est. dirigido genética 2 I

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ESTUDO DIRIGIDO
CONTEÚDO: Mecanismos de reparo de danos no DNA e Mutação gênica.
01) A DNA polimerase III tem as características de Seleção e Revisão que são fundamentais para a replicação fiel do material genético. Descreva o que são as atividades de Seleção e Revisão da DNA polimerase III.
Na presença de uma lesão não reparada, o complexo de replicação contendo a DNA polimerase III fica travado nesta região e outras polimerases especiais de reparo devem assumir o processo para garantir a replicação do trecho de DNA contendo o dano.
02) Por que os mecanismos de reparo de danos no DNA necessitam de dois filamentos de DNA?
Danos ao DNA podem ocorrer em quase qualquer ponto do tempo de vida da célula, não apenas durante a replicação. Na verdade, seu DNA sofre danos todo o tempo, por fatores externos como luz UV, produtos químicos e Raios X, sem falar nas reações químicas espontâneas que acontecem mesmo sem agressões ambientais. Quando somente uma das fitas de um cromossomo tem defeito, a outra fita pode ser usada como modelo para guiar a correção da fita danificada. Para a reparação do dano de uma das fitas dos domínios helicoidais de DNA, são numerosos mecanismos para qual o reparo de DNA atue.
03) O que significa a redundância dos mecanismos de reparo?
A maioria dos mecanismos requer dois filamentos de DNA, sequências não danificadas na extremidade dos complementos de DNA ou em um cromossomo homólogo, é disponível para cópia. Se a célula retém os danos de DNA, a transcrição do gene pode ser evitada, e, também, a tradução dentro da proteína pode também ser bloqueada. A replicação pode também ser bloqueada ou a célula pode morrer.
04) Descreva o mecanismo de reparo de pareamento errado. Como a E. coli identifica qual é o filamento antigo para corrigir o dano?
o sistema de reparo escaneia o processo replicação e identifica bases que são pareadas e incorporadas de forma incorreta. Então, uma proteína, MultS liga-se a outra, MultL, que ativa a MultH, clivando a fita (não-metilada) que contém a base com pareamento errado, em que a Helicase e Exonuclease podem removê-la.
Assim, a DNA Polimerase e Ligase podem corrigir e inserir novo DNA. Mutações nos genes de reparo desse sistema podem causar um tipo comum de câncer de cólon
05) Descreva o mecanismo de reparo direto. Explique como ocorre a fotorreativação de dímeros pela E. coli e o reparo direto com utilização de enzimas por eucariontes.
Esse tipo de reparo é raro e se caracteriza pela reversão ou remoção pura e simples da lesão. É o que ocorre, por exemplo, na remoção de dímeros de pirimidina na fotorreativação. Nesse processo atua uma enzima ativada pela luz visível e que reconhece  a distorção na hélice do DNA causada pela presença de dímeros de pirimidinas. Uma vez ligada ao DNA, a enzima absorve luz visível e catalisa a quebra dos dímeros de pirimidinas, revertendo as duas bases envolvidas na dimerização e suas formas originais. A enzima foi identificada em bactérias, fungos, plantas e alguns vertebrados, mas não ocorre em humanos.Os organismos que não tem tem a enzima que faz a fotorreativação dependem de outros mecanismos de reparo para para reverter os danos causados pela radiação UV.
06) Descreva o mecanismo de reparo por excisão de bases.
É um mecanismos usado para detectar e remover certos tipos de bases danificadas. Um grupo de enzimas chamado glicosilases desempenha um papel importante no reparo por excisão de base. Cada glicosilase detecta e remove um tipo específico de base danificada.
07) Descreva o mecanismo de reparo por excisão de nucleotídeos.
Ocorre quando a remoção da base defeituosa é feita pela incisão endonucleolítica nos dois lados da lesão, com liberação dos nucleotídeos, seguida pelo preenchimento da região por ação da DNA-polimerase.
08) Qual é a definição de mutação?
As mutações podem ser definidas como mudanças que ocorrem no material genético dos organismos vivos. Essas mudanças constituem uma importante fonte de variabilidade genética, sendo muitas vezes responsáveis pelo surgimento de novas espécies.As mudanças no material genético são extremamente importantes, pois é o DNA que carrega as informações necessárias para a síntese de proteínas. Algumas modificações nos genes afetam diretamente a proteína a ser sintetizada, resultando no surgimento de uma característica não esperada. Vale destacar que as mutações no DNA podem causar desde mudanças físicas até mudanças comportamentais.
09) O que define um alelo ser selvagem ou um alelo ser mutante?
O alelo selvagem ou tipo selvagem refere-se ao fenótipo da forma típica de uma espécie, como ocorre na natureza. Em outros termos, o alelo selvagem é aquele que é encontrado em organismos naturais, que não sofreram alteração nos seus genes , por meio da manipulação do homem para se obter espécies mais resistentes.
Cada gene mutante que surge estabelece condição para o aparecimento de mais uma nova expressão fenotípica daquele determinado caráter, naquela espécie.
