Roteiro de estudos Biologia Molecular (com respostas)

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ROTEIRO DE ESTUDOS - BIOLOGIA MOLECULAR
1. Utilizando a imagem representativa abaixo, indique os seguintes itens:
a) cromossomo de origem materna e o de origem paterna;
b) braços curto e longo (em ambos);
c) centrômeros (em ambos);
d) telômeros (em ambos);
e) locus de um gene qualquer chamado “JOSÉ”, que está localizado no braço curto, e que possui o alelo
“j” no cromossomo de origem materna e o alelo “J” no cromossomo de origem paterna;
f) cromátides irmãs e cromátides não irmãs.
2. Diferencie o DNA nuclear do DNA mitocondrial, descrevendo suas características (estrutura,
quantidade, etc).
O DNA nuclear se apresenta estruturado na forma de cromossomos, sendo de cópia única (os
genes) e intercalado por DNA repetitivo (o DNA satélite, como exemplo os telômeros). Já o DNA
mitocondrial é de estrutura circular, com múltiplas cópias por organela e é de herança exclusivamente
materna.
3. Quais são as moléculas que fazem parte da estrutura de um ácido nucleico? E quais são as
ligações químicas que viabilizam sua estruturação?
Os ácidos nucleicos são compostos pela união de nucleotídeos, esses possuem três estruturas
formadoras:
➢ Base nitrogenada: são cinco, duas púricas (Guanina e Adenina) e 3 pirimídicas (Timina,
Citosina e Uracila). Na molécula de DNA está presente A, T, G e C e na de RNA A, U, G e C.
➢ Açúcar: são pentoses, no RNA é a ribose (carbono C2’ tem uma OH) e no DNA é a
desoxiribose (carbono C2’ tem um H).
➢ Fostato: é necessária uma molécula de trifosfato com O- livre para formar o ácido nucleico.
As ligações químicas que viabilizam a estruturação do nucleotídeo são:
➢ Ligação glicosídica: une o açúcar à base nitrogenada (OH do C1’ + N da BN).
➢ Ligação covalente: une o trifosfato ao açúcar (OH do C5’ + O- do fosfato livre).
Para ligar um nucleotídeo ao outro há a ligação fosfodiéster, realizada no caso do DNA entre o
OH C3’ de um nucleotídeo com o fosfato ligado ao C5’ de outro nucleotídeo. No RNA ocorre entre o H
do C3’ e o fosfato ligado ao C5’. Ao realizar essa ligação perde-se 2 fosfatos (pirofosfato) de cada
nucleotídeo, pois foram usados para fornecer energia.
Como o DNA possui dupla hélice, ele possui ainda a ligação de hidrogênio, que une uma fita a
outra. Essa ligação ocorre especificamente entre as bases nitrogenadas Adenina e Timina (ligação
dupla) e Guanina e Citosina (ligação tripla).
4. O que são nucleossomos e qual sua relação com a cromatina? Diferencie eucromatina e
heterocromatina.
Os nucleossomos são a unidade fundamental de formação da cromatina, consistem em duas
espirais de um DNA em torno de um disco proteico (as histonas). Tanto a eucromatina como a
heterocromatina são etapas da compactação do DNA para formação do cromossomo, diferem no fato
de que a eucromatina possui fibras pouco condensadas e a heterocromatina já tem as fibras mais
condensadas.
5. Defina gene (com suas palavras) e diferencie exons e introns.
O gene é uma sequência ordenada de nucleotídeos capaz de codificar um produto funcional
específico (proteína ou uma molécula de RNA), tal sequência tem uma localização específica no
cromossomo (locus gênico). Os genes em conjunto formam o genoma, que carrega toda a informação
genética do ser vivo, sendo assim o gene é a unidade física e funcional fundamental da hereditariedade.
Vale ressaltar que apesar de todas as células de um organismo ter os mesmo genes, apenas um grupo
de genes é expresso em cada tipo celular.
Exons e introns são trechos que se intercalam dentro de um gene, enquanto os exons são
trechos codificantes que serão mantidos para gerar o produto final após transcrição e tradução, os
introns são um região não codificante dentro do gene, tendo função regulatória e que será removida no
processo de transcrição.
6. Diferencie gene único, genes duplicados e pseudogenes.
O gene único está presente em cópia única no genoma, já genes duplicados são trechos
codificantes presentes em múltiplas cópias espalhadas em locais diferentes. Se uma dessas cópias
sofre uma mutação que comprometa a sua função ela se torna um pseudogene (sequências que se
assemelham a genes conhecidos, mas que não produzem proteína funcional).
7. Quais são as ligações fortes e fracas que estruturam a dupla hélice do DNA? Quais os
mecanismos capazes de desnaturar uma dupla fita de DNA?
A dupla hélice do DNA é estruturada pelas ligações de hidrogênio entre as bases nitrogenadas,
sendo a ligação entre Adenina e Timina considerada fraca por conta da ligação dupla e entre Guanina
e Citosina forte, devido à ligação tripla.
Os mecanismos capazes de desnaturar a dupla fita são a ação de temperatura, pH (para as
ligações fracas) ou enzimas (para ligações covalentes).
8. Comente as funções do DNA e do RNA.
As principais funções do DNA são o armazenamento das informações genéticas, transferindo
essas informações para as novas células (função genotípica), expressando em produtos funcionais
(função fenotípica) e garantindo a variabilidade (mutações) e herdabilidade das características (função
evolutiva).
Já o RNA tem diversos tipos com funções específicas, os principais são: RNA mensageiro que é
responsável pela transcrição do gene para o citoplasma, participando ativamente da síntese proteica;
RNA transportador, responsável pela transferência dos aminoácidos para o complexo
mRNA+ribossomo; RNA ribossômico que é a unidade formadora da estrutura dos ribossomos.
9. Diferencie o genoma procarioto e eucarioto em função da quantidade de cromossomos,
localização e tamanho do genoma.
Enquanto o genoma eucarioto está localizado no núcleo da célula e em organelas, o genoma
procarioto está disperso pelo citoplasma celular, além disso, a quantidade e tamanho do genoma
eucarioto é bem maior que o da célula procarionte. É importante ressaltar que apesar da célula
procarionte ter um genoma menor isso não influencia em sua complexidade.
10. O que são elementos genéticos móveis? Quais podem estar presentes no genoma
procarioto? E no eucarioto?
São unidades acessórias, transportando informação genética não essencial para a célula e
mediando a movimentação do DNA dentro de genomas ou entre genomas (no caso de procariotos). No
genoma procarioto estão presentes os bacteriófagos, plasmídeos e transposons, já no genoma
eucarioto tem-se os transposons e retrotransposons.
11. Quais são os tipos de classificações que podem ser atribuídas a diferentes trechos de DNA
nuclear nos eucariotos? Comente brevemente cada uma delas.
São quatro tipo de classificações:
➢ Genes: classificados em solitários quando possuem uma única cópia no genoma, duplicados
quando são encontradas várias cópias do mesmo gene em locus distintos e pseudogenes
quando se parecem com genes codificantes porém não produzem um produto funcional.
➢ Regiões intragênicas: sequências de DNA presentes dentro um gene e que possuem funções
distintas, denominadas éxons (codificante) e íntrons (não codificante).
➢ Regiões intergênicas (espaçadoras): localizadas entre os genes, separando os trechos
codificantes ao longo da fita de DNA.
➢ DNA não codificante repetitivo: são trechos de DNA com sequências simples, espalhadas
como milhares de cópias pelo genoma, em sequência ou não. Podemos citar os transposons,
retrotransposons, SINEs e LINEs.