Prova de Molecular 2

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QUESTÕES DE GENÉTICA MOLECULAR PROVA 2
Transcrição e Processamento do RNA
1) Se o filamento molde de um segmento de um gene tem a sequência de nucleotídeos
3'-GCTAAGC-5', que sequência de nucleotideos estará presente no RNA transcrito
especificado por este segmento gênico?
RESPOSTA: O RNA transcrito será completar ao filamento molde e terá polaridade
química oposta.
Filamento molde de DNA → 3'-GCTAAGC-5
RNA transcrito → 5'-CGAUUCG-3'
2) Se o filamento não-molde de um gene em E. coli tem a sequência:
5'-TTGACA-(18 bases)-TATAAT-(8 bases)-GCCTTCCAGTG-3'
Que sequência de nucleotídeos estaria presente no RNA transcrito deste gene?
RESPOSTA: O gene contém sequências promotoras perfeitas -35 e -10. A
transcrição deve ser iniciada em um sítio de cinco a nove bases posteriores à
sequência -10 TATAAT, e o término 5' do transcrito deve conter uma purina. O filamento
molde na ponta 5' do transcrito deve ter a seguinte estrutura:
Filamento não-molde → 5'-TTGACA-(18 bases)-TATAAT-(8 bases)-GCCTTCCAGTG-3'
Filamento molde → 3'-AACTGT-(18 bases)- ATATTA-(8 bases)-CGGAAGGTCAC-5'
RNA transcrito → 5'-GCCUUCCAGUG-3'
3) Se o filamento não-molde mostrado no exercício 2 fosse parte de um gene em
Drosophila no lugar de E. coli, seria produzido o mesmo transcrito?
RESPOSTA: Não, pois as sequências promotoras que controlam a transcrição em
eucariontes tais como Drosophila são diferentes dos promotores em procariontes tais
como E. coli provavelmente não seria transcrito se presente em Drosophila.
4) Uma cientista está estudando a transcrição de um gene em células de um camundongo
em cultura. Como ele pode determinar se o gene é transcrito por RNA-polimerase I, RNA-
polimerase II ou RNA-polimerase III?
RESPOSTA: Ela deve determinar que efeito o tratamento das células com @-amanitina
tem na transcrição do gene. Se a @-amanitina não tiver efeito na transcrição, o gene é
transcrito pela RNA-polimerase I; se a @-amanitina bloqueia a transcrição, o gene é
transcrito pela RNA-polimerase II; se a @-amanitina diminui mas não bloqueia totalmente
a transcrição, o gene é transcrito pela RNA-polimerase III.
5) O transcrito primário ou pré-RNA de um gene nuclear em um chimpanzé tem a
sequência:
5'-G-éxon1-AGGUAAGC-íntron-CAGUC-éxon2-A-3'
Após o íntron ter sido removido, qual a sequência mais provável do mRNA?
RESPOSTA: Os íntrons contêm pontas dinucleotídicas altamente conservadas. 5'-
GT—AG-3' no filamento molde do DNA ou 5'-GU—AG-3' no RNA transcrito. Assim, a
sequência íntron é quase certamente 5'-GUUAAGC—íntron—CAG-3'. Com a precisa
remoção do íntron, a sequência do mRNA será:
5'-G—éxon 1—AGUC—éxon 2—A-3'
6) Algumas proteínas humanas de importância médica tais como a insulina e o hormônio
de crescimento hoje estão sendo produzidos em bactérias. Usando-se ferramentas de
engenharia genética, sequências de DNA que codificam estas proteínas foram
introduzidas em bactérias. Você quer introduzir um gene humano em E. coli e fazer com
que este gene produza grandes quantidades do produto gênico humano nas células
bacterianas. Supondo-se que o gene humano de interesse possa ser isolado e introduzido
em E. coli, que problemas você teria em tentar atingir sua meta?
RESPOSTA: As sequências promotoras necessárias para iniciar a transcrição são
muito diferentes em mamíferos e bactérias. Portanto, seu gene não será expresso em
E. coli a menos que você primeiro junte sua região codificante a um promotor bacteriano.
Além disso, seu gene humano provavelmente conterá íntrons. Como E. coli não
contêm spliceossomos ou maquinaria equivalente que remova íntrons dos RNA
transcritos, seu gene humano não será expresso corretamente se contiver íntrons.
Como você pode ver, a expressão de genes eucarióticos em células procarióticas não é
uma tarefa trivial.
7) Um gene humano de B-globina foi purificado e inserido em um cromossomo linear
 de bacteriófago lambda, produzindo a seguinte molécula de DNA:
lambda DNA – éxon 1 – íntron 1 – éxon 2 – íntron 2 – éxon 3 – lambda DNA
Se esta molécula de DNA é hibridizada com um mRNA humano de B-globina usando-se
condições que favorecem dúplices DNA-RNA em relação a dúplices DNA-RNA (condições
de mapeamento de alça R) e o produto é visualizado por microscopia eletrônica, que
estrutura de ácido nucleico você esperaria ver?
RESPOSTA: O transcrito primário deste gene humano de B-globina conterá os íntrons
e todos os três éxons. Entretanto, antes de mandá-lo para o citoplasma, as
sequências de íntron serão removidas do transcrito. Assim, a molécula de mRNA final
conterá as três sequências éxon reunidas sem a presença de sequências íntron. Em
condições de alça “R”, o mRNA irá helicoidizar-se com o filamento complementar de DNA,
deslocando o filamento equivalente de DNA. Entretanto, como o mRNA não contém
sequências íntron, os íntrons permanecerão como regiões de DNA bifilamentar.
