Estrutura do DNA 2

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GENES, DNA E RNA 
 
 
Figura 1 – Dupla Hélice de DNA 
Fonte: Microsoft 
 
 
CONTEÚDOS 
 
 Transcrição e tradução gênica 
 Mutações gênicas 
 O fenótipo e o genótipo 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
AMPLIANDO SEUS CONHECIMENTOS 
 
Transcrição e tradução gênica 
 
Todos os genes estão organizados e armazenados entre os 23 pares de 
cromossomos humano localizados dentro do núcleo celular, juntos formam o genoma, 
o patrimônio genético de cada ser vivo. 
Cada gene do genoma fornece um código para produção de uma proteína. 
Portanto, há uma associação direta, um gene  uma proteína. 
 
 
 
Figura 2 - Relação Cromossomo – Gene – Proteína 
Fonte: Microsoft 
 
 
Um gene é composto por DNA, (ácido desoxirribonucleico), em termos químicos 
o DNA é uma molécula relativamente simples, pois apresenta poucos compostos 
químicos. Em sua estrutura, observa-se a presença de duas fitas paralelas de 
nucleotídeos. 
Cada nucleotídeo, por sua vez, é formado por uma molécula de pentose (açúcar) 
associada a uma ou mais moléculas de fosfato e a uma base nitrogenada. Existem 
quatro subunidades de nucleotídeos diferentes e as duas cadeias unem-se através de 
pontes de hidrogênio entre um nucleotídeo e outro. Observe nas figuras a seguir, como 
é a estrutura e os tipos de nucleotídeos na dupla-fita de DNA: 
 
Proteína 
Cromossomo 
Gene 
3 
 
 
 
 
 
 
Figura 3 - Constituição do nucleotídeo 
Fonte: Fundação Bradesco 
 
Os nucleotídeos na molécula de DNA apresentam um padrão de 
emparelhamento entre as fitas. Observe na figura abaixo, que o pareamento das bases 
nitrogenadas é sempre preciso: A (adenina) sempre se liga à T (timina) e a (C) citosina 
sempre se liga à (G) guanina, veja: 
 
Figura 4 - Estrutura da dupla hélice de DNA 
Fonte: The Amazing Biology 
 
(A) ADENINA 
(C) CITOSINA 
(G) GUANINA 
(T) TIMINA 
P 
D 
Na estrutura do nucleotídeo, a única variável 
é a base nitrogenada, a qual poderá ser uma 
ADENINA, CITOSINA, GUANINA OU 
TIMINA. 
4 
 
Entretanto, nem todos esses nucleotídeos são utilizados como código para 
produção da proteína. Uma parte do gene, denominada de íntron, ou DNA não 
codificante, não é aproveitada para essa atividade. 
Estudos recentes têm demonstrado que esse segmento de DNA não-codificante 
corresponde a maior parte do genoma humano, isto é, a maior parte do DNA humano 
não gera proteína, mas estaria de alguma forma, influenciando a expressão dos 
segmentos codificantes, denominados de éxons ou DNA codificante. 
Vejamos a seguir, a estrutura de um gene humano. Cada faixa vermelha 
representa um éxon, isto é, uma região codificante utilizada para a produção de 
proteína, e as faixas azuis, os íntrons. Neste exemplo, o gene possui 3 éxons. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5. Estrutura de éxons e íntrons de um gene 
Fonte: Fundação Bradesco 
 
Como já sabemos, a função do gene é sintetizar uma proteína. O passo seguinte 
é entender como isso ocorre. E, qual será o efeito de uma mutação nesse processo? 
O que vamos aprender agora é conhecido como o dogma central da Biologia, e 
por isso, talvez seja um dos temas mais recorrentes no ENEM e nos vestibulares de 
todo o país. 
A produção de proteína obedece uma sequência de eventos moleculares, os 
quais são divididos em duas etapas: Transcrição e Tradução Gênica, observe o 
esquema a seguir. 
 