10) Descreva a mutação somática e a mutação em linhagem germinativa. Qual tipo de mutação pode ser transmitida para a prole?
Mutação somática: ocorre durante a replicação do DNA que precede uma divisão mitótica. Todas as células descendentes são afectadas, mas podem localizar-se apenas numa pequena parte do corpo. Não são transmitidas à descendência.
Mutação em linhagem germinativa: ocorre durante a replicação do DNA que precede a meiose. A mutação afeta os gâmetas e todas as células que deles descendem após a fecundação. É transmitida à descendência.
11) Quanto à natureza molecular do defeito, descreva os seguintes tipos de mutação gênica:
a) Substituição de base (transição e transversão).
As mutações de substituição são aquelas em que um par de bases é substituído por outro par de bases; elas são chamadas de transição, quando a substituição ocorre entre bases da mesma classe, purina para purina (A – G) e pirimidina para pirimidina (T – C); e de transversão, quando a substituição é entre bases de classe diferente, purina para pirimidina e pirimidina para purina.
b) Inserção de base.
acontece quando uma ou mais bases são adicionadas ou removidas, respectivamente.
c) Deleção de base.
 Ocorre a adição ou a eliminação de um único nucleotídeo. As mutações normalmente alteram a matriz de leitura dos aminoácidos, levando a uma completa alteração da proteína a ser produzida.
d) Expansão de repetições de trinucleotídeos.
Envolvem a expansão do número de unidades repetitivas, presentes em determinado gene ou sua vizinhança, consistindo em unidades repetidas de três ou mais nucleótidos em tandem (isto é, adjacentes uma à outra). A repetição de tripletos pode ocorrer em diversos genes e codificar vários aminoácidos. A instabilidade do tamanho das repetições de tripletos poderá conduzir à sua expansão gradual, podendo os efeitos dessa expansão levar a doenças.
12) Quais tipos de mutação acima é capaz de alterar a matriz de leitura do gene?
Deleção de base.
13) A expansão de repetições de trinucleotídeos pode ser a causa de algumas doenças genéticas. Explique ocorre o aumento de repetições de nucleotídeos durante a replicação do DNA.
14) Quanto ao efeito fenotípico, descreva os seguintes tipos de mutação gênica:
a) Mutação de sentido trocado.
o códon original é alterado para um códon que codifica um aminoácido diferente. Neste caso, a mutação pode ser conservativa se o novo aminoácido mantiver as mesmas características do que foi substituído, ou pode ser não-conservativa, se o novo aminoácido for diferente.
b) Mutação neutra.
é uma alteração da sequência de DNA, mais precisamente num codão presente no RNA mensageiro que resulta no uso de um aminoácido diferente, mas quimicamente semelhante.
c) Mutação sem sentido.
ocorre uma substituição de um par de nucleotídeos dentro de uma região codificante de proteína que muda um códon para um aminoácido em um códon de término. É um caso de mutação polar.
d) Mutação silenciosa.
De acordo com o código genético, um certo aminoácido pode ser determinado por mais de um códon; algumasmutações, portanto, não alteram a seqüência de aminoácidos produzida pelo gene modificado e sua função permanece a mesma.
e) Mutação direta.
alteração que inativar um gene.
f) Mutação reversa.
 restaura a função de uma proteína danificada por uma determinada mutação direta.
g) Mutação supressora intragênica e intergênica.
intergênica quando atingir genes diferentes, porém a combinação de seus transcritos podem não demonstrar a alteração.
intragênica quando ocorrer mutações em sítios diferentes dentro de um mesmo gene de forma que uma supra o efeito da outra.
15) Em relação às causas das mutações, explique como ocorrem os seguintes erros espontâneos durante a replicação do DNA:
a) Deslizamento do filamento.
A contração do músculo esquelético é voluntária e ocorre pelo deslizamento dos filamentos de actina sobre os de miosina. Essas projeções de miosina puxam os filamentos de actina, forçando-os a deslizar sobre os filamentos de miosina. Isso leva ao encurtamento das miofibrilas e à contração muscular.
b) Crossing-over desigual.
Em alguns casos, as deleções ocorrem por um crossing-over desigual entre cromossomos homólogos desalinhados ou cromátides-irmãs. As deleções terminais nos dois braços de um cromossomo podem dar origem a um cromossomo em anel, se as extremidades livres fraturadas se soltarem.
c) Oscilação no pareamento de bases.
O pareamento oscilante não segue as regras normais, mas ele possui as suas próprias. Por exemplo, um G no anticódon pode parear com um C ou U (mas não um A ou G) na terceira posição do códon, regras como esta asseguram que os códons sejam lidos corretamente, independentemente da oscilação.
16) Qual é a definição de taxa de mutação?
é a medida que representa a frequência de vários tipos de mutações ao longo do tempo. Há muitas unidades de tempo para cada uma dessas taxas, com taxas sendo caracterizadas tanto por mutações por pares de base, quanto por divisão celular, genes por geração ou genoma.
17) Qual é a definição de frequência de mutação?
É a frequência com que aquela mutação vai se repetir.