8) Distinga o DNA do RNA (a) quimicamente, (b) funcionalmente e (c) pela localização na
célula.
RESPOSTA: (a) Quimicamente o formato mais comum que podemos encontrar o DNA é
em dupla fita, enquanto o RNA é mais comumente encontrado em cadeia simples. A
associação dos nucleotídeos que formam as macromoléculas também difere é nas
pentoses, DNA é uma desoxirribose (Carbono '2 tem “H” em vez de “OH”), enquanto
o RNA é uma ribose (Carbono '2 tem um “OH”). As bases nitrogenadas também são
diferentes, as bases pirimídicas também se diferem, DNA possui Timina e o RNA
possui Uracila.
(b) Funcionalmente o DNA possui o papel principal de passar o material genético
para os descendentes. O RNA participa no processo de formação de proteínas a
partir do DNA, entretanto RNAs podem possuir funções enzimáticas, como os
ribossomos.
(c) Localização semelhante em procariontes, onde estão disposto dentro próximo ao
“núcleo”. Já em organismos eucariontes, o DNA está localizado dentro do núcleo e o
RNA está disposto ao longo do citoplasma.
9) Com base em que evidência foi estabelecida a hipótese do RNA mensageiro?
RESPOSTA: A informação genética estocada nas sequências pares de nucleotídeos
nos genes deve de algum modo ser transferida para os locais de síntese de
proteínas no citoplasma. Mensageiros são necessários para transferência de
informação genética do núcleo para o citoplasma. Embora a necessidade de tais
mensageiros seja mais óbvia em eucariontes, a primeira evidência de sua existência veio
de estudos de procariontes.
10) Em que locais das células eucariótica ocorre a síntese de proteínas?
RESPOSTA: O processo de síntese proteica ocorre no citoplasma.
11) Cite três modos pelos quais os mRNA eucariontes diferem dos mRNA de procariontes.
RESPOSTA: 1. Na iniciação dos procariontes, ocorre a presença de duas sequências
( -35 e -10) uma que reconhece (TTGACA)e outra que abre (TATAAT A:T rica),
enquanto no processo de iniciação em eucariontes, ocorre presença de
aproximadamente 4 sequências promotoras conservadas (-30; -80 e posições
variáveis) TATA boxe, CAAT boxe, CG boxe e Octâmero boxe.
2. No alongamento de procariontes, a síntese ocorre dentro dá própria bolha de
transcrição, o pareamento DNA/RNA é muito curto. Em eucariontes, o processo de
alongamento e incorporação de RNTPs é contínua e após 30 RNTPs ocorre a adição
co-trasicional do 7-metilguanosina CAP, que protege o RNA e faz o reconhecimento
do início da tradução.
3. No processo de terminação de procariontes, existem duas maneiras, os
independentes da proteína Rô, onde encontra uma região G:C rica, seguida de G ou
pares de base A:T que forma um grampo, pausando a atividade da RNA pol; ou
dependentes de Rô, onde a proteína encontra uma região com 50 a 90 pb G=C ricos.
Já em eucariontes,a extremidade 3' é produzida por clivagem, atividade da poli(A)-
polimerase, que incorpora ma cauda poli(A) que confere estabilidade ao RNA e
auxilia no transporte ao citoplasma4.Em procariontes, o processo de transcrição possui apenas uma única RNA
polimerase dividida em 4 sítios: @2; B; B' e Sigma. Já em eucariontes, as RNA
polimerases são mais complexas, necessitam de fatores de transcrição, que
auxiliam a RNA-polimerase no começo da transcrição e são 3 tipos de RNA-
polimerase> I, II e III.
5.O processo de Transcrição, Tradução e Degradação é um processo simultâneo em
procariontes, pois não possuem o envoltório nuclear. Em eucariontes, os processos
são separados, a Transcrição ocorre no núcleo, enquanto a Tradução e a
Degradação ocorrem no Citoplasma.
12) Que tipos diferentes de moléculas de RNA estão presentes em células procarióticas?
Em células eucarióticas? Que papéis estas classes diferentes de moléculas de RNA têm
na célula?
RESPOSTA: Existem 5 classes diferentes de moléculas de RNA + mRNA, que
desempenham papéis essenciais na expressão gênica. Os RNA transportadores (tRNA)
são pequenas moléculas de RNA que funcionam como adaptadores entre
aminoácidos e os códons no mRNA durante a tradução. Os RNA ribossômicos (rRNA)
são componentes estruturais e catalíticos dos ribossomos, máquinas complexas
que traduzem as sequências de nucleotídeos os mRNA em sequências de
aminoácidos de polipeptídeos. Os pequenos RNA nucleares (snRNA) são
componentes estruturais dos spliceossomos, estruturas nucleares que removem
íntrons de genes nucleares. Os micro-RNA (mi-RNA) são RNA unifilamentares
curtos, com 20 a 22 nucleotídeos, que são cortados de precursores pequenos em forma
de grampo e bloqueiam a expressão de mRNA complementares ou parcialmente
complementares causando a degradação ou reprimindo sua tradução.
13) Muitos genes eucarióticos contém íntrons não codificantes que separam as
sequências codificantes ou éxons destes genes. Em que estágio durante a expressão
destes genes divididos são removidas as sequências íntron não codificantes?
RESPOSTA: Este processo se dá poucos momentos antes do mRNA ser transportado
para o citoplasma para ser traduzido, são íntrons de pré-mRNA nucleares.
14) Que papel(éis) têm os spliceosomos na expressão gênica? Qual a sua estrutura
macromolecular?
