Intensivão Biologia Molecular . Texto 1- O ácido desoxirribonucléico (DNA)

Prévia do material em texto

Intensivão Biologia Molecular (BI00205) – RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS.
O ácido desoxirribonucleico: O DNA.
1.(q. 20) Cairns poderia ter concluído, a partir de suas preparações, que a replicação do cromossomo bacteriano se daria em um único ponto, deslocando-se em uma única direção? 
R: Sim, se fosse possível distinguir a fita recém-sintetizada da fita molde. Na autorradiografia, se vê apenas aquilo que foi marcado e observa-se o DNA que foi replicado em um curto período de tempo na presença de timina marcada. Apenas o DNA recém-sintetizado mais recentemente seria visível e, assim, seria possível determinar se as duas moléculas descendentes estavam sendo produzidas no mesmo ponto ou em regiões diferentes da molécula original.
2 .(q. 21) Suponha que um pesquisador na década de 50 estivesse testando a hipótese de que o RNA e não o DNA seria o material genético de uma espécie de bacteriófago. Imagine um experimento que permitisse ao pesquisador fazer esse tipo de teste. 
Um dos testes possíveis seria utilizar a técnica de autorradiografia e marcar com uracila radioativa as moléculas de RNA, pois a uracila é uma base presente apenas neste material genético e, após esta etapa, cobrir o material com emulsão fotográfica, protegido da luz por um determinado período de tempo. A radiação beta impressiona a emulsão fotográfica neste período. Assim, após a revelação da emulsão, os grãos negros no filme corresponderão a desintegrações atômicas, revelando a presença de isótopos radioativos no local impressionado.
3 (q. 22) Qual teria sido o resultado do experimento de Meselson e Stahl se:
A replicação do DNA fosse conservativa?
Se a replicação fosse conservativa, todas as moléculas de DNA seriam diferentes ao longo das replicações, pois a molécula de DNA mantém a sua integridade servindo apenas de molde à formação da molécula-filha que seria formada por duas novas cadeias de nucleotídeos, ou seja, todas as moléculas seriam marcadas com 14N quando foram sintetizadas neste meio.
A replicação do DNA fosse dispersiva?
A molécula de DNA inicial daria as moléculas-filhas porções da sua composição e por regiões sintetizadas de novo a partir dos nucleotídeos existentes na célula da replicação dispersiva. Não haveria uma distribuição uniforma de 14N e 15N.
4. (q. 23) Bactérias Escherichia coli foram cultivadas durante várias gerações sucessivas em meio onde todo nitrogênio disponível era constituído por átomos do isótopo 15N. Em seguida, essas bactérias foram transferidas para um meio com apenas 14N, onde sofreram três replicações sucessivas. Que previsão se pode fazer a respeito das porcentagens dos diferentes tipos de moléculas após essas replicações?
Após a replicação, surgirão 8 moléculas de DNA, dentre as quais 6 são marcadas totalmente com 14N e 2 possuem uma fita marcada com 14N e uma fita marcada com 15N. Ou seja, 25% das moléculas marcadas com 15N e 75% com 14N.
5.(q. 24) Células humanas sofreram inicialmente uma única replicação cromossômica em meio de cultura contendo timidina tritiada, um precursor radioativo do DNA. Qual a distribuição esperada de radioatividade nas cromátides:
a. após uma replicação em meio não-radioativo? 
100% das moléculas marcadas com timidina tritiada.
b.após duas replicações em meio não radioativo? 
50% das moléculas marcadas com timidina tritiada.
6. (q. 39) Por que, segundo o modelo de DNA proposto por Watson e Crick, adenina não poderia se emparelhar com citosina? E por que adenina não poderia se emparelhar com guanina? 
O modelo proposto por Watson e Crick leva em consideração o tamanho e a configuração espacial dos nucleotídeos, respeitando os dados de Chargaff – quantidade de bases nitrogenadas e amostras de DNA de diferentes espécies e diferentes órgãos de uma mesma espécie. Sendo assim, o DNA é constituído por duas cadeias polinucleotídicas unidas por ligações de hidrogênio, que se estabelecem entre bases específicas. Adeninas e Timina, Citosina e Guanina são cadeias complementares entre si. As duas cadeias são antiparalelas e possuem polaridades opostas, em uma delas o esqueleto de açúcar-fosfato é orientado na direção 3’ 5’ (do carbono 3’ de um nucleotídeo na extremidade de uma cadeia para o fosfato 5’ do nucleotídeo adjacente), enquanto a fita complementar está orientada no sentido 5’3’. Além disso, os estudos de difração de raio X haviam revelado que o diâmetro externo da dupla-hélice é de cerca de 2 nm, enquanto que a distância entre os açúcares é de 1 nm. Sendo assim, os pares de bases A-T e G-C têm diâmetro exato para “caber” na dupla-hélice. Uma purina sempre se emparelha com uma pirimidina e por esses motivos a adenina não poderia se emparelhar com a guanina.
7. (q. 40) Um pesquisador purificou DNA de uma linhagem selvagem A e de duas linhagens mutantes (B e C) de uma espécie de bacteriófago. Após realizar uma reação de hibridação entre as amostras de DNA de cada mutante com o DNA do selvagem, ele examinou o resultado no microscópio eletrônico, tendo encontrado as seguintes figuras: 
O que estas figuras permitem concluir sobre as diferenças entre a linhagem selvagem e as mutantes? 
Não é possível distinguir qual fita é a mutante e qual fita é a selvagem, entretanto, em AxB conclui-se que houve uma reibridação e pode-se tirar duas conclusões: ou houve deleção de uma parte do DNA, ou houve inserção do DNA . Em AxC conclui-se que houve uma inversão do material genético.
8.(q. 42) Um pesquisador purificou e analisou o DNA de duas espécies bacterianas: uma amostra era oriunda de uma espécie de enterobactéria (bactéria que habita o intestino) e a outra era de uma bactéria termófila (que habita fontes de água quente). A porcentagem das bases em uma maostra era C=40%, G=40%, A=10% E T=10% e na outra era C=15%, G=15%, A=35% e T=35%. Em sua opinião, qual deve ser a amostra correspondente ao DNA da bactéria termófila? Justifique. 
Como as bases Timina e Adenina formam duas pontes de hidrogênio entre si, o DNA da enterobactéria corresponde as bases C=15%, G=15%, A=35% e T=35%. O DNA da bactéria termófila corresponde à C=40%, G =40%, A=10% e T=10%, pois devido ao ambiente em que vive é necessário maiores porcentagem de três pontes de hidrogênio (C e G), conferindo resistência ao DNA para que este não desnature com facilidade.