 
 
 
 
Figura 6 - Dogma Central da Biologia 
Fonte: Fundação Bradesco 
 
DNA RNA Proteínas 
Transcrição Tradução 
Exon Exon Exon Intron Intron 
5 
 
A primeira etapa é a Transcrição Gênica. Nesse processo, ocorre a formação 
de uma molécula de RNA (ácido ribonucleico) a partir de uma molécula molde de DNA. 
Com auxílio de proteínas nucleares, as fitas do DNA se separam e uma delas serve de 
molde para síntese de RNA, enquanto a outra fica inativa. Ao fim da transcrição, as fitas 
que foram separadas voltam a se unir. Um detalhe importante nesse processo é que a 
base nitrogenada timina (T) é substituída pela uracila (U) durante a síntese da molécula 
de RNAm (RNA mensageiro) e somente a região codificadora (éxons) é transcrita. 
Veja na figura abaixo: 
 
Figura 7 - Transcrição e Tradução Gênica 
Fonte: CECIERJ 
A segunda etapa é a Tradução Gênica. O processo de tradução gênica consiste 
em unir aminoácidos de acordo com a sequência de códons do RNAm. Códon é uma 
trinca de bases nitrogenadas do RNAm, que tem sua trinca complementar (anticódon) 
no RNA transportador (RNAt) correspondente. 
Como a sequência do RNAm é determinada pelo gene, então a síntese de 
proteína representa a tradução da informação genética, por isso é chamada de tradução 
gênica. A tradução em si, é um processo no qual haverá a leitura da mensagem contida 
na molécula de RNAm pelos ribossomos, decodificando a linguagem de ácido nucleico 
para a linguagem de proteína. 
6 
 
 
Cada RNAt liga-se a um determinado aminoácido, formando-se uma molécula 
chamada aminoacil-RNAt, que conterá, na extremidade correspondente ao anticódon, 
um trio de códon do RNAm. 
Para entendermos bem este processo, observe a ilustração abaixo, note que a 
síntese de um peptídeo (proteína) se dá a partir da leitura de um RNAm. A leitura 
(tradução) será efetuada por um ribossomo que se deslocará ao longo do RNAm. Em 
cada deslocamento, um códon é identificado e uma molécula de RNAt liga-se ao RNAm 
de forma complementar, incorporando à cadeia um novo aminoácido. 
 
Figura 8 – Tradução Gênica 
Fonte: César e Sezar 
 
Mutações Genéticas 
Através da divisão celular nosso corpo consegue produzir novas células, nesse 
processo o genoma é constantemente replicado, isto é, copiado para as células recém 
produzidas, esse fenômeno biológico é conhecido por “Replicação do DNA”. Nesse 
fenômeno, a fita de DNA é replicada de forma semiconservativa, ou seja, uma das fitas 
molde é conservada a cada replicação (Figura 9). 
 
 
7 
 
 
Figura 9 - Replicação do DNA 
Fonte: Portal ESE 
 
Apesar da existência de mecanismos de verificação que fiscalizam a integridade 
da informação gênica replicada para as novas células, erros podem acontecer, 
resultando em mutações. Suponha as situações 1 e 2, nos esquemas a seguir: 
 
 
 
Figura 10 – Mutação Gênica 
Fonte: Secretaria da Educação do Estado do Paraná 
DNA normal 
A sequência de três nucleotídeos 
citosina (C), timina (T), timina (T), 
formam um códon, que é transcrito 
no mRNA, tornando-se guanina, 
adenina, adenina. A sequência de 
cada códon será traduzida em um 
aminoácido na proteína. 
1 
Suponha que essa região tenha 
sido replicada de forma errada. 
Observe que no lugar de uma 
timina (T), temos uma adenina (A). 
Na transcrição, o códon formado 
será G-U-A. 
 
2 
DNA mutante 
8 
 
Podemos observar na ilustração acima, que na situação 2, houve uma alteração 
na sequência de nucleotídeos, no lugar da base nitrogenada timina (T), foi inserido uma 
adenina (A), essa mudança na sequência de nucleotídeo do DNA é conhecida como 
mutação genética. 
Mas, no que essas alterações resultariam? Vejamos as ilustrações: 
 
 
 
 
 
 
 
Outros tipos de mutações podem ocorrer, como a deleção ou uma inserção de 
um nucleotídeo, observe como seria uma deleção no exemplo abaixo: 
Como vimos anteriormente, cada códon (três nucleotídeos) fornece o código 
para um aminoácido específico. Na situação ilustrada acima, pode-se observar que 
houve uma troca do aminoácido glutamato por aminoácido valina, veja que essas 
moléculastêm formatos bem diferentes, que simbolizam as diferentes propriedades 
químicas que cada uma delas apresenta. A alteração de aminoácidos, mesmo que 
única, pode influenciar drasticamente na atividade proteica, alterando, por exemplo, a 
afinidade da proteína a seus ligantes ou substratos. 
Cada aminoácido tem características químicas específicas, por isso alterá-los 
significa alterar a função da proteína. Vejamos a seguir, a tabela de códons e seus 
 
 
 
 ...... 
 
