Lista de exercícios - Replicação, transcrição e tradução

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Lista de Exercício 2 de Genética – Matheus Leitzke
REPLICAÇÃO DO DNA
1) O que significa o termo replicação semiconservativa?
Quando o DNA se replica, há a duplicação da molécula de DNA, uma de suas fitas é pertencente a molécula original de DNA, enquanto a outra é sintetizada no processo, e por isso, há a denominação de replicação semiconservativa para as fitas que se formam.
2) Qual o significado de um primer, e por que os primers são necessários para a replicação do DNA?
O primer é um segmento de fita (complementar ao molde), que tem um grupo 3’-hidroxil livre aonde um nucleotídeo pode ser adicionado, são necessários para dar início ao processo de polimerização do DNA, para que a DNA polimerase possa adicionar nucleotídeos sequencialmente a partir do primer.
3) O que são helicases e topoisomerases?
As helicases são enzimas que se movem ao longo do DNA e separam as fitas, usando energia química do ATP, separam as fitas parentais para o acesso às fitas que são usadas como moldes. Quando as fitas são separadas, ocorre um estresse topológico na estrutura helicoidal do DNA, então as enzimas topoisomerases atuam aliviando o estresse para que haja estabilização das fitas durante o processo.
4) Ambos os filamentos de uma molécula de DNA são replicados simultaneamente de modo contínuo em um filamento e descontínuo no outro. Por que um filamento pode ser totalmente replicado (de ponta a ponta) e o outro é replicado em pedaços?
Uma das fitas corre na direção contrária, e como a DNA polimerase só irá agir em uma direção, há a necessidade de que a replicação dessa fita na direção contrária seja realizada fragmentada, através de primers e fragmentos de Okazaki.
5) O que são DNAs polimerases? Qual a sua função?
São as enzimas que polimerizam o DNA, juntam os monômeros do DNA para formação de uma molécula maior. Existem diferentes tipos de DNA-polimerases, ainda que o processo de síntese de DNA seja comum a todas DNA-polimerases, onde a reação ocorre pela transferência de um grupo fosforila. 
6) Quais são as enzimas envolvidas na replicação em procariotos? O que é replissomo?
As principais enzimas envolvidas são: helicases, que se movem ao longo de DNA e separam as fitas; topoisomerases, que aliviam o estresse da separação das fitas; primases, que sintetizam os iniciadores; DNA-ligases, que selam os cortes de ligações fosfodiéster quebradas; nucleases/DNAses, que degradam o DNA (exonucleases/endonucleases); DNA-polimerases, que atuam sintetizando e reparando a fita de polinucleotídeos. Replissomo é um complexo de enzimas e proteínas que realiza a replicação do DNA através de várias tarefas específicas.
7) Qual a função da primase?
A primase tem a função de sintetizar os primers/iniciadores (geralmente pequenos fragmentos de DNA) que estarão presentes no molde.
8) Qual a função da helicase?
As helicases são enzimas que se movem ao longo do DNA e separam as fitas, usando energia química do ATP, separam as fitas parentais para o acesso às fitas que são usadas como moldes.
9) Qual a função da topoisomerase?
Quando as fitas são separadas, ocorre um estresse topológico na estrutura helicoidal do DNA, então as enzimas topoisomerases atuam aliviando o estresse para que haja estabilização das fitas durante o processo.
10) O que é PCR? Em que se baseia este método?
PCR (Reação em Cadeia da Polimerase) é um método para gerar cópias de fragmentos de DNA, o DNA é desnaturado e tem sua cadeia aberta, os primers que são adicionados se ligam as fitas de DNA e a DNA-polimerase faz a duplicação das fitas, há a repetição do processo e aumento exponencial das fitas de DNA até que se tenha uma quantidade suficiente da sequência alvo.
TRANSCRIÇÃO DO DNA
1) Qual a importância da propriedade de complementaridade entre as bases nitrogenadas para a transcrição do RNA?
A complementaridade das bases e o sistema enzimático envolvido garante que a molécula de RNA que será produzida é complementar a molécula de DNA que serviu como molde, o que significa dizer que a informação que foi armazenada em uma molécula de DNA, apta a criação de qualquer molécula de RNA (exceto RNA do genoma de certos vírus), pode ser convertida em RNA para que essa molécula possa exercer sua função no organismo.
2) Qual a enzima que faz a síntese do RNA? Em que direção acontece o crescimento do novo RNA polimerizado?
Ocorre por enzimas RNA-polimerases que dependem de DNA e usam ribonucleosídeos 5’-trifosfato para sintetizar RNA complementar a fita molde de DNA, ocorre na direção 5’ para 3’.
3) Quais são os estágios da transcrição em procariontes? Explique cada um deles.
Os estágios são: iniciação, quando a RNA polimerase se liga a uma sequênica promotora; alongamento, quando a RNA polimerase já se encontra na região promotora e passa a realizar a adição de nucleotídeos correspondentes ao decorrer da fita de DNA; terminação, quando houver um sinal para que a transcrição pare por meio de uma sequência de DNA que indicará essa ação.
4) O que é o Promotor?
Promotor é uma região da fita de DNA que contém sequências específicas aonde a RNA-polimerase se liga e passa a realizar a transcrição de segmentos adjacentes, as sequências podem ser bastante variáveis dentro da fita de DNA.
5) Quais as diferenças entre a transcrição em eucariontes e procariontes?
