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ATIVIDADE 2 PROCESSOS BIOLOGICOS Junqueira e Carneiro (2012) nos explicam que o DNA, segundo o modelo de Watson e Crick, é constituído por duas cadeias de polinucleotídeos complementares e antiparalelas, que se associam por pontes de hidrogênio, formando uma dupla hélice com diâmetro de 2 nm. A quantidade de DNA por núcleo varia de uma espécie para outra e é característica de cada espécie. Com base no modelo da molécula de DNA proposto por Watson e Crick, o mecanismo básico de replicação envolve a separação das cadeias de DNA, obtida pelo desenrolamento da dupla hélice, seguido pela cópia de cada cadeia, que serve como um molde para a síntese de uma nova cadeia complementar. A sequência de nucleotídeos da nova cadeia é fixada pelas regras de pareamento de bases. O correto pareamento das bases assegura uma replicação acurada da dupla hélice original. JUNQUEIRA, J. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. A partir da descrição espacial da molécula de DNA, é possível detalhar a forma como estas moléculas estão organizadas no interior do núcleo das células eucarióticas. Dessa forma, analise a ilustração a seguir. Fonte: LODISH et al., 2005. LODISH, H, BERK, A. et al. Biologia celular e molecular. 5. ed. Porto Alegre, Artmed, 2005. Agora, relacione corretamente os níveis da compactação do DNA. ( ) Nucleossomos. ( ) DNA molecular. ( ) Cromossomos altamente condensados em metáfase. ( ) Solenoide. ( ) Alças. Agora, assinale a alternativa com a sequência correta. Resposta Selecionada: II, I, V, III, IV. Resposta Correta: II, I, V, III, IV. Comentário da resposta: Muito bem, sua resposta está correta! A compactação do DNA é importante para que o material genético das células eucarióticas se mantenha devidamente compartimentalizado. · Pergunta 2 1 em 1 pontos O DNA, além de se replicar de forma precisa quando a célula se divide, deve expressar, de forma seletiva, a informação que contém. A transcrição (síntese de RNA) é o primeiro passo da expressão da informação genética. A seguir, o código contido na sequência de nucleotídeos das moléculas de RNA mensageiro é traduzido (síntese proteica), completando a expressão gênica. O fluxo de informação do DNA para o RNA, e deste para a proteína, é denominado “dogma central” da biologia molecular. Este dogma é representativo para todos os organismos, à exceção de alguns vírus que possuem o RNA como o repositório de sua informação genética. HARVEY, A. R.; FERRIER, R. D. Bioquímica ilustrada. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. No esquema a seguir, são observadas em sequência os mecanismos da síntese de proteínas. DNA (A) → RNA (B) → Proteína (C) Sendo assim, com base em nossos estudos a respeito do assunto, marque a alternativa correta. Resposta Selecionada: A transcrição do DNA para moléculas de RNAm em “A” permite que ocorra a tradução de uma proteína nos ribossomos em “C”. Resposta Correta: A transcrição do DNA para moléculas de RNAm em “A” permite que ocorra a tradução de uma proteína nos ribossomos em “C”. Comentário da resposta: Está correta a sua resposta! O dogma central da biologia molecular é a chave para a compreensão da manutenção da vida das células e dos organismos vivos. Assim, a transcrição do DNA para moléculas de RNAm em “A” permite que ocorra a tradução de uma proteína nos ribossomos em “C”. · Pergunta 3 1 em 1 pontos As moléculas no DNA de um organismo não são estáticas. As bases nitrogenadas de seus nucleotídeos estão expostas a agentes que provocam modificações em sua estrutura ou composição química. Todo organismo que exibe uma forma diferente de seus ascendentes, resultado da presença de uma mutação, é denominado mutante. Utilizado em um sentido amplo, o termo “mutação” se refere a qualquer modificação súbita e hereditária no conjunto gênico de um organismo, não explicável pela recombinação da variabilidade genética preexistente. Essas alterações incluem mudanças no número de cromossomos (euploidia e aneuploidia), na estrutura cromossômica (aberrações cromossômicas) e alterações nos genes individuais. ZAHA, A.; FERREIRA, H. B.; PASSAGLIA, L. M. P. Biologia molecular básica. 9. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. Na figura a seguir temos representada uma mutação por substituição, bem como seu reparo. Fonte: ZAHA, FERREIRA e PASSAGLIA, 2014, p. 146. Assim, a respeito do assunto, analise as afirmativas a seguir. I. A mudança da base pode interferir no códon e acarretar na incorporação de um aminoácido diferente na cadeia polipeptídica nascente, sem nunca acarretar consequências deletérias às células. II. Se a mutação ocorrer com determinada troca de base no DNA e a codificação dos aminoácidos não for continuada, entende-se que o códon possa ter se tornado “finalizador”. III. A incorporação errônea de uma base em um primeiro ciclo de replicação pode se tornar uma mutação permanente, caso o erro não seja corrigido antes de um novo ciclo de replicação. IV. A troca de uma base pode gerar algumas consequências para o processo de síntese de proteínas, com um aminoácido diferente inserido na cadeia polipeptídica resultante. Está correto o que se afirma em: Resposta Selecionada: II, III e IV apenas. Resposta Correta: II, III e IV apenas. Comentário da resposta: Muito bem, sua resposta está correta! Quando uma mutação ocorre e as células falham na sua correção, a mudança na sequência de DNA pode gerar a incorporação de aminoácidos diferentes na cadeia polipeptídica nascente. · Pergunta 4 1 em 1 pontos O colágeno constitui uma família de proteínas fibrilares muito importante para o organismo. Ao longo da evolução dos seres vivos, as moléculas de colágeno foram se desenvolvendo a partir de uma proteína inicial. Então, foram se diversificando, assumindo estruturas, funções e reações diferentes, de acordo com as necessidades de cada tecido. O colágeno é a proteína mais abundante no organismo humano, no qual constitui 25% do total das proteínas do corpo, sendo os quatro tipos mais conhecidos os colágenos I, II, III e IV. As moléculas de colágeno são constituídas por três polipeptídios, dispostos em tripla hélice, de aproximadamente 1.000 aminoácidos em cada polipeptídio. JUNQUEIRA, J. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. Assim, temos que o colágeno é uma importante proteína para o organismo. Neste contexto, em linhas gerais, é possível atribuir funções a determinadas organelas dos fibroblastos. Portanto, com base em seus estudos a respeito do assunto, relacione as colunas a seguir, atribuindo às organelas suas respectivas descrições e funções. I. Ribossomos II. Retículo endoplasmático III. Complexo golgiense ( ) Compostos por subunidades de tamanhos diferentes, são produzidos nos nucléolos, saem do núcleo pelos poros nucleares, estando livres e dispersos no citoplasma ou aderidos à membrana externa da carioteca e retículo endoplasmático. Realizam síntese de proteínas. ( ) Rede de membranas dobradas que se estendem a partir da membrana nuclear externa, apresentando-se “cravejada” de ribossomos. Realizam síntese de proteínas, as quais são destinadas à exportação da célula ou são incorporadas à membrana plasmática ou de organelas. ( ) Constituição de três a 20 cisternas, ou seja, sacúolos membranosos empilhados e achatados com extremidades expandidas. São responsáveis por modificar e empacotar proteínas sintetizadas e dão origem às vesículas secretoras. Agora, assinale a alternativa com a sequência correta. Resposta Selecionada: I, II, III. Resposta Correta: I, II, III. Comentário da resposta: Está correta a sua resposta! Os ribossomos, dispersos no citoplasma ou aderidos à membrana externa da carioteca e retículo endoplasmático, sintetizam proteínas. No complexo golgiense, as proteínas são modificadas, podendo serliberadas das células por vesículas secretoras. · Pergunta 5 0 em 1 pontos