 
Figura 11 – Tipos de mutações genéticas 
Fonte: Fundação Bradesco 
Códon normal: 
“GAA” 
Códon mutante: 
“GUA” 
Situação 1 
Aminoácidos 
Situação 2 
Glutamato Valina 
ATG CGT AGC TCT GAA TGC GTA GCT 
CTG 
 ATG GTA GCT CTG AAT GCG TAG CT 
CTG 
 
Deleção de nucleotídeo 
Mudança na sequência dos códons 
9 
 
respectivos aminoácidos, para a síntese de proteínas. Note, que existem mais de um 
códon codificando o mesmo aminoácido. 
 
Figura 12 – Tabela de aminoácidos 
Fonte: Microsoft 
 
O fenótipo e o genótipo 
A função de uma proteína ou o efeito que ela exerce no organismo é uma 
característica fenotípica (associado ao fenótipo). Em síntese, esse conceito engloba as 
características observáveis ou caracteres de um organismo ou população como, por 
exemplo: característica anatômicas, desenvolvimento, propriedades bioquímicas ou 
fisiológicas e até comportamento. 
 
 
 
 
 
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Atividades 
Utilize os conceitos desenvolvidos nessa aula e resolva as questões: 
1 - (ENEM) Durante muito tempo, os cientistas acreditaram que variações anatômicas 
entre os animais fossem consequência de diferenças significativas entre seus genomas. 
Porém, os projetos de sequenciamento de genoma revelaram o contrário. Hoje, sabe-
se que 99% do genoma de um camundongo é igual ao do homem, apesar das notáveis 
diferenças entre eles. Sabe-se também que os genes ocupam apenas cerca de 1,5% 
do DNA e que menos de 10% dos genes codificam proteínas que atuam na construção 
e na definição das formas do corpo. O restante, possivelmente, constitui DNA não 
codificante. 
Como explicar, então, as diferenças fenotípicas entre as diversas espécies animais? A 
resposta pode estar na região não codificante do DNA. 
 S. B. Carroll et al. "O jogo da evolução". In: Scientific American Brasil, jun./2008 (com adaptações). 
A região não codificante do DNA pode ser responsável pelas diferenças marcantes no 
fenótipo porque contém 
a) as sequências de DNA que codificam proteínas responsáveis pela definição das 
formas do corpo. 
b) uma enzima que sintetiza proteínas a partir da sequência de aminoácidos que formam 
o gene. 
c) centenas de aminoácidos que compõem a maioria de nossas proteínas. 
O conjunto de genes de um organismo, ou os 
seus genótipos, são suas informações hereditárias 
contidas em seu genoma. Nem todos os organismos 
que apresentam os mesmos genótipos parecem ou 
agem da mesma forma, porque a aparência e os 
demais componentes do fenótipo, são modificados por 
condições ambientais e de desenvolvimento. Os 
gêmeos univitelinos são um exemplo disso, ambos 
possuem o mesmo patrimônio genético, são clones, 
pois se originaram do mesmo óvulo e espermatozoide, 
porém, apresentam fenótipos diferentes. 
 
Figura 13 - Gêmeos 
Fonte: Microsoft 
11 
 
d) informações que, apesar de não serem traduzidas em sequências de proteínas, 
interferem no fenótipo. 
e) os genes associados à formação de estruturas similares às de outras espécies. 
 
2 - (ENEM) Os vegetais biossintetizam determinadas substâncias (por exemplo, 
alcaloides e flavonoides), cuja estrutura química e concentração variam num mesmo 
organismo em diferentes épocas do ano e estágios de desenvolvimento. Muitas dessas 
substâncias são produzidas para a adaptação do organismo às variações ambientais 
(radiação UV, temperatura, parasitas, herbívoros, estímulo a polinizadores etc.) ou 
fisiológicas (crescimento, envelhecimento etc.). 
 As variações qualitativa e quantitativa na produção dessas substâncias durante um ano 
são possíveis porque o material genético do indivíduo 
a) sofre constantes recombinações para adaptar-se. 
 b) muda ao longo do ano e em diferentes fases da vida. 
 c) cria novos genes para biossíntese de substâncias específicas. 
 d) altera a sequência de bases nitrogenadas para criar novas substâncias. 
 e) possui genes transcritos diferentemente de acordo com cada necessidade. 
 