A célula eucariótica apresenta uma maquinaria de transcrição muito mais complexa que a presente em células procariontes, possuem três RNA-polimerases, complexos distintos com subunidades em comum, cada uma dessas possui diferentes funções e é recrutada para uma sequência promotora específica
6) O que sinaliza o local de início da transcrição em eucariontes? O que são Fatores de Transcrição?
Fatores de transcrição são arranjos de proteínas que formam um complexo de transcrição ativo com enzimas, como a RNA-polimerase II. Em eucariontes, a transcrição é iniciada quando a TBP (proteína ligante de TATA) é ligada ao TATA box pelo fator de transcrição TFIIB, que se liga ao DNA em ambos lados do TBP. O complexo TFIIB-TBP é ligado a outro complexo que consiste de TFIIF e Pol II, e por último, TFIIE e TFIIH se associam. TFIIH promove o desenrolamento do DNA nas proximidades do sítio de início do RNA e através de atividade cinásica causa uma mudança de conformação em todo o complexo, que desencadeia no início da transcrição.
7) Explique os tipos de processamento que o mRNA sofre.
Em células eucarióticas, o mRNA é modificado pela adição de resíduo de 7-metilguanosina na extremidade 5’ e pela clivagem e poliadenilação (ligação de caudas poli(A)). Podem sofrer splicing, quando há a remoção de íntrons dos transcritos primários, ou splicing alternativo, quando um mRNA pode ser processado de diferentes maneiras, com ou sem enzimas proteicas (auto-splicing). 
8) Diferencie éxons de íntrons.
Ambos pertencem ao transcrito primário RNAs, os íntrons são sequências não codificantes que interrompem os éxons (sequência codificante).
9) O que é splicing? 
Splicing é uma etapa de processamento de RNA aonde os íntrons são removidos do transcrito primário e os éxons são ligados entre si para formar um polipeptídeo funcional (como o RNA mensageiro), o processo é realizado por enzimas e é extremamente preciso.
10) O que é splicing alternativo? Qual a sua função?
Splicing alternativo é um processo que ocorre quando um transcrito de RNA mensageiro é processado de uma maneira diferente da usual, fazendo com que um transcrito possa dar origem a diferentes RNA mensageiros e consequentemente diferentes polipeptídeos, sua função é produzir um transcrito específico que é requisitado em uma via favorecida em determinada célula, para que as diferentes proteínas requisitadas em uma célula possam ser produzidas a partir do mesmo gene.
TRADUÇÃO DO RNA
1) O que é tradução?
Tradução é o processo de decodificação do RNAm produzido na transcrição para produção de uma cadeia de aminoácidos e consecutivamente uma proteína.
2) O que são códons?
Códons são grupos de 3 nucleotídeos presentes em um RNAm que servem como “instruções” para produção deum polipetídeo.
3) Quais são os componentes da tradução?
O ribossomo, RNA mensageiro e RNA transportador que levará o primeiro aminoácido da proteína.
4) Qual é a função dos ribossomos?
Os ribossomos são a maquinaria da célula responsável pela síntese de proteínas.
5) Como é a estrutura dos ribossomos? Qual a composição química destas organelas? O que diferencia ribossomos eucarióticos e procarióticos?
Os ribossomos são formados por cerca de 50 proteínas ribossomais e RNA ribossomais, sua estrutura é formada em duas subunidades, uma maior, que é responsável pela atividade peptidil-transfere e uma menor, que serve de plataforma para o pareamento entre o RNAt e o RNAm. Os ribossomos de eucariotos são chamados de 80S, são formados por uma subunidade maior 60S e uma subunidade menor 40S, os ribossomos dos procariotos são chamados de 70S, são formados por uma subunidade maior 50S e uma subunidade menor 30S, unidades referentes a taxa de sedimentação dos ribossomos.
6) Qual a função do tRNA? Como é a sua estrutura?
O RNAt faz a leitura dos códons e transfere o aminoácido correspondente para a cadeia polipeptídica em formação, sua estrutura terciária é mantida por interações de empilhamento e pareamento de bases dentro e entre hastes da hélice, é compacto e estrurado e com conformação em L. Sua estrutura secundária possui 4 troncos de bases pareadas em formato de folha de trevo, com terminal 5’ fosforilado, resíduo de adenosina aceptor de aminoácido e com um caule CCA para o reconhecimento por enzimas.
7) Explique detalhadamente como ocorre a síntese de proteínas.
O RNAt se liga ao RNAm dentro do ribossomo, essa RNAt possui uma estrutura chamada de anticódon, que são ligados no RNAm através do pareamento das bases nitrogenadas, haverá a leitura do RNAm da extremidade 5’ para extremidade 3’ pelo RNAt. Os aminoácidos são trazidos para o ribossomo pelo RNAt e ligados entre si para formar uma cadeia de peptídeos, os aminoácidos são selecionados conforme a leitura dos códons. Quando um códon de terminação é lido, o polipeptídeo é liberado e será destinado para cumprir sua função na célula.
8) Dada a seguinte sequencia de aminoácidos:
SER-LYS-ARG-TRN-CYS-SER
Determine:
O mRNA que deu origem a esse peptídeo. O gene que codifica esse peptídeo.
AUG-AGU-AAA-CGU-UGG-UGU-AGU-UAA 
Em verde estão os códons de início e terminação.