse erro (indicado em “a”) e como ele é corrigido?
a via que reconhece é a dna polimerase atraves da sua atividade exonuclease. Ao decetar o erro, a dna polimerase substitui o nucleotideo errado 
Explique como o sistema de reparo de E. coli discrimina qual das fitas contendo um erro de pareamento deve ser reparada após a replicação. Como esta discriminação é feita em eucariotos?
 não há sistema de reparo em procariotos.
Escreva o RNA que seria transcrito a partir desta fita (utilizando como molde a fita superior). 
11. As DNA polimerases I e III apresentam funções muito distintas em E. coli. Quais são estas funções e que diferenças nas propriedades destas enzimas permitem dizer que cada uma é mais adequada para sua respectiva função?
dna polimerase I eucarioto: reparo de dna no preenchimento dos espaços do cromossomo nuclear
Dna I no procarioto: preenche os pequenos pedaços de dna durante a replicação e processo de reparo 
Dna III eucarioto: catalisa o crescimento no sentido 5 3 
Principal enzima em procarioto
12. A replicação do DNA ocorre de forma extremamente fiel, com apenas 1 erro a cada 109 nucleotídeos replicados. Explique quais são os mecanismos que garantem esta fidelidade e sua respectiva precisão. 
a dna polimerase, com seu processo de exonuclease
13. A técnica de PCR (polymerase chain reaction) é utilizada para obter grandes quantidades de DNA a partir de amostras contendo quantidades ínfimas de DNA.
a. Descreva os passos envolvidos nesta técnica.
Desnaturação : nesse passo, a temperatura é elevada a 92 graus e as fitas de dna são abertas, desnaturando-as
Anelamento: a temp abaixa para 56-60 para os primers conseguirem se ligar a fita 
Alongamento: a temperatura aumento novamente pra 72 pois é a temperatra otima para que a taq polimerase consiga trabalhar
b. Quais as características da DNA polimerase utilizada? Porque essas características são fundamentais ao desenvolvimento dessa técnica?
essa dna polimerase é de uma bacteria que possui mecanismos para resistir a altas temperaturas,o dna polimerase dela, é, portanto, 
termoestavel, o que permite conseguir elevar a temperatura sem afetar o desenvovimento da tecnica
Que tipos de lesão o DNA pode sofrer? Quais são os principais mecanismos de reparo?
Alterações por luz uv, por produtos químicos, raio x e reações espontâneas podem alterar o DNA. 
Durante a síntese, a DNA polimerase revisa o emparelhamento e pode reparar erros do processo, caso o erro passe pela dna polimerase e não consiga regular Imediatamente após a síntese de DNA, qualquer base mal pareada restante pode ser detectada e substituída em um processo chamado reparo por mau pareamento. Se o DNA fica danificado, pode ser reparado por vários mecanismos, incluindo química reversa, reparo de excisão, e reparo de quebras de fita dupla.
Dna polimerase: revisa a cada base acrescentada.
Reparo por mau pareamento: um complexo de proteínas se liga base mal pareada e um segundo complexo corta o dna próximo ao mal pareamento, e assim a dna polimerase volta substituindo a parte que falta com os nucletideos corretos e a dna ligase liga os fragmentos. 
Reversão direta: Algumas reações químicas danosas ao DNA podem ser diretamente "desfeitas" por enzimas na célula.
Reparo por excisão: Dano a uma ou a umas poucas bases do DNA é frequentemente corrigido por remoção (excisão) e substituição da região danificada. No reparo por excisão de base, apenas a base avariada é removida. No reparo por excisão de nucleotídeo, como no reparo do malpareamento que vimos acima, é removido um retalho de nucleotídeos.
Reparo de quebra de dupla fita: Duas vias principais, a de união das extremidades não homólogas e a recombinação homóloga são utilizadas na correção de quebras de dupla fita de DNA (isto é, quando um cromossomo inteiro se divide em duas partes).
Reações de desaminação geram nucleotídeos não fisiológicos.
Como este fato contribui para os mecanismos de reparo?
a reação química chamada desaminação pode converter uma base citosina em uracila, uma base normalmente encontrada apenas no RNA. Durante a replicação do DNA, a uracila irá parear com adenina em vez de citosina, assim, uma mudança de citosina para uracila pode levar a uma mutação
Para evitar tais mutações, a glicosilase da via de reparo por excisão de base detecta e remove as citosinas desaminadas. Uma vez que a base tenha sido removida, o pedaço "vazio" do esqueleto de DNA também é removido e a lacuna é preenchida e fechada por outras enzimas. 
Evolutivamente a molécula de RNA surgiu antes do DNA. Enquanto o RNA contém uracila, esta base é substituída por timina no DNA. Qual a importância desta substituição para o armazenamento da informação genética? 
Para evitar que o dna emparelhe com o RNA.
 
Ao contrário das DNA polimerases, as RNA polimerases não apresentam atividade exonucleásica. Quais as consequências dessa diferença para os respectivos processos catalisados? 
Dna polimerase irá catalisar a síntese de um nova molécula de Dna, que é altamente estável, enquanto a RNA polimerase irá catalisar a síntese de uma molécula de rna que é altamente instável. Diante disso, não é favorável que o gasto energético seja utilizado para reparar o rna que é uma molécula muito instável.