Gabarito Questões Biologia Celular e Molecular 2º Bimestre 2013

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Lista de exercícios
NOME:
TURMA:
1 – 10
ESTRUTURA E FUNÇÃO DOS ÁCIDOS NUCLEICOS
1) Que propriedades do DNA e da DNA polimerase sugerem que as duas fitas não podem ser replicadas pelo
crescimento no mesmo sentido?
Resposta: As duas fitas que compõem a molécula de DNA são antiparalelas, ou seja, têm polaridade invertida: 5’ 3’
em uma fita e 3’ 5’ na outra. Como a DNA polimerase só adiciona nucleotídeos no sentido 5’ 3’, porque precisa da
extremidade 3’-OH livre para que ocorra a ligação fosfodiéster, a fita utilizada como molde só pode ser lida da
extremidade 3’ para a extremidade 5’, e a síntese das duas fitas ocorre em sentidos opostos. Desta forma, uma das
fitas é sintetizada continuamente, sendo denominada fita líder, enquanto a outra se faz em pequenos fragmentos,
sendo chamada de fita tardia. Estes fragmentos são denominados de fragmentos de Okasaki.
2) Diferencie a replicação do DNA de procariotos e eucariotos quanto a:
a. Origem de replicação.
Resposta: Procariotos têm somente uma origem de replicação, enquanto eucariotos têm várias.
b. DNAs polimerases envolvidas no processo.
Resposta:
Procariotos Eucariotos
DNA polimerase Função DNA polimerase Função
I Principal enzima de reparo do DNA (alfa) Replicação da fita contínua
II Reparo do DNA (delta) Replicação da fita descontínua
III Principal enzima de replicação do DNA (épsilon) Reparo do DNA
 (beta) Reparo do DNA
 (gama) Replicação e reparo do mtDNA
2) Quais são as principais enzimas envolvidas na replicação do DNA em eucariotos? Cite e explique suas funções.
Resposta:
Enzima Função
Helicases
Desenovelam a dupla hélice e separam as duas fitas do DNA (reconhecem a origem de
replicação, quebram as pontes de hidrogênio entre as bases complementares e separam
as duas fitas do DNA, formando-se uma bolha de replicação que é constituída por duas
forquilhas de replicação).
Topoisomerases
Reduzem a tensão da molécula de DNA, criada pelo superenovelamento provocado pela
abertura da dupla hélice pela helicase, por introduzirem uma quebra temporária em uma
das fitas (Topoisomerase 1) ou em ambas as fitas do DNA (Topoisomerase 2),
promoverem a rotação de uma fita em torno da outra, e religarem as fitas
temporariamente quebradas.
Iniciases ou
primases
Sintetizam os iniciadores (primers), que consistem em uma pequena sequência de bases
de RNA que fornecem uma extremidade 3’-OH livre para as DNA polimerases iniciarem a
adição de nucleotídeos durante a replicação do DNA.
DNA polimerase
(alfa) Replicação da fita contínua.
DNA polimerase
(delta) Replicação da fita descontínua.
DNA polimerases
(épsilon) e (beta)
Reparo do DNA.
DNA polimerase
(gama) Replicação e reparo do DNA mitocondrial (mtDNA).
DNA ligase Sela os corte da fita descontínua, após remoção dos iniciadores e substituição dosiniciadores (primers) por nucleotídeos de DNA pela DNA polimerase (delta).
3) Três diferentes RNA polimerases sintetizam RNA em eucariotos. Quais são os produtos de cada uma delas e suas
respectivas funções?
EXERCÍCIOSTURMA:NOME:
2 – 10
Resposta:
RNA polimerase Produto Função
RNA-polimerase I pré-rRNA
O rRNA é componente estrutural dos ribossomos, os quais
servem de sítio para a tradução da sequencia de mRNA em
uma sequência específica de aminoácidos ou cadeia
polipeptídica.
RNA-polimerase II mRNA e alguns pequenosRNA nucleares
mRNA: codificam cadeias polipeptídicas (veículo pelo qual
a informação genética é transferida do DNA aos ribossomos
para a síntese de cadeias polipeptídicas).
pequenos RNAs nucleares: participam do splicing de
mRNAs.
RNA-polimerase III
tRNA, rRNA 5S e vários
outros RNAs estáveis
relativamente pequenos
tRNA: moléculas adaptadoras que traduzem a informação
presente no mRNA em uma sequencia específica de
aminoácidos.
rRNA 5S: é um componente da subunidade maior dos
ribossomos de procariotos (50S) e eucariotos (60S).
Outros pequenos RNAs: fornecem uma extremidade 3’-OH
livre para a DNA polimerase iniciar a adição de nucleotídeos
durante a replicação do DNA (RNA iniciador ou primer), ou
estão envolvidos nos processamento do mRNA ou rRNA.
4) Quais são os tipos de modificações pós-transcricionais que ocorrem nos mRNAs de eucariotos? Explique
resumidamente cada um deles.