RESPOSTA: A recomposição do pré-mRNA nuclear é feita por estruturas complexas de
RNA/proteína chamadas de spliceossomos. 1º o spliceossomo completo participa na
clivagem da ligação fosfoéster no sítio de corte do íntron em 5' e na formação de
uma ligação fosfodiéster entre 5'G do íntron e A conservada perto da ponta 3' do
íntron. SnRNA U4 é liberado. 2º o sítio de corte do íntron 3' é clivado por uma ligação
fosfodiéster. 3º o mRNA é recomposto.
15) De que maneiras ocorrem a remoção dos íntrons?
RESPOSTA: Podem ocorrer de 3 maneiras:
1ª.Os íntrons de precursores de tRNA são removidos por clivagem endonucleotídica
precisa e reações de ligação catalisadas por endonuclease especial de
recomposição e atividades de ligase;
2ª. Os íntrons de alguns precursores de rRNA são removidos autocataliticamente em
uma única reação mediada pela própria molécula de RNA. (Não está envolvida
nenhuma atividade enzimática protéica);
3ª. Os íntrons de transcritos nucleares pré-mRNA (hnRNA) são removidos em reações
de duas etapas efetuadas por complexas partículas de ribonucleoproteínas
chamadas spliceossomos;
16) Faça a correspondência entre os seguintes termos com cada uma das descrições
dadas abaixo. Termos::(1) fator sigma, (2) cauda poli A, (3) TATAAT, (4) éxons, (5)
TATAAAA, (6) RNA-polimerase III, (7) íntron, (8) RNA-polimerase II, (9) RNA heterogêneo
nuclear, (10) snRNA, (11) RNA-polimerase I, (12) TTGACA, (13) CAAT boxe.
a) Sequência intercalar encontrada em muitos genes eucarióticos.
b) Sequencia conservada de nucleotídeos (-30) em promotores eucarióticos envolvida no
início da transcrição.
c) Pequenas moléculas de RNA que estão localizadas nos núcleos de células
eucarióticas, na maioria como componentes do spliceossomo, que participam na remoção
dos íntrons de transcritos de genes nucleares.
d) Sequência (-10) no filamento não-molde do promotor de E. coli que facilita a
desilicoidização localizada de DNA quando em conjunto com a RNA-polimerase.
e) A RNA-polimerase no núcleo que catalisa a síntese de todos os rRNA exceto o
pequeno 5S rRNA.
RESPOSTA: (1) Fator sigma → A subunidade da RNA-polimerase procariótica que é
responsável pela iniciação da transcrição em promotores;
(2) Cauda poli(A) → Uma série de poliadenosinas com 20 a 200 nucleotídeos de
tamanho que é adicionada à ponta 3' da maioria dos mRNA eucarióticos;
(3) TATAAT → Uma sequência (-10) no filamento não-molde do promotor de E. coli
que facilita a deselicoidização localizada de DNA quando em conjunto com a RNA-
polimerase;
(4) Éxons → Segmento de um gene eucariótico que correspondem às sequências
no RNA transcrito e processado no final do gene;
(5) TATAAAA → Sequência conservada de nucleotídeos (-30) em promotores
eucarióticos envolvida no início da transcrição;
(6) RNA-polimerase III → A RNA-polimerase no núcleo que catalisa a síntese das
moléculas de tRNA e snRNA;
(7) Íntron → Sequência intercalar encontrada em muitos genes eucarióticos;
(8) RNA-polimerase II → A RNA-polimerase que transcreve genes nucleares que
codificam proteínas;
(9) RNA heterogêneo nuclear → Segmentos de um gene eucariótico que
correspondem às sequências no RNA transcrito e processado no final do gene;
(10) snRNA → Pequenas moléculas de RNA que estão localizadas nos núcleos de
células eucarióticas, na maioria como componentes do spliceossomo, que
participam na remoção dos íntrons de transcritos de genes nucleares;
(11) RNA-polimerase I → A RNA-polimerase no núcleo que catalisa a síntese de
todos os rRNA exceto o pequeno 5S rRNA;
(12) TTGACA → Uma sequência promotora de E. coli situada 35 nucleotídeos
antecedentes ao sítio de início da transcrição. Serve como um sítio de
reconhecimento do fator sigma;
(13) GGCCAATCT (CAAT boxe) → Uma sequência conservada no filamento não-
molde de promotores eucarióticos que está localizada a cerca de 80 nucleotídeos
antecedentes ao sítio de início de transcrição;
17)Quais das seguintes sequências de nucleotídeos de pré-mRNA nuclear potencialmente
contém um íntron?
(1) 5'-
UGACCAUGGCGCUAACACUGCCAAUUGGCAAUACUGACCUGAUAGCAUCAGCAA-3';
(2) 5'-
UAGUCUCAUUCUGUCCAUUGACUUCGAAACUGAAUCGUAACUCCUACGUCUAUGG
A-3'
(3) 5'-
UAGCUGUUUGUCAUGACUGACUGGUCACUAUCGUACUAACGUGUCAUGCAAUGUC-
3'
(4) 5'-
UAGCAGUUCUGUCGCCUCGUGGUGCUGCUGGCCCUUCGUCGCUCGGGCUUAGCU
A-3'
(5) 5'-
UAGGUUCGCAUUGACGUACUUCUGAAACUACUAACUACUAACGCAUCGAGUCUAA-
3'
RESPOSTA: Os íntrons contêm pontas dinucleotídicas altamente conservadas: 5'-
GT—AG-3' no filamento molde do DNA ou 5'-GU—AG-3' no RNA transcrito. Assim, as
sequências de nucleotídeos de pré-mRNA nuclear que contém um íntron são as
sequências 4 e 5.
b) Um dos cinco pré-mRNA mostrados em “a” pode sofrer recomposição de RNA para
remover uma sequência íntron. Que sequência de nucleotídeos do mRNA a resultaria
deste evento de recomposição?