A bomba de dependente de ATP desempenhar um papel central na economia de energia pelas células animais. Normalmente, ela costuma ser responsável por 30% ou mais do seu consumo total de ATP. Essa bomba utiliza a energia derivada da hidrólise do ATP para transportar para o meio extracelular, ao mesmo tempo em que influxa para o meio intracelular. A bomba é, portanto, também conhecida como bomba ATPase ou bomba . A energia da hidrólise do ATP promove uma série de mudanças conformacionais da estrutura da proteína. Estas mudanças direcionam o intercâmbio iônico de e , mediante processos de fosforilação de desfosforilação. ALBERTS, B. et al. Fundamentos da biologia celular. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. Na imagem a seguir, observe a atividade de uma ATPase. Fonte: ALBERTS et al., 2017, p. 392. Após a leitura atenta do texto e a análise da figura anterior do transporte ativo de íons sódio e potássio nas células, leia os eventos que descrevem as etapas da atividade das ATPase a seguir. ( ) Ocorre uma alteração conformacional na estrutura da bomba, o que resulta no efluxo da célula. ( ) Ocorre a hidrólise do ATP, é liberado o ADP e o fosfato inorgânico é transferido para um ácido aspártico de uma das subunidades, o que leva a fixação de três no transportador. ( ) Dois presentes no meio extracelular se associam às subunidades , provocando uma desfosforilação (liberação do fosfato). ( ) A desfosforilação faz com que a bomba retome seu estado inicial, gerando influxo dos para o citoplasma. Agora, ordene a sequência dos eventos e assinale a alternativa com a sequência correta. Resposta Selecionada: II, III, I, IV. Resposta Correta: II, I, III, IV. · Pergunta 6 0 em 1 pontos A silicose é uma doença bastante comum em trabalhadores que lidam com amianto. A inalação de poeira com sílica está associada à ocorrência de silicose, que é caracterizada por ser uma doença pulmonar obstrutiva crônica, além de poder ser a causa de câncer de pulmão, insuficiência renal e aumento do risco de tuberculose pulmonar e de doenças do colágeno. A sílica cristalina que se encontra na areia e em diversas rochas, como o arenito, o granito e o sílex, apresenta variado polimorfismo. Esses minúsculos cristais podem se acumular nos pulmões e as células dos alvéolos pulmonares afetadas, acabam sofrendo autólise. TERRA FILHO, M.; SANTOS, U. P. Silicose. J Bras Pneumol, v. 32, n. 1, p. 41-47, 2006. A partir da leitura do texto e do que estudamos sobre o assunto, considere as afirmativas a seguir. I. As disfunções citadas no texto são causadas por danos aos lisossomos, organelas que desempenham diversas funções, como digestão intracelular, renovação das organelas celulares e metabolização de moléculas presentes em quase todas as células. II. A silicose afeta diretamente o núcleo das células alveolares, sendo que os cristais de sílica impedem a transcrição gênica do DNA, bloqueando a região promotora de genes que originam proteínas surfactantes. III. A autólise referida no texto está diretamente relacionada à atividade dos lisossomos. Como essas organelas são danificadas pelos cristais de sílica, acabam liberando para o meio intracelular diversas enzimas digestivas. IV. A destruição das células está relacionada com o bloqueio que os cristais de sílica promovem na cadeia transportadora de elétrons, evento bioquímico que ocorre nas cristas mitocôndrias, membrana interna arranjada em dobras. Está correto o que se afirma em: Resposta Selecionada: II e III, apenas. Resposta Correta: I e III, apenas. · Pergunta 7 1 em 1 pontos Conforme nos explicam Junqueira e Carneiro (2012), o tipo de cotransporte de membrana que direciona íons e moléculas em um mesmo sentido é denominado “simporte”, como no caso do cotransporte /glicose. A energia do movimento dos íons pode ser utilizada para cotransportar moléculas de glicose nas células epiteliais. Assim, íons penetram em células epiteliais a favor de um