Resposta: 1- adição de uma estrutura chamada cap 5’ para selar a extremidade 5’: consiste na adição de um
nucleotídeo extra na terminação 5’, na adição de um grupo metil à base do nucleotídeo recém-adicionado e na adição
de um grupo –OH no açúcar de um ou mais nucleotídeos.
2- poliadenilação na extremidade 3’: consiste na adição de uma série de nucleotídeos de ácido adenílico (ácido
poliadenílico ou poli(A) na extremidade 3’, conferindo estabilidade ao RNA, e com isto, aumentando o tempo pelo qual
o mRNA permanece intacto e disponível para a tradução antes da degradação.
3- splicing: processo em que são removidos os íntrons do RNA mensageiro, tornando-o maduro (gera um mRNA
menor contendo uma sequência codificadora intacta).
4- edição do mRNA: inserções, deleções, alteração de bases. Durante o processamento, determinados transcritos
primários podem receber a inserção, deleção ou modificação de nucleotídeos em sua sequência (gerando, por
exemplo, um códon de parada precoce). Tal processo é denominado edição do RNAm. A regulação pós-transcricional
realizada via edição de RNAm permite que um mesmo gene codifique proteínas diferentes em função do tecido onde
se expressa. A regulação do processo, portanto, dependerá da presença ou ausência das enzimas responsáveis pela
edição daquele transcrito em cada tecido.
OBS: Tanto o cap quanto o poli-A têm a função de proteger o mRNA da ação de exonucleases. Um encurtamento do
poli-A, leva a remoção do cap e rápida degradação da molécula o mRNA. A cauda poli A mantém a integridade da
região 3´(com um nível normal de adenilação) e auxilia na exportação do mRNA para o citoplasma.
5) Em que consiste o terminal 5' cap do mRNA e qual o seu papel? Qual a característica do terminal 3' encontrado na
maioria dos mRNAs de eucariotos e como eles são formados?
Resposta: O terminal 5' cap consiste na adição de um nucleotídeo extra na terminação 5’, na adição de um grupo metil
à base do nucleotídeo recém-adicionado e na adição de um grupo –OH no açúcar de um ou mais nucleotídeos.
Proteínas reconhecem o cap 5’ e se ligam; um ribossomo liga-se a proteína e se move ao longo do RNA até que o
start codon é atingido e a transcrição se inicia. A presença do cap 5’ também aumenta a estabilidade do mRNA e
influencia a remoção dos íntrons.
O RNA maduro contém entre 50 a 250 adeninas no terminal 3’; esta estrutura é chamada cauda poli(A). Estes
nucleotídeos não são codificados no DNA, mas são adicionados após a transcrição em um processo chamado
poliadenilação, que consiste na adição de uma série de nucleotídeos de ácido adenílico (ácido poliadenílico ou
poli(A)) na extremidade 3’.
6) Uma globina de 146 aminoácidos sofreu uma mutação no códon correspondente ao sexto aminoácido da cadeia. A
análise do DNA indicou uma mudança de (5')TTC(3') para (5')TAC(3') na fita molde. Pergunta-se:
a. A mutação provocou a troca de um aminoácido por outro? Em caso afirmativo, qual é este aminoácido?
Resposta: Sim. Veja abaixo:
TTC: códon AAG aminoácido lisina (Lys)
TAC: códon AUG aminoácido metionina (Met)
EXERCÍCIOSTURMA:NOME:
3 – 10
b. Quais as implicações para a estrutura da proteína?
Resposta: A molécula de proteína apresenta dobramentos e enrolamentos determinados por atrações químicas entre
os aminoácidos, o que confere às proteínas formas tridimensionais que corresponderão às estruturas secundárias e
terciárias. Desta forma, a estrutura da proteína depende da sua sequência de aminoácidos, que é determinada
geneticamente. Assim, mutações como esta que promovem a substituição de um aminoácido hidrofílico básico (lisina)
por outro hidrofóbico (metionina) podem provocar alterações na estrutura tridimensional da proteína e,
consequentemente, na sua função.
c. Qual seria o resultado se a mesma troca ocorresse na base do lado (5') do DNA?
Resposta:Se a mutação ocorresse na base do lado 5’, alteraria para ATC. O códon correspondente seria UAC,
codificando o aminoácido tirosina (Tyr).
7) Uma fita de um fragmento de DNA isolado de E. coli tem a seguinte sequência: 5'...AGGTTACCTAGTTGC...3'.
Suponha que um mRNA seja transcrito a partir deste DNA usando a fita complementar como molde.
a. Qual será a sequência deste mRNA?
Resposta: Visto que a fita complementar do DNA que será usada como molde terá a sequência
5’...TCCAATGGATCAACG...3’, a sequência do mRNA será: 5’...AGGUUACCUAGUUGC...3’.
b. Qual é a sequência do polipeptídeo que seria codificado pelo mRNA sintetizado?
Resposta: arginina (Arg) – leucina (Leu) – prolina (Pro) – serina (Ser) – cisteína (Cys)
8) Durante a síntese proteica 5 aminoácidos foram adicionados à uma cadeia polipetídica. Os anticódons dos tRNAs
que entraram sequencialmente no ribossomo foram:
5’CAU3’ ; 5’ AGG3’ ; 5’UAG3’ ; 5’UCC3’ ; 5’AUU3’
a. Qual a sequência do pentapeptídio assim formado?