RESPOSTA: A sequência de nucleotídeos do mRNA 4 com a excisão do íntron resultaria
numa nova sequência → 5'-UAGCACUA-3'.
18) Qual a função dos íntrons em genes eucarióticos?
RESPOSTA: Os íntrons podem ter vários significado biológicos em genes eucarióticos,
dentre eles: Regulação da expressão gênica; Genes com íntrons grandes diminuem
o acúmulo de transcritos dentro da célula; Restos do processo evolutivo, devido a
fusão de genes; Vantagem seletiva; Recombinação Alternativa.
19)Um segmento de DNA em E. coli tem a seguinte sequência de pares de nucleotídeos:
3'-ATGCTACTGCTATTCGCTGTATCG-5'
5'-TACGATGACGATAAGCGACATAGC-3'
Que segmento de DNA é transcrito pela RNA-polimerase, qual será a sequência de
nucleotídeos no RNA transcrito se o promotor estiver situado à esquerda da sequência
mostrada?
RESPOSTA: O segmento de DNA transcrito seráo segmento 3' → 5' e a seguinte
sequência será transcrita pelo RNA → 5'-AUGACGAUAAGCGACAUAG-3'.
20) Qual o dogma central da genética molecular? Que impacto teve a descoberta dos
vírus tumorais com RNA no dogma central?
RESPOSTA: O dogma central da biologia é que a informação estocada no DNA é
transferida para moléculas de RNA durante a transcrição e para proteínas durante a
tradução. A primeira evidência de existência de um RNA intermediário na síntese de
proteínas veio e estudos de Volkin e Astrachan, seus resultados sugeriram que a síntese
de proteínas virais em bactérias infectadas envolvia moléculas instáveis de RNA
especificadas como DNA viral. Pesquisas subsequentes estabeleceram firmemente o
papel desses RNA instáveis, hoje chamados de mRNA.
21) O que os processos de síntese de DNA, síntese de RNA e síntese de polipeptídeos
têm em comum?
RESPOSTA: A síntese de cadeias de RNA, como a das cadeias de DNA, ocorre no
sentido 5' → 3', com a adição de ribonucleotídeos ao grupo 3'-hidroxila no final da
cadeia. A reação envolve um ataque nucleofílico pela 3'-OH ao átomo de fósforo
nucleotidil. Os processos também possuem polimerases específicas para a síntese e
incorporação de novos elementos na cadeia final.
22) Quais são os dois estágios da expressão gênica? Onde eles ocorrem em uma célula
eucariótica? E em uma célula procariótica?
RESPOSTA: A expressão da informação genética ocorre em duas etapas: transcrição e
tradução. Durante a transcrição, um filamento de DNA de um gene é usado como um
molde para sintetizar um filamento complementar de RNA, denominado transcrito
gênico. A tradução ocorre em máquinas macromoleculares complexas chamadas
ribossomos, que são compostas de 3 a 5 moléculas de RNA e 50 a 90 proteínas
diferentes. Entretanto, o processo de tradução também requer a participação de muitas
outras macromoléculas. Em uma célula eucariótica o processo de transcrição ocorre
no núcleo celular, enquanto o processo de tradução ocorre no citoplasma. Já em
uma célula procariótica, ambos os processos, transcrição e tradução, ocorrem
simultaneamente, pois não tem um envoltório nuclear.
23) Compare as estruturas dos transcritos primários com as dos mRNA em procariontes e
eucariontes. Em média, em que grupos de organismos eles diferem mais?
RESPOSTA:
24) Que cinco tipos de moléculas de RNA participam do processo de expressão gênica?
Quais as funções de cada tipo de RNA? Que tipos de RNA desempenham suas funções
no (a) núcleo e (b) no citoplasma?
RESPOSTA:Existem 5 classes diferentes de moléculas de RNA + mRNA, que
desempenham papéis essenciais na expressão gênica. Os RNA transportadores (tRNA)
são pequenas moléculas de RNA que funcionam como adaptadores entre
aminoácidos e os códons no mRNA durante a tradução. Os RNA ribossômicos (rRNA)
são componentes estruturais e catalíticos dos ribossomos, máquinas complexas
que traduzem as sequências de nucleotídeos os mRNA em sequências de
aminoácidos de polipeptídeos. Os pequenos RNA nucleares (snRNA) são
componentes estruturais dos spliceossomos, estruturas nucleares que removem
íntrons de genes nucleares. Os micro-RNA (mi-RNA) são RNA unifilamentares
curtos, com 20 a 22 nucleotídeos, que são cortados de precursores pequenos em forma
de grampo e bloqueiam a expressão de mRNA complementares ou parcialmente
complementares causando a degradação ou reprimindo sua tradução.
25)Dois genes eucarióticos codificam dois polipeptídeos diferentes, cada um dos quais
com 335 aminoácidos de tamanho. Um gene contém um único éxon; o outro gene contém
um íntron com 41324 pares de nucleotídeos de tamanho. Que gene você esperaria que
fosse transcrito no menor tempo? Por quê? Quando os mRNA especificados por estes
genes são traduzidos, que mRNA você esperaria que fosse traduzido no menor tempo?
Por quê?
RESPOSTA: O gene transcrito mais rápido será o que contém somente éxon, porque
a RNA-polimerase não precisará fazer a transcrição de sequências com íntrons. Os
genes serão traduzidos com o mesmo tempo, porque a sequência com íntrons é
retirada ainda no núcleo e no citoplasma durante a tradução, eles terão o mesmo
tamanho.