gradiente de concentração, fornecendo energia para impulsionar o transporte concomitante de moléculas de glicose. A proteína transportadora ou simporte captura tanto a glicose como a no meio extracelular, ou seja, da cavidade luminal do intestino. A liberação do no citoplasma, cuja concentração é mais baixa, causa uma modificação na forma da molécula transportadora, que perde sua afinidade para a glicose que é liberada no citoplasma da célula epitelial. Logo, a glicose se difunde pela porção basal das células e, por difusão facilitada, chega aos tecidos vizinhos, de onde será incorporada pela corrente sanguínea e distribuída no organismo. JUNQUEIRA, J. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. No intestino delgado, células epiteliais apresentam proteínas aceptoras de moléculas de glicose, adquiridas dos processos digestórios de carboidratos. Observe a demonstração esquemática a seguir. Fonte: SILVERTHORN, 2010, p. 156. SILVERTHORN, D. U. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2010. Sendo assim, com base na leitura do texto e a análise do esquema anterior, é correto afirmar que: Resposta Selecionada: a glicose é transportada para as células epiteliais, a favor do seu gradiente de concentração, por meio de simporte. Resposta Correta: a glicose é transportada para as células epiteliais, a favor do seu gradiente de concentração, por meio de simporte. Comentário da resposta: Muito bem, sua resposta está correta! A glicose é transportada para as células epiteliais, a favor do seu gradiente de concentração, por meio de simporte. Esta é uma das formas como são absorvidas as moléculas de glicose pelo epitélio intestinal e que mantém a glicemia pós-pandrial. · Pergunta 8 1 em 1 pontos Os ribossomos são organelas eletrodensas formadas por RNA ribossômico e proteínas. Nas células eucariontes, têm um diâmetro um pouco maior em relação aos das células procariontes, como das bactérias. A estrutura da organela conta com duas subunidades de tamanhos diferentes, que se associam somente na presença dos filamentos de RNA mensageiro. Como os ribossomos se associam a um único filamento de RNA mensageiro, formam-se polirribossomos dispersos no citoplasma ou aderidos à superfície externa do retículo endoplasmático rugoso. JUNQUEIRA, J. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. Assim, depreende-se que as proteínas são sintetizadas especificamente nos ribossomos através de mecanismos já bem definidos. Dessa forma, de acordo com nossos estudos a respeito do assunto, analise as afirmativas a seguir e as ordene corretamente. I. Ligação da subunidade pequena e da metionina-acil tRNA no sítio AUG II. Polipeptídeo é alongado pela associação com outros aminoácidos por ligações peptídicas. III. Formação do aminoacil-t RNA. IV. Ocorre uma interrupção no alongamento (códon de parada). V. Processamento pós-tradicional do polipeptídeo. Agora, assinale a alternativa com a sequência correta. Resposta Selecionada: III, I, II, IV, V. Resposta Correta: III, I, II, IV, V. Comentário da resposta: Está correta a sua resposta! Os mecanismos que envolvem a síntese de proteínas nos ribossomos incluem a inserção de aminoácidos às cadeias polipeptídicas nascentes por ligações peptídicas. Por esta lógica, ficam claras as etapas de iniciação, alongamento e terminação na síntese de proteínas. · Pergunta 9 1 em 1 pontos O trato gastrintestinal é um tubo que atravessa o corpo. Está constituído por paredes musculares revestidas por tecido epitelial e suas extremidades são delimitadas por esfíncteres de músculo esquelético. Pelo fato de o trato gastrintestinal estar aberto para o meio externo, sua cavidade luminal e seu conteúdo são consideradosexternos ao corpo. A função primária do trato gastrintestinal é transportar nutrientes, água e eletrólitos do meio externo para o meio interno do corpo. A comida ingerida ocorre, principalmente, na forma de macromoléculas, como proteínas e carboidratos