Resposta: códons: GUA – UCC – AUC – AGG – UAA
aminoácidos: valina (Val) – serina (Ser) – isoleucina (Ile) – arginina (Arg), pois o códon UAA é um códon de parada.
b. Qual a sequência da fita codante do DNA que codifica este pentapeptídio?
Resposta: CAT – AGG – TAG – TCC – ATT
c. Qual a sequência do mRNA?
Resposta: GUA – UCC – AUC – AGG – UAA
9) Considere a sequência abaixo como parte de um mRNA eucariótico. O primeiro nucleotídeo do primeiro códon a
ser traduzido está sublinhado e representa a posição +1 da tradução. Este tripleto determina a fase de leitura.
+1 +4 +34
5’...AUG CCU CUA GGA AUG AAA GGG UCA UUA CCC CAA UAA CUA AUU UAG...3’
Pergunta-se:
a. Qual a sequência do peptídeo codificado por esse mRNA?
Resposta: Met – Pro – Leu – Gly – Met – Lys – Gly – Ser – Leu – Pro – Gln, pois o códon UAA é um códon de
parada.
b. Qual seria a sequência do peptídeo se o nucleotídeo +1 fosse substituído por “U”?
Resposta: Esta mutação promoveria a substituição de Met (metionina) por Leu (leucina). A presença do códon de
iniciação (AUG) é extremamente importante, pois fornece o quadro de leitura em que o mRNA será traduzido. Em
eucariontes, o códon iniciador AUG (correspondente à metionina) mais próximo da extremidade 5' de um mRNA é
geralmente o sinal de início para a síntese de proteínas. Se o ribossomo não identificar o primeiro AUG na sequência,
ele poderá seguir até o segundo ou o terceiro. Isto produz proteínas diferentes a partir de um único transcrito, em
geral com o mesmo quadro de leitura, mas sem os primeiros aminoácidos, e provavelmente, sem função biológica.
Desta forma, a sequência do peptídeo seria: Met – Lys – Gly – Ser – Leu – Pro – Gln (ficaria sem os primeiros 4
aminoácidos).
c. Qual seria a sequência do peptídeo se o nucleotídeo +34 fosse substituído por “A”? (duplo sublinhado)
Resposta: Met – Pro – Leu – Gly – Met – Lys – Gly – Ser – Leu – Pro – Gln – Lys – Leu – Ile, pois o 15º códon é um
códon de parada (UAG).
EXERCÍCIOSTURMA:NOME:
4 – 10
d. Qual seria a sequência do polipeptídeo se houvesse a deleção do nucleotídeo da posição +4? (sublinhado
tracejado)
Resposta: Mudaria todo o quadro de leitura a partir da deleção, havendo a incorporação de apenas 2 aminoácidos,
pois o novo terceiro códon (UAG) é um códon de parada. Veja abaixo. Assim, seria produzido um dipeptídeo ao invés
de um polipeptídeo, provavelmente sem função biológica.
+1 +4
5’...AUG CCU C UA G GA A UG A AA G GG U CA U UA C CC C AA U AA C UA A UU UAG...3’
 Met – Leu – stop códon (parada)
MUTAÇÃO E REPARO DE DNA
1) Descreva brevemente as etapas envolvidas no reparo do DNA de mamíferos, lesado por luz UV, e as enzimas
nelas envolvidas.
Resposta: 1. Ocorre reconhecimento da lesão por um complexo multienzimático.
2. Helicases percorrem a hélice e desnaturam o DNA (desenovelam a dupla hélice e separam as duas fitas) no local
da lesão.
3. Endonucleases fazem uma dupla incisão na cadeia em ambos os lados da lesão e a alguma distância desta.
4. O oligonucleotídeo contendo a lesão (~12 nucleotídeos) é removido e ocorre a síntese de um novo segmento de
DNA utilizando a fita não-danificada como molde, por ação da DNA-polimerase.
5. A DNA-ligase realiza a ligação da extremidade 5’ da região recém-sintetizada à sequencia original.
Ou
1. As proteínas XPB, XPD e XPA estão envolvidas na detecção da lesão, sendo que as duas primeiras percorrem a
hélice e a segunda reconhece a lesão.
2. Após encontrar a lesão, o DNA do local do dano é desnaturado (helicase) e as endonucleases XPF e XPG fazem a
dupla incisão na cadeia.
3. O oligonucleotídeo contendo a lesão é removido e ocorre ressíntese do DNA utilizando a fita não-danificada como
molde.
5. Ligação da extremidade 5’ da região recém-sintetizada à sequencia original pela DNA-ligase.
2) Qual a diferença entre os mecanismos de reparo por excisão de base e por excisão de nucleotídeos?