26) Por que a necessidade de um RNA intermediário na síntese de proteínas é mais óbvia
em eucariontes? Como os pesquisadores demostraram que a síntese de RNA ocorreu no
núcleo e a síntese de proteínas ocorreu no citoplasma?
RESPOSTA: A informação genética estocada nas sequências de pares de nucleotídeos
nos genes deve de algum modo ser transferida para os locais de síntese de
proteínas no citoplasma. Mensageiros são necessários para transferência de
informação genética do núcleo para o citoplasma. Por um compilado de várias
pesquisas, acabou por fortalecer a ideia de que as moléculas de RNA levavam as
especificações para sequências de aminoácidos de produtos gênicos individuais dos
genes aos ribossomos. Pesquisas subsequentes estabeleceram firmemente o papel
desses RNA instáveis, hoje chamados de mRNA, na transferência de informação genética
de genes para os sítios de síntese de proteínas no citoplasma. (VER ENFOQUE
TÉCNICO NO CAPÍTULO)
27) RNA total foi isolado de células humanas crescidas em cultura. Este RNA foi
misturado com filamentos não-moldes (unifilamentares) do gene humano que codifica a
enzima timidina-cinase, e a mistura RNA-DNA foi incubada por 12 horas em condições de
renaturação. Você esperaria que algum dúplice RNA-DNA fosse formado durante a
incubação? Caso sim, por quê? Caso não, por quê? O mesmo experimento foi então feito
usando-se o filamento molde do gene de timidina-cinase. Você esperaria que algum
dúplice RNA-DNA fosse formado neste segundo experimento?
RESPOSTA:
28) Transcrição e Tradução são acopladas em procariontes. Por que isto não ocorre em
eucariontes?
RESPOSTA: Em eucariotos os processos de Transcrição e Tradução são separados, o
processo de Transcrição ocorre no núcleo, enquanto o processo de Tradução ocorre
no citoplasma. Ambos os processos são atividades separadas devido aos eucariotos
serem possuidores de um envoltório nuclear em suas células.
29) Que dois elementos estão quase sempre presentes nos promotores de genes
eucarióticos que são transcritos pela RNA-polimerase II? Onde estes elementos estão
situados com relação ao sítio de início da transcrição? Quais são suas funções?
RESPOSTA: Os promotores reconhecidos pela RNA-polimerase II consiste em curtos
elementos conservados, ou módulos, situados antecedentes ao ponto inicial de
transcrição. O elemento conservado mais próximo do sítio de início da transcrição
(posição +1) é chamado TATA boxe. Ele tem uma sequência de consenso TATAAAA
e é centrado na posição 30. O TATA boxe tem um papel importante em posicionar o
ponto de início da transcrição. O segundo elemento conservado é chamado CAAT
boxe. Ele geralmente ocorre perto da posição -80 e tem a sequência de consenso
GGCCAATCT. Agregados a ele o GC boxe e o octâmero boxe, influenciam a eficiência de
um promotor em iniciar a transcrição.
30) De que modos a maioria dos transcritos de genes eucarióticos são modificados?
Quais são as funções destas modificações pós-transcricionais?
RESPOSTA: Antes do transporte, o transcrito sofre as seguintes modificações → (1)
Adição do CAP-7metilguanosina na ponta 5' com função de proteção e auxilia na
tradução; (2) Adição da cauda poli(A) na ponta 3', uma sequência com muitas
adeninas, dando estabilidade ao RNA no transporte para o citoplasma; (3) Remoção das
sequências não codificadas (ÍNTRONS).
31) De que modo a edição do RNA contribui para a diversidade de proteínas em
eucariontes? Que papéis os RNA guias têm na edição do RNA?
RESPOSTA: A edição de RNA por mudanças de bases, onde por exemplo acontece a
conversão de C → U é catalisada por umaproteína de ligação ao RNA específica de
sequência com uma atividade que remove grupos amino das citosinas, a A-poliproteína no
fígado possui 4563 aminoácidos enquanto o mesmo mRNA no intestino possui 2153
aminoácidos, a diferença do tamanho é pelo processo de edição (C → U). Já um segundo
tipo, mais complexo de edição de RNA ocorre, neste caso são inseridos (e
ocasionalmente deletados) transcritos gênicos causando grandes mudanças nos
polipeptídeos especificados pelas moléculas de mRNA. Este processo de edição de
RNA é mediado por RNA guias transcritos de diferentes genes mitocondriais. Os RNA
guias contêm sequências que são parcialmente complementares aos pré-mRNA a serem
editados. O pareamento entre os RNA guias e os pré-mRNA resulta em espaços com
unidades A não pareadas nos RNA guias. Os RNA guias servem como moldes para
edição, e as U são inseridas nos espaços nas moléculas de pré-mRNA em oposição às A
nos RNA guias.
32) Como diferem os mecanismos de remoção dos íntrons de precursores de tRNA,
precursores do rRNA de Tetrahymena e pré-mRNA nucleares? Em quais processos estão
envolvidos os snRNA? Que papéis têm os snRNA?
RESPOSTA: O processo de remoção de íntrons pode ocorrer de 3 maneiras → a-
Clivagem endonucleolítica, que retira o íntron da molécula de tRNA; → b- Remoção
autocatalítica, que retira o íntron de molécula de rRNA; → c-
Spliceossomo/Ribonucleoproteínas, retira íntron da maioria dos mRNA. 