3 - (ENEM) Nos dias de hoje, podemos dizer que praticamente todos os seres humanos 
já ouviram em algum momento falar sobre o DNA e seu papel na hereditariedade da 
maioria dos organismos. Porém, foi apenas em 1952, um ano antes da descrição do 
modelo do DNA em dupla hélice por Watson e Crick, que foi confirmado sem sombra de 
dúvidas que o DNA é material genético. No artigo em que Watson e Crick descreveram 
a molécula de DNA, eles sugeriram um modelo de como essa molécula deveria se 
replicar. Em 1958, Meselson e Stahl realizaram experimentos utilizando isótopos 
pesados de nitrogênio que foram incorporados às bases nitrogenadas para avaliar como 
se daria a replicação da molécula. A partir dos resultados, confirmaram o modelo 
sugerido por Watson e Crick, que tinha como premissa básica o rompimento das pontes 
de hidrogênio entre as bases nitrogenadas. 
GRIFFITHS, A. J. F. et al. Introdução à Genética. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2002. 
12 
 
Considerando a estrutura da molécula de DNA e a posição das pontes de hidrogênio na 
mesma, os experimentos realizados por Meselson e Stahl a respeito da replicação 
dessa molécula levaram à conclusão de que 
a) a replicação do DNA é conservativa, isto é, a fita dupla filha é recém-sintetizada e o 
filamento parental é conservado. 
b) a replicação de DNA é dispersiva, isto é, as fitas filhas contêm DNA recém-sintetizado 
e parentais em cada uma das fitas. 
c) a replicação é semiconservativa, isto é, as fitas filhas consistem de uma fita parental 
e uma recém-sintetizada. 
d) a replicação do DNA é conservativa, isto é, as fitas filhas consistem de moléculas de 
DNA parental. 
e) A replicação é semiconservativa, isto é, as fitas filhas consistem de uma fita molde e 
uma fita codificadora. 
 
4 - (UFSC) Há na mídia uma grande quantidade de notícias envolvendo o DNA: testes 
de paternidade, engenharia genética, transgênicos, clonagem terapêutica e reprodutiva, 
terapia gênica, farmacogenômica etc. Para compreender essas notícias, é necessário 
conhecer a estrutura da molécula de DNA e entender seu funcionamento. Analise os 
dados dos quadros a seguir, e assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 
______________________________________ 
I 
T A C C G G A T G C T T 
A T G G C C T A C G A A 
______________________________________ 
II 
T A C C G G A T G C T T 
A U G G C C U A C G A A 
______________________________________ 
III 
A U G G C C U A C G A A 
Metionina - Alanina - Tirosina - Ácido Glutâmico 
 
 
 
13 
 
01. Em I, observa-se que o pareamento das bases nitrogenadas do DNA é aleatório. 
02. O quadro I mostra uma molécula de DNA cuja duplicação ocorre de forma 
semiconservativa, pois cada uma das fitas originais em I serve de molde para uma nova 
fita, gerando duas novas duplas hélices. 
04. Em II, está indicado o processo de transcrição, através do qual formam-se moléculas 
que contêm as 
mesmas bases nitrogenadas presentes no DNA. 
08. Em III, está indicado o processo de tradução, queresulta na formação de 
polipeptídios, cuja sequência de aminoácidos está codificada numa molécula de ácido 
nucléico. 
16. A deleção de um dos pares de bases na sequência mostrada em I não alteraria 
significativamente a sequência de aminoácidos em III. 
 
A soma das sentenças corretas resulta no total de:________________ 
 
5. (Vunesp) Um pesquisador descobriu que uma sequência errada de aminoácidos 
numa determinada enzima era a causa de uma grave doença em ratos. Supondo que 
fosse possível realizar uma terapia para corrigir permanentemente a sequência de 
aminoácidos, em que ponto do esquema esta terapia deveria atuar? 
Justifique. 
 
 
 
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___________________________________________________________________
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___________________________________________________________________
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INDICAÇÕES 
 
No Portal EJ@, você poderá acessar no Mapa Curricular: 
 
 Conteúdo Curricular: Genética. 
 
Ao acessar esse conteúdo curricular, aproveite para consultar as várias indicações de 
sites, vídeos e programas de áudio, tais como: 
Site - Genética Virtual 
Site - Genética Básica on line 
Vídeo - Primeira Lei de Mendel 
Vídeo - Projeto Genoma 
Vídeo - Novo Telecurso -Biologia/EM 
Áudio - Síndrome de Down 
Áudio - Mutações 
Áudio - Transmissão das características hereditárias 
Áudio - A História e os experimentos de Gregor Mendel. (Parte 1 e 2) 
 
Além dessas indicações, também sugerimos consultar na internet: 
 