Resposta: No mecanismo de reparo por excisão de base, a glicosilase reconhece a base trocada e retira quebrando a
ligação glicosídica entre a base e a ribose. Gera-se um sítio abásico, que é substrato para a AP-endonuclease. A DNA
polimerase I e a DNA ligase finalizam o reparo. Já no mecanismo de reparo por excisão de nucleotídeos, ocorre
reconhecimento da lesão por um complexo multienzimático, retirada de nucleotídeos em bloco a partir da incisão da
fita anormal em ambos os lados e a alguma distância da lesão, seguida pela síntese de um novo segmento de DNA
utilizando a fita não-danificada como molde, por ação da DNA-polimerase. A DNA ligase finaliza o reparo.
3) No momento da replicação de um gene, houve um pareamento de bases errado. Como o sistema de reparo de
pareamentos errôneos (mismatch repair) reconhece a fita a ser reparada? Explique o mecanismo de reparo.
Resposta: O pareamento errado provoca uma distorção estrutural na molécula de DNA. O sistema mismatch repair
reconhece a fita nova devido a esta não estar metilada. Ocorre uma excisão na fita nova e uma exonuclease degrada
parte desta fita, logo em seguida uma DNA polimerase reconstitui a parte da fita que foi degradada fazendo o
pareamento correto.
INTEGRAÇÃO DE CONHECIMENTOS
1) O mofamento de grãos durante a estocagem causa perdas nutricionais e
de valor de mercado, além de promover riscos à saúde humana e de animais
domésticos, devido à liberação de toxinas.
Entre as toxinas, maior atenção tem sido dado às aflatoxinas produzidas por
fungos dos gêneros Aspergillus e Penicillium, devido a sua alta capacidade
de causar câncer de fígado.
As aflotoxinas podem causar câncer do fígado, pois, mesmo em
pequena quantidade são capazes de provocar uma mutação no gene p-53,
transformando G em T na trinca 249.
Sabe-se que o gene p53 - com 2.362 pares de bases, está localizado no
braço curto do cromossomo 17 e codifica uma nucleoproteína de mesmo
nome constituída por 393 aminoácidos, e que regula as divisões celulares,
controlando a entrada da célula na fase S por bloquear a fase de transcrição
G1 S do ciclo celular. Normalmente o p53 evita a reprodução numa célula
CÓDONS AMINOÁCIDO
CGG arginina
UAC tirosina
UUC fenilalanina
GCG alanina
UCC serina
GGG glicina
UAG stop
UAA stop
UAC tirosina
UCA Serina
GCC Alanina
AAG Lisina
CGC Arginina
AGG Arginina
CCC Prolina
EXERCÍCIOSTURMA:NOME:
5 – 10
danificada ou alvo de mutação. E vai além: promove o suicídio da célula, um processo chamado apoptose. Às vezes,
no entanto, sem que se saiba porque, o p53 é alvo de mutação ou é neutralizado e as células danificadas continuam a
proliferar no interior do organismo, criando-se os tumores.
Baseando-se nas informações acima, na tabela ao lado e em
conhecimentos correlatos, responda.
a. A mutação referida no texto obrigatoriamente vai levar ao descontrole da divisão celular devido à substituição de
aminoácido na proteína p53? Justifique.
Resposta: Não. Se a mutação ocorrer na 3ª base da trinca 249 (que ficará AGT), o códon correspondente será UCA,
também do aminoácido serina.
b. Quantoao tipo de substituição de base, classifique a mutação de ponto envolvida na trinca 249 (trecho grifado no
texto). Justifique.
Resposta: Transversão, pois ocorre por substituição de uma purina (G) por uma pirimidina (T).
c. Que tipo de mecanismo estaria envolvido no reparo da mutação especificada no trecho grifado? Cite e explique
para justificar sua resposta.
Resposta: A substituição G T na trinca 249 irá provocar um pareamento errado, uma vez a base complementar
presente na outra fita do DNA é a citosina. Os pareamentos errados são instáveis e provocam dobras na molécula
(alteração espacial). Assim, são percebidos e corrigidos pelo sistema de reparo de pareamentos errôneos (mismatch
repair), que reconhece a fita nova devido esta não estar metilada. Ocorre uma excisão na fita nova e uma
exonuclease degrada parte desta fita, logo em seguida uma DNA polimerase reconstitui a parte da fita que foi
degradada fazendo o pareamento correto.
d. Qual a sequencia correta dos aminoácidos inseridos na nucleoproteína p53 a partir do códon 245 até o 251?
Resposta:
 CGG UAC UUC GCG UCC GGG UAC
Arginina – tirosina – fenilalanina – alanina – serina – glicina – tirosina
e. Quantas ligações peptídicas serão necessárias na formação da nucleoproteína p53? Justifique.
Resposta: 392 ligações peptídicas, pois a proteína p53 possui 393 aminoácidos e cada ligação peptídica liga dois
aminoácidos.
f. Determine o percentual da região codificadora do RNA mensageiro maduro em relação ao gene p53. Demonstre
seus cálculos e justifique.
Resposta: 50,04%, pois como a proteína p53 tem 393 aminácidos, serão necessários 394 códons, pois cada códon
codifica um aminoácido e é necessário um códon de parada para finalizar o processo. Veja os cálculos a seguir.