Estes acontecem respectivamente da seguinte forma: a → a endonuclease corta a
ponta do íntron por meio da atividade endonucleolítica e a ligase junta as pontas; b
→ Necessita de um nucleotídeo para a transferência de ligações sem gastos
energéticos (G-OH' processo de remoção de íntrons que não necessita de enzimas);
c → Complexo snRNA/proteínas onde, º o spliceossomo completo participa na
clivagem da ligação fosfoéster no sítio de corte do íntron em 5' e na formação de
uma ligação fosfodiéster entre 5'G do íntron e A conservada perto da ponta 3' do
íntron. SnRNA U4 é liberado. 2º o sítio de corte do íntron 3' é clivado por uma
ligação fosfodiéster. 3º o mRNA é recomposto.
33) Uma mutação em um gene humano essencial muda o sítio de corte em 5' de um
grande íntron de GT para CC. Preveja o fenótipo de uma pessoa homozigota para esta
mutação.
RESPOSTA:
 
Tradução e o código genético
1) O polipeptídeo da B-globina humana tem 146 aminoácidos de tamanho. Qual o
tamanho da parte codificante do mRNA de B-globina humana?
RESPOSTA: Cada aminoácido é especificado por um códon contendo 3
nucleotídeos. Portanto, os 146 aminoácidos na B-globina serão especificados por 438
(146x3) nucleotídeos. Entretanto, um códon de fim deve estar presente no final da
sequência codificante, levando o tamanho para 438+3=441 nucleotídeos. No caso de
B-globina e muitas outras proteínas, a metionina amino-terminal (especificada pelo códon
de iniciação AUG) é removida da B-globina durante a síntese. A adição do códon de
iniciação aumenta a sequência codificante do mRNA de B-globina para 444
nucleotídeos (441+3).
2) Se o segmento codificante de um mRNA com a sequência 5'-AUGUUUCCCAAAGGG-
3' é traduzida, que sequência de aminoácidos será produzida?
RESPOSTA: (Terminal amino)-metionina-fenilalanina-prolinsa-lisina-glicina-(terminal
carboxila). A sequência de aminoácidos é deduzida, sabendo-se que AUG é o códon de
iniciação de metionina, seguido do códon fenilalanina UUU, códon prolina CCC, do
códon de lisina AAA e do códon de glicina GGG.
3) Se um segmento codificante do filamento molde de um gene (DNA) tem a sequência 3'-
TACAAAGGGTTTCCC-5', que sequência de aminoácidos será produzida se ela for
transcrita e traduzida?
RESPOSTA: A sequência de mRNA produzida pela transcrição deste segmento do gene
será 5'-AUGUUUCCCAAAGGG-3'. Assim, produzirá o peptídeo: NH²-Met-Fen-Pro-Lis-Gli-
COOH.
4) Que sequência de pares de nucleotídeos em um gene de Drosophila codificará a
sequência de aminoácidos metionina-triptofano (lendo do terminal amino para o terminal
carboxila)?
RESPOSTA: Os códons para metionina e triptofano são AUG e UGG, respectivamente.
Assim, a sequência de nucleotídeos no mRNA especificando a sequência de dipeptídeos
metionina-triptofano deve ser 5'-AUGUGG-3'. O filamento molde de DNA deve ser
complementar e ter polaridade inversa à sequência de mRNA (3'-TACACC-5') e o outro
filamento de DNA deve ser complementar ao filamento molde. Portanto, a sequência de
pares de bases no gene deve ser:
5'-ATGTGG-3'
3'-TACACC-5'
5) De modo geral, descreva a organização molecular das proteínas e distinga proteínas
do DNA, quimicamente e funcionalmente. Por que a síntese de proteínas é de interesse
particular para os geneticistas?
RESPOSTA: As proteínas são sequências de cadeias polipeptídicas que por sua vez
são formadas por aminoácidos. As proteínas possuem quatro níveis básicos de
organização. No primeiro nível, ocorrem as sequências de aminoácidos, neste nível
ocorre a tradução, a sequência de aminoácidos é uma sequência de organização
primária de tradução. No segundo nível, ocorre a formação de uma estrutura planar e
uma helicoidal, folha “B” ou @-hélice. No terceiro nível ocorre um arranjo 3-D da
cadeia polipeptídica. No quarto nível ocorre a união de duas ou mais estruturas
terciárias. As proteínas são de interesse dos geneticistas pois são a forma da informação
genética de um organismo, estocada na sequência de pares de nucleotídeos no DNA,
controla o fenótipo de um organismo. As proteínas possuem como unidades basais de
peptídeos, que por sua vez são compostos por 2 ou mais aminoácidos. Os
aminoácidos são compostos por 4 grupos: Grupo 1 → hidrofóbico, não polar;
Grupo 2 → Hidrofílico, polar; Grupo 3 → Ácido, carga negativa; Grupo 4 → Básico,
carga positiva.
6) Em que local da célula ocorre a síntese de proteínas?
RESPOSTA: A tradução ocorre nos ribossomos, que são estruturas
macromoleculares complexas situadas no citoplasma.
7) Caracterize os ribossomos em geral quanto a tamanho, localização, função e
composição macromolecular.
RESPOSTA: Os ribossomos são aproximadamente metade proteína e metade RNA.
Eles são compostos de duas subunidades, uma maior e uma menor, que se
dissociam quando a tradução de uma molécula de mRNA está completa, e se reassociam
durante o início da tradução. 
Em procariotos ocorre a união de 2 subunidades formando o complexo 60S,
formada por uma subunidade maior composta por rRNA 23s + rRNA 5s + 31
proteínas ribossômicas (50s ou subunidade maior) e uma subunidade menor
composta de rRNA 16 + 21 proteínas ribossômicas (30s ou subunidade menor).