Vídeo: Dogma Central: DNA  RNA  Proteína. Esse vídeo apresenta as etapas de 
síntese proteica: transcrição e tradução gênica. A narração está em inglês, mas a 
imagens ilustram bem cada etapa da transcrição e tradução gênica. Disponível em: 
<http://www.youtube.com/watch?v=GwsMYCUqVSE> Acesso em: 25 de maio 2016. 
11h15min. 
Vídeo: Hereditariedade da mutação genética. Esse vídeo apresenta uma curta 
entrevista com uma portadora de mutação no gene BRCA1, associado ao 
desenvolvimento de câncer de mama, e uma declaração de uma médica geneticista 
15 
 
explicando como ocorre a transmissão hereditária do defeito genético. Disponível em: 
<http://www.youtube.com/watch?v=S2hCg0JptPo>. Acesso em: 25 maio 2016. 
11h17min. 
Artigo: Código de Barras de DNA: uma atividade para entender a identificação de 
espécies. Revista Genética na Escola. Esse artigo comenta como pesquisadores 
utilizam a informação contida nos genes para realizar a identificação de espécies de 
seres vivos. Disponível em: 
<http://media.wix.com/ugd/b703be_f6df743bbe3d47b3a725f7f8c0e06d99.pdf>. Acesso 
em: 25 maio 2016. 11h20min. 
Artigo: Visão histórica sobre o conceito de gene. Revista Genética na Escola. Esse 
artigo apresenta uma linha do tempo como o conceito de gene mudou ao longo do 
tempo, através do avanço da genética, como Ciência. Disponível em: 
<http://media.wix.com/ugd/b703be_f6df743bbe3d47b3a725f7f8c0e06d99.pdf>. Acesso 
em: 25 maio 2016. 11h22min. 
Infográfico: Por dentro do genoma humano. Esse infográfico ilustra a organização do 
material genético nas células humanas. Disponível em: 
<http://ultimosegundo.ig.com.br/genomahumano/infografico+por+dentro+do+genoma/n
1237683385110.html>. Acesso em: 25 maio 2016. 11h35min. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
CARVALHO, W. Biologia em Foco –1ª ed. São Paulo: Editora FTD, 2002. 
 
CECIERJ. Transcrição e tradução gênica. Disponível em: <http://cederj.edu.br/ceja/>. 
Acesso em: 25 maio 2016. 15h16min. 
ESE. Replicação do DNA. Disponível em: <http://www.ese.ipvc.pt/biogeonet/dna.htm>. 
Acesso em: 25 maio 2016. 08h57min. 
 
SECRETARIA DE EDUCAÇÃO DO ESTADO DO PARANÁ. Mutação gênica. 
Disponível em: 
<http://www.biologia.seed.pr.gov.br/modules/galeria/detalhe.php?foto=3&evento=2>. 
Acesso em: 25 maio 2016. 08h55min. 
 
16 
 
THE AMAZING BIOLOGY. Estrutura da dupla hélice de DNA. Disponível em: 
<http://theamazingbiology.weebly.com/uploads/1/5/4/3/15438878/7469464_orig.jpg>. 
Acesso em: 24 maio 2016. 14h38min. 
 
WILLIAM S. KLUG; MICHAEL R. Cummings; Charlotte A. Spencer; Michael A. Palladino. 
Conceitos em Genética. Artmed Editora, 2009. 
 
 
Gabarito 
 
1. Alternativa D. A região não codificante do DNA, também denominada de íntron, 
apesar de não codificar uma proteína, especula-se que interfira no estímulo para que 
haja expressão das regiões codificadoras, os éxons. 
 
2. Alternativa E. No enunciado está explícito que a produção de proteínas, ou seja, 
substâncias, são sintetizadas conforme a necessidade do organismo. Portanto, a 
alternativa que completa a frase corretamente é: “possui genes transcritos 
diferentemente de acordo com cada necessidade”. 
 
3. Alternativa C. Nesse exercício o aluno deverá considerar as características da 
replicação genética. Conforme descrito pelos pesquisadores, ao final de cada 
replicação, uma das fitas de DNA molde é conservada, enquanto que outra molécula 
complementar é sintetizada. Desta forma, dizemos que a replicação é semiconservativa, 
pois há uma fita original ligada por pontes de hidrogênio à uma outra fita recém-
sintetizada. 
 
4. 
Resposta: 10 
Alternativas Corretas: 02 e 08 
 
5. Para corrigir permanentemente a sequência de aminoácidos, a terapia deve atuar no 
gene (DNA). O gene é um segmento da fita do DNA que contém uma sequência de 
bases que codifica a produção de uma proteína.