3 nucleotídeos 1 aminoácido
 x 393 aminoácidos x = 1.179 nucleotídeos
RNA mensageiro 1.179 nucleotídeos + 3 (códon de parada) = 1.182 nucleotídeos
Gene (fita molde) = 2.362 nucleotídeos 100%
 1.182 nucleotídeos x x = 50,04%
2) Pesquisadores norte-americanos descobriram que as diferentes formas das pessoas perceberem a dor
podem ter origem genética.
A variação de apenas um gene pode explicar porque algumas pessoas suportam mais dor do que outras.
Segundo uma equipe da Universidade de Michingan, a sensação de dor está ligada ao gene COMT que produz a
enzima transferase catecol-O-metil (COMT), que ajuda a regular quantos analgésicos naturais - as chamadas
endorfinas - um organismo produz. O gene COMT pode ser encontrado em duas formas, de acordo com o aminoácido
presente. Na transcrição do códon 158, a troca de um único aminoácido, valina metionina pode determinar
decréscimo da atividade da enzima COMT, ou seja, o gene da COMT que contém o aminoácido metionina, ou “met”, é
menos ativo do que aquele que contém o aminoácido valina, ou “val”.
Esta pequena variação tem um grande efeito na atividade do COMT, dizem os pesquisadores. Cada indivíduo tem
duas cópias desse gene, uma herdada de cada um dos pais. Pessoas com a forma mais “lenta” do gene - que tem
duas cópias com metionina - produzem enzimas três a quatro vezes menos efetivas que outras, como as que contêm
apenas cópias com valina ou ambos os aminoácidos. O estudo mostrou que as pessoas em que as duas cópias
EXERCÍCIOSTURMA:NOME:
6 – 10
traziam metionina sofriam mais com a dor do que aquelas com duas cópias trazendo valina. Os voluntários com uma
cópia de cada tipo apresentaram uma tolerância à dor intermediária.
(http://www.anbio.org.br/bio/biotec134.htm, com adaptações)
Abaixo são dadas as sequencias parentais (recebidas de cada um dos pais) responsáveis pela transcrição do códon
158 do gene COMT de quatro indivíduos.
Indivíduo 1
CAA (sequência materna)
CAG (sequência paterna)
Indivíduo 2
TAC (sequência materna)
TAC (sequência paterna)
Indivíduo 3
CAC (sequência materna)
CAT (sequência paterna)
Indivíduo 4
CAT (sequência materna)
TAC (sequência paterna)
Sabendo-se com os códons da metionina e da valina são, respectivamente, AUG e GUU, GUC, GUA, GUG,
que a enzima transferase catecol-O-metil (COMT) possui 271 aminoácidos e que o gene COMT dos quatro indivíduos
possui 1,5 Kb (1.500 pb), responda.
a. Qual (is) indivíduo(s) possui(em):
- Maior sensibilidade à dor: Indivíduo 2
- Sensibilidade intermediária à dor: Indivíduo 4
- Menor sensibilidade à dor: Indivíduos 1 e 3
b. Justifique sua resposta.
Resposta: Ambas as sequencias dos indivíduos 1 e 3 darão origem aos códons sinônimos da valina; ambas do
indivíduo 2, ao códon da metionina e as do indivíduo 4 darão origem aos códons da valina (sequencia materna) e
metionina (sequencia paterna). Como o texto menciona, as pessoas possuem duas cópias de metionina sofreram
mais com a dor do que aquelas com duas cópias trazendo valina. Os voluntários com uma cópia de cada tipo
apresentaram uma tolerância à dor intermediária.
3) O gene supressor de tumor p-53 é um dos principais alvos de mutação durante o processo de carcinogênese. Está
localizado no braço curto do cromossomo 17 e codifica a nucleoproteína p-53 que é responsável pela regulação da
transcrição nuclear, funcionando como um “policial molecular”. Se a célula for exposta a agentes mutagênicos
externos a p-53 acumula-se no núcleo freando o ciclo celular em G1, dando tempo para que a célula repare seu DNA.
Caso a célula não o repare, a p-53 dispara a morte celular por apoptose. Na versão mutagênica desse gene, a célula
que sofre lesão em seu material genético não tem sua divisão celular interrompida e deste modo, o dano celular se
transmite às células filhas. A mutação de p-53 não causa a transformação maligna sozinha, porém predispõe a célula
a outras mutações que a levarão a uma transformação maligna.
Baseando-se no texto e em conhecimentos correlatos, responda ao que se pede.
a. Sabendo que a p-53 é uma proteína constituída por 393 aminoácidos, quantos nucleotídeos serão necessários
apenas para a codificação desses aminoácidos? Justifique.
Resposta: 1.179 nucleotídeos
3 nucleotídeos 1 aminoácido
 x 393 aminoácidos x = 1.179 nucleotídeos
b. Quantos códons serão necessários para a síntese dos 393 aminoácidos?Justifique.
Resposta: 394 códons, pois um códon codifica um aminoácido e é necessário um códon de parada para finalizar o
processo.
c. Que evento indispensável para que ocorra a divisão celular será bloqueado com a informação dada no trecho
grifado no texto?