 E em eucariotos também ocorre a união de 2 subunidades formando o complexo
80S, formada por uma subunidade maior composta por rRNA 5s + rRNA 5,8s + 28s +
49 proteínas ribossomais (60s ou subunidade maior) e uma subunidade menor
composta por rRNA 18s + 33 proteínas ribossômicas (40s ou subunidade menor).
A principal função dos ribossomos é servir de sítio para a tradução, ou seja síntese
de proteínas, uma vez que duas subunidades são unidas pelo mRNA vindo do núcleo, o
ribossomo traduz a sequência do mRNA em uma sequência específica de aminoácidos ou
uma cadeia polipeptídica.
8) a- Onde, nas células de organismos superiores, se originam os ribossomos?
b- Onde, nas células, os ribossomos são mais ativados na síntese de proteínas?
RESPOSTA: Em eucariontes a síntese de rRNA ocorre no nucléolo e é catalisada
pela RNA polimerase I. E os ribossomos são mais ativados na síntese de proteínas
dentro do citoplasma.
9) Identifique três tipos diferentes de RNA que estão envolvidos na tradução e cite as
características e funções de cada.
RESPOSTA: Os 3 tipos mais comuns de RNA envolvidos no processo de tradução são: →
rRNA participam da construção dos ribossomos, que são minúsculas estruturascitoplasmáticas de papel decisivo no mecanismo de síntese proteica. → mRNA,
caracterizado como uma sequência de ribonucleotídeos presente tanto em
procariontes como em eucariontes, são responsáveis por levar a informação do DNA
do núcleo até o citoplasma, onde ocorrerá a síntese proteica. → tRNA transporta os
aminoácidos para o local que ocorre a síntese proteica. Funciona como um
adaptador, onde é complementar ao códon (anticódon).
10) a- Como o RNA mensageiro está relacionado à formação do polissomo?
b- Como o rRNA difere do mRNA e do tRNA em especificidade?
c- Como a molécula de tRNA difere da de DNA e de mRNA em tamanho e arranjo
helicoidal?
RESPOSTA: c- A sequência de nucleotídeos e configuração em trevo do tRNA, devido ao
seu pequeno tamanho, os tRNA são mais propensos a análise estrutural que outras
moléculas de RNA envolvidas na síntese de proteínas. Deve ser aparente que as
moléculas de tRNA devem conter uma grande especificidade a despeito de sue pequeno
tamanho. Elas devem ter sequências corretas de anticódon, como responder aos códons
corretos e ligar-se em sítios apropriados nos ribossomos para efetuar suas funções de
adaptador. (VER NO CAPÍTULO).
11) Esquematize o processo de formação do aminoacil-tRNA.
RESPOSTA: Os aminoacil-tRNA são substratos para a síntese de polipeptídeos em
ribossomos, com cada tRNA ativado reconhecendo o códon correto de mRNA e
apresentando aminoácido em uma configuração esférica (estrutura 3-D) que facilita a
formação de ligações peptídicas. As sequências códon/anticódon devem ser
reconhecidas pelas aminoacil-tRNA-sintetase corretas, de modo a serem ativadas
com os aminoácidos corretos e ligar-se aos sítios apropriados nos ribossomos para
efetuar suas funções.
12) Que tipo de evidências experimentais foram usados para decifrar o código genético?
RESPOSTA:
13) Em que sentido e em que amplitude o código genético (a) redundante, (b) ordenado e
(c) universal?
RESPOSTA: (a) Redundante → 20 aminoácidos para 64 trincas. Um aminoácido
pode ser originado por mais de uma trinca. 
(b) Ordenado → Não altera a estrutura tridimensional da proteína.
(c) Universal → São as mesmas trincas de aminoácidos para todos os organismo
existente, desde procariontes até eucariontes.
14) Como a tradução é iniciada e terminada?
RESPOSTA: Em procariotos o processo de iniciação da cadeia polipeptídica começa com
a formação de dois complexos: (1) um contém o fator de iniciação IF-2 e tRNAfmet, e (2)
o outro contém uma molécula de mRNA, uma subunidade ribossômica 30s e o fator de
iniciação IF-3. O Complexo subunidade 30s/mRNA será formado apenas na presença de
IF-3; a formação do complexo depende em parte do pareamento de bases entre uma
sequência de nucleotídeos peto da ponta 3' do rRNA 16s e uma sequência perto da ponta
5' da molécula de mRNA. Os mRNA procarióticos contêm uma sequência consenso
AGGAGG, situada cerca de 7 nucleotídeos antecendentes ao códon de iniciação AUG
denominodo de sequência Shine-delgarno, que é complementar a uma sequência perto
de ponta 3' do rRNA 16s. O complexo IF-2/tRNAfmet e o complexo mRNA/subunidae
30s/IF-3 se combinam subsequentemente um com o outro e com o fator de iniciação IF-1
e uma molécula de GTP para formar o complexo de iniciação 30 s completo. A etapa final
da iniciação da tradução é a adição da subunidade 50s ao complexo de iniciação 30s para
produzir o ribossomo 70s completo. O fator de iniciação IF-3 deve ser liberado do
complexo antes que a subunidade 50 possa juntar-se ao complexo. A adição da
subunidade ribossômica 50s ao complexo posiciona o tRNA iniciador tRNAfmet, no sítio
peptidil com o anticódon do tRNA alinhado ao códon de iniciação AUG do mRNA, este é o
único aminoacil-tRNA que pode entrar diretamente no sítio P, sem primeiro passar pelo
sítio aminoacil (A). Com o AUG inicador posicionado no sítio P, o segundo códon do
mRNA está posicionado no sítio A. Em eucariontes a iniciação é muito semelhante com
procariotos, exceto que, o grupo amino do tRNA não é formilado; o Complexo de iniciação
forma na extremidade 5' um cap de 7-metilguanisina; além disso, se ligam um complexo
CBP que é uma proteína de ligação ao CAP + CAP-5' – mRNA + IF + 40s + tRNA imet +
60s. 
A terminação de eucariotos e procariotos são semelhantes, ocorrem códons de
término específicos (UAG, UAA,UGA) RF-1, RF-2, que incorporam água ao invés de
novos aminoácidos, cada molécula do complexo se desliga e cada um vai para um
lugar.
15) Qual o significado da hipótese de oscilação?
RESPOSTA: A hipótese de oscilação se dá devido à redundância do código
genético. Essa hipótese prevê a existência de pelo menos dois tRNA para cada
aminoácido com códons que apresentam redundância completa. A hipótese também
prevê a ocorrência que um tRNA reconhece vários códons, onde um códon/anti-códon
é menos restritivo e permite algumas oscilações (G ->C ou U; U → A ou G; Iosina → A, U
ou G).
16) As bases A, G, U, C, I (iosina) ocorrem nas posições 5' de anticódons nos tRNA.
a- Que base pode parear-se com três bases diferentes nas posições 3' dos códons no
mRNA?
b- Qual o número mínimo de tRNA necessário para reconhercer todos os códons de
aminoácidos especificados por códons com redundância completa?
RESPOSTA: a- (G ->C ou U; U → A ou G; Iosina → A, U ou G).
b- ?
17) Suponha que, no ano de 2025, a primeira expedição de humanos a Marte descubra
várias formas de vida marciana que se nutrem de fontes hidrotérmicas que existem abaixo
da superfície do planeta. Várias equips de biólogos moleculares extraem proteínas e
ácidos nucleicos desses organismos e fazem importantes descobertas. Sua primeira
descoberta é que as proteínas nas formas de vida marcianas contêm apenas 14
aminoácidos diferentes em vez dos 20 presentes nas formas de vida de nosso planeta.
Sua segunda descoberta é que o DNA e o RNA nesses organismos têm apenas dois
nucleotídeos diferentes em lugar dos quatro nucleotídeos presentes em organismos vivos
na terra. (a) Supondo que a transcrição e a Tradução funcionam similarmente nos
marcianos e nos terráqueos, qual o número mínimo de nucleotídeos que devem estar
presentes nos códons marcianos para especificar todos os seus aminoácidos? (b)
Supondo que o código marciano proposto acima tenha sinais de ínicio e fim, você
esperaria que o código genético marciano seja redundante como o nosso?
RESPOSTA:
18) a- Por que o código genético é triplo em vez de unitário ou duplo?
b- Quantos aminoácidos diferentes são especificados pelo código genético?
c- Quantas sequencias diferentes de aminoácidos são possíveis em um polipeptídeo com
146 aminoácidos de tamanho?
RESPOSTA: a- O código genético é composto por trincas e não é superposto e não
tem pontuação.
b- 20 aminoácidos.
c- 48 cominações ????
19) Quais as diferenças básicas entre tradução em procariontes e em eucariontes?
RESPOSTA: As diferenças básicas são que em procariontes o processo de tradução
acontece simultaneamente com o processo de transcrição e no mesmo local. Já em
eucariotos o processo de tradução ocorre no citoplasma e só pode ser iniciado
após o término da transcrição. Além disso, o grupo amino do tRNA não é formilado;
o Complexo de iniciação forma na extremidade 5' um cap de 7-metilguanisina; além
disso, se ligam um complexo CBP que é uma proteína de ligação ao CAP + CAP-5' –
mRNA + IF + 40s + tRNAimet + 60s. 
20) Qual a função de cada um dos seguintes componentes do aparelho de síntese de
proteínas:
a- aminoacil-tRNA-sintetase;
b- fator I de liberação;
c- peptidiltransferase;
d- fatores de iniciação;
e- fator de alongamento G?
RESPOSTA:
21) A cadeia de @-globina humana tem 141 aminoácidos de tamanho. Quantos
nucleotídeos no mRNA são necessários para codificar esta cadeia?
RESPOSTA: 426 nucleotídeos.
 22) Quais as funções dos sítios de ligação, A,P e E do aminoacil-tRNAno ribossomo?
RESPOSTA: Existem três sítios de ligação de tRNA em cada ribossomo. O sítio A ou
aminoacil liga o aminoacil-tRNA que chega, o tRNA que traz o aminoácido seguinte
a ser adicionada à cadeia polipeptídica crescente. O sítio P ou peptidil liga o tRNA
ao qual a cadeia crescente está ligada. O sítio E ou sítio de saída liga o tRNA
descarregado que está saindo.
23) a- De que modos a ordem no código genético minimiza a letalidade mutacional?
b- Por que as mudanças de par de bases que causam a substituição de uma leucina por
uma valina no produto gênico polipeptídico raramente produzem um fenótipo mutante?
RESPOSTA:
24) a- Qual a função da sequência Shine-Dalgarno nos mRNA procarióticos?
b- Que efeito a deleção da sequência Shine-Dalgarno de um mRNA tem em sua
tradução?
RESPOSTA: Os mRNA procariontes contêm uma via de polipurina conservada, o
consenso AGGAGG, situado cerca de sete nucleotídeos antecedentes ao códon de
iniciação AUG. Este hexâmero é complementar a uma sequência perto da ponta 3'
do rRNA 16s. Quando as sequências Shine-Dalgarno dos mRNA são experimentalmente
modificados de modo a não poder fazer mais pares de bases com o rRNA 16s, os mRNA
modificados ou não são traduzidos ou são traduzidos muito ineficientemente, indicando
que esse pareamento de bases tem um papel importante na tradução.