Resposta: A replicação do DNA (fase S da interfase).
4) Os vírus HPV tipo 16 e tipo 18 (grupo II) estão associados ao câncer oral e de colo uterino. O genoma desses vírus
pode integrar-se ao genoma humano em áreas próximas a proto-oncogenes, produzindo uma versão mutante desse
genes. Além disso, o genoma viral controla a transcrição dos genes virais E6 e E7 que interferem nos mecanismos de
controle do ciclo celular. A proteína E6 interage com a proteína p-53, impedindo sua ação supressora de tumor no
núcleo celular. Logo, se outra proteína supressora de tumor – como a pRb, por exemplo – não compensar a reduzida
atividade da p-53, a transformação celular pode de fato ocorrer. No entanto, a proteína E7 desses vírus tem mostrado
não só a capacidade de formar complexo com a pRb, desativando-a, mas também de degradar a p-53. A ativação de
oncogenes somada à perda ou à anulação dos genes supressores de tumor acabam por levar ao crescimento
desordenado e à formação de tumores.
(http://www.digene.com.br/banconot/64atualiz.htm e http://www.patologiaoral.com.br/texto06.asp, com adaptações)
Abaixo é apresentado um esquema do proto-oncogene ras e de sua versão mutante, após inserção viral.
Proto-oncogene ras
TAC TGC CTT ATA TTC GAC CAC CAC CAC CCG CGG CCG CCG...GAG AGC
EXERCÍCIOSTURMA:NOME:
7 – 10
Oncogene ras
TAC TGC CTT ATA TTC GAC CAC CAC CAC CCG CGG CAG CCG...GAG AGC
Baseando-se nas informações acima e em conhecimentos correlatos, responda o que se pede.
a. Dê a sequencia de aminoácidos do proto-oncogene ras.
Resposta: Metionina – treonina - ácido glutâmico – tirosina– lisina – leucina – valina – valina – valina – glicina –
alanina – glicina – glicina – leucina - serina.
b. Considerando que os genes supressores de tumor foram inativados pelos vírus, caso a mutação na trinca
destacada em negrito provoque a substituição da 3ª base por uma citosina no proto-oncogene, o produto do gene
ainda poderá levar ao descontrole da divisão celular? Justifique.
Resposta: Não, pois a troca do códon não afetou o aminoácido.
5) BRÓCOLIS FICA MAIS AMARGO PARA PORTADOR DE MUTAÇÃO
Os pesquisadores Mari Sandell e Paul Breslin, do instituto de pesquisas Monell, na Filadélfia, mostraram em
artigo publicado na revista científica “Current Biology” que basta um gene para a pessoa achar vegetais como o
brócolis bem mais amargo do que acha o resto da população.
O gene hTAS2R38 está ligado a um receptor de sabor na língua. Quem possui duas cópias de uma versão
“sensível a brócolis” sente os vegetais dessa família em média 60% mais amargos do que aqueles cujos genes são de
outra versão. Quem tem apenas uma cópia da versão “sensível” do gene teve opinião intermediária sobre o amargor.
No artigo, os investigadores relacionaram a percepção individual do gosto amargo dos compostos PTC
(feniltiocarbamida) e PROP (propiltiouracil) a variações do gene hTAS2R38, que codifica o receptor para o gosto
conhecido. Duas formas mais frequentes do gene – PAV e AVI – determinam, respectivamente, a maior sensibilidade
ou a insensibilidade a esse tipo de gosto. Formas menos freqüentes denominadas AAI, PVI e AAV respondem pela
sensibilidade intermediária.
Os três polimorfismos mais comuns observados na proteína receptora ocorrem nos aminoácidos de posição 49 –
onde uma prolina ou uma alanina é codificada, 262 – onde uma alanina ou uma valina é codificada, e 296 – onde uma
valina ou uma isoleucina é codificada. Esses polimorfismos são determinados pelas formas PAV (prolina-alanina-
valina), AVI (alanina-valina-isoleucina), AAI (alanina-alanina-isoleucina), PVI (prolina-valina-isoleucina) e AAV
(alanina-alanina-valina).
Os testes foram feitos com 35 voluntários que experimentaram 27 vegetais diferentes, dos quais 17 contêm
compostos chamados glucosinolatos. Eles estão presentes em brócolis, agrião, rabanete e outros alimentos. Os
voluntários tiveram que comer os alimentos crus, pois o cozimento altera o gosto.
O glucosinolato pode afetar a função da glândula tireóide, produtora de hormônios que agem em vários órgãos do
corpo. Ele pode impedir a absorção de iodo pela tireóide e provocar: a) sua hipertrofia; b) consequências graves para
indivíduos em fase jovem.
O mal é típico de regiões distantes do oceano, que é fonte de iodo na forma de sal ou contido em frutos do mar.
Para quem vive nessa região de maior risco, ter a forma do gene que acentua o sabor amargo dos vegetais que afeta
a tireoide é vantajoso em termos evolutivos.
 (Folha Imagem, 17/07/2006, com adaptações de http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=1400547)
Utilize a tabela de aminoácidos ao lado e as sequencias
parentais (recebidas de cada um dos pais) abaixo relacionadas e
responsáveis pela tradução dos aminoácidos 49, 262 e 296 da
proteína receptora para o gosto amargo, para responder os itens
seguintes.
Sequência responsável pela tradução do aminoácido 49
Indivíduo 1 Indivíduo 2 Indivíduo 3 Indivíduo 4
GGA (sequência
materna)
CGA (sequência materna) GGT (sequência materna) CGT (sequência materna)
GGC (sequência
paterna)
CGT (sequência paterna) CGC (sequência paterna) CGC (sequência paterna)
Sequência responsável pela tradução do aminoácido 262
Indivíduo 1 Indivíduo 2 Indivíduo 3 Indivíduo 4
CGA (sequência
materna)
CAA (sequência materna) CGT (sequência materna) CGT (sequência materna)
CGG (sequência
paterna)
CAT (sequência paterna) CAC (sequência paterna) CAT (sequência paterna)
Aminoácido Códons
Prolina CCU – CCC – CCA - CCG
Alanina GCU – GCC – GCA - GCG
Valina GUU – GUC – GUA - GUG
Isoleucina AUU – AUC - AUA
EXERCÍCIOSTURMA:NOME:
8 – 10
Sequência responsável pela tradução do aminoácido 296
Indivíduo 1 Indivíduo 2 Indivíduo 3 Indivíduo 4
CAA (sequência
materna)
TAA (sequência materna) CAG (sequência materna) TAG (sequência materna)
CAG (sequência
paterna)
TAT (sequência paterna) TAA (sequência paterna) TAT (sequência paterna)
a. Quais as sequencias de aminoácidos (recebidos de cada parental) e os genótipos de cada um dos indivíduos?
Indivíduos Sequência de aminoácidos(materna)
Sequência de aminoácidos
(paterna) Genótipos
1 prolina – alanina – valina prolina – alanina – valina PAV / PAV
2 alanina – valina – isoleucina alanina – valina – isoleucina AVI / AVI
3 prolina – alanina – valina alanina – valina - isoleucina PAV / AVI
4 alanina – alanina - isoleucina alanina – valina - isoleucina AAI / AVI
Indivíduo
Trincas DNA (materna) Códons (materna) Trincas DNA paterna Códons (paterna)
49 262 296 49 262 296 49 262 296 49 262 296
1 GGA CGA CAA CCU GCU GUU GGC CGG CAG CCG GCC GUC
2 CGA CAA TAA GCU GUU AUU CGT CAT TAT GCA GUA AUA
3 GGT CGT CAG CCA GCA GUC CGC CAC TAA GCG GUG AUU
4 CGT CGT TAG GCA GCA AUC CGC CAT TAT GCG GUA AUA
b. Mediante a análise realizada no item a, responda:
b.1. Qual(is) indivíduo(s) terá(ão) maior sensibilidade ao gosto amargo? Indivíduo 1
b.2. Qual(is) indivíduo(s) será(ão) insensível(is) ao gosto amargo? Indivíduo 2
b.3. Qual(is) indivíduo(s) terá(ão) sensibilidade intermediária ao gosto amargo? Indivíduos 3 e 4
c. Sabendo-se que o gene hTAS2R38 tem 1002 pb (pares de bases) e a proteína receptora do gosto amargo
(denominada T2R38) codificada por ele é constituída por 333 aminoácidos, responda:
c.1. Quantos códons serão necessários para codificar a proteína T2R38? Justifique sua resposta.
Resposta: 334 porque cada códon codifica um aminoácido e é necessário um códon de parada para finalizar a síntese
protéica.
c.2. Julgue e justifique a frase: “Para a síntese do receptor protéico T2R38, 100% do gene hTAS2R38 foi usado, não
ocorrendo a presença de íntrons”. (Inclua na sua justificativa os cálculos genômicos necessários).
Resposta: Certo: o gene possui 1.002 bases. Destas, 999 foram usadas para incluir os aminoácidos durante a síntese
proteica e 3 bases (códon de parada), foram necessárias para finalizar a síntese.
1 códon 3 bases 1 aminoácidos x = 999 bases
 x 333 aminoácidos
6) O câncer de pele corresponde a cerca de 25% de todos os tumores malignos humanos registrados no Brasil,
estando relacionado a alguns fatores ambientais de risco como exposição a químicos (arsênico), radiação ionizante e
principalmente aos raios ultravioletas (UV) do sol. Em relação ao abordado tema, responda:
a. Que tipos de lesões no DNA podem ser induzidas pelas radiações ionizantes? Qual delas é a mais grave e por
que? (Inclua na sua resposta o mecanismo de reparo possível e qual a sua consequência).
Resposta: Deleção de todo o nucleotídeo, levando à quebra de fita simples; quebras de fita simples e de fita dupla;
dano em bases nitrogenadas, levando a quebra ou deleção da base. (Pode também ser aceito: quebras de fita
simples e de fita dupla, dano em bases nitrogenadas).
Mais grave: quebra de fita dupla, pois o reparo só pode ser feito por recombinação (entre dois genes homólogos ou
por junção de extremidades não-homólogas). Em ambos os casos a sequencia original de DNA acaba sendo
alterada.
b. Que tipo de lesão mais frequente no DNA está relacionada ao trecho grifado? Por que esta lesão é facilmente
percebida pelo sistema de reparo?
Resposta: Dímero de timina (ou dímero de pirimidina). Porque promove distorções espaciais na molécula de DNA.
c. Considerando a lesão do item b, o reparo pode ser feito por dois tipos de mecanismos diferentes, dependendo se
ele ocorre depois ou durante a replicação do DNA. Cite os dois tipos de mecanismos e compare-os quanto à correção
da lesão?
Resposta: Durante a replicação: reparo por recombinação com a fita parental não-danificada da mesma molécula de
DNA (sistema de tolerância).
EXERCÍCIOSTURMA:NOME:
9 – 10
Após a replicação: excisãode nucleotídeos.
OBS.: a resposta Fotorreativação não será considerada, uma vez que tal sistema é ausente em mamíferos
placentários.
O reparo por recombinação não remove a lesão, apenas possibilita a continuidade da replicação. Assim, é necessário
que o sistema de reparo conserte posteriormente a lesão por excisão de nucleotídeos.
d. Qual dos mecanismos de reparo do item c implicaria em parada do ciclo celular no ponto de checagem? Tal ponto
de checagem estaria localizado na transição entre quais fases do ciclo celular?
Resposta: O reparo por recombinação com a fita parental não-danificada da mesma molécula de DNA. Por não
corrigir a lesão, implicaria em parada do ciclo celular na transição G2/M.
e. O Xeroderma pigmentosum também está entre os fatores de risco para o câncer de pele. Por quê?
Resposta: Porque em indivíduos portadores de xeroderma pigmentosum o reparo por excisão de nucleotídeos é
deficiente. Desta forma, não corrige as lesões provocadas pelos raios ultravioleta do sol.
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Código de letras usadas na representação dos aminoácidos. Adaptado do livro Molecular Biology of the cell, de
Albert, B.; Johnson, A.; Lewis, J.; Raff, M., Roberts, K. and Walter, P. (3rd ed. Ed. Garland, 1996).
AMINOÁCIDO CÓDIGO DE LETRAS
A Alanina (Ala)
C Cisteína (Cys)
D Aspartato (Asp)
E Ácido glutâmico (Glu)
F Fenilalanina (Phe)
G Glicina (Gly)
H Histidina (His)
I Isoleucina (Ile)
K Lisina (Lys)
L Leucina (Leu)
M Metionina (Met)
N Asparagina (Asn)
P Prolina (Pro)
Q Glutamina (Gln)
R Arginina (Arg)
S Serina (Ser)
T Treonina (Thr)
W Triptofano (Trp)
Y Tirosina (Tyr)
V Valina (Val)
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Quanto à cadeia lateral (estacada em negrito), os aminoácidos podem ser classificados em:
1- Aminoácidos apolares: apresentam grupos químicos de hidrocarbonetos apolares ou hidrocarbonetos
modificados, exceto a glicina (que possui um átomo de hidrogênio como cadeia lateral). São hidrofóbicos.
Glicina: H-CH(NH2)-COOH
Alanina: CH3-CH(NH2)-COOH
Leucina: CH3(CH3)-CH2-CH(NH2)-COOH
Valina: CH3-CH(CH3)-CH(NH2)-COOH
Isoleucina: CH3-CH2-CH(CH3)-CH(NH2)-COOH
Prolina: -CH2-CH2-CH2- ligando o grupo amino ao carbono alfa
Fenilalanina: C6H5-CH2-CH(NH2)-COOH
Triptofano: R aromático-CH(NH2)-COOH
Metionina: CH3-S-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH
2- Aminoácidos polares neutros: apresentam grupos químicos que tendem a formar ligações de hidrogênio.
Serina: OH-CH2-CH(NH2)-COOH
Treonina: OH-CH(CH3)-CH(NH2)-COOH
Cisteina: SH-CH2-CH(NH2)-COOH
Tirosina: OH-C6H4-CH2-CH(NH2)-COOH
EXERCÍCIOSTURMA:NOME:
10 – 10
Asparagina: NH2-CO-CH2-CH(NH2)-COOH
Glutamina: NH2-CO-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH
3- Aminoácidos ácidos: apresentam grupos carboxilato. São hidrofílicos.
Ácido aspártico: HCOO-CH2-CH(NH2)-COOH
Ácido glutâmico: HCOO-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH
4- Aminoácidos básicos: apresentam grupos amino. São hidrofílicos.
Arginina: HN=C(NH2)-NH-CH2-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH
Lisina: NH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH
Histidina: H-(C3H2N2)-CH2-CH(NH2)-COOH
Fonte: http://pt.wikibooks.org/wiki/Bioqu%C3%ADmica/Estrutura_e_classifica%C3%A7%C3%A3o_dos_amino%C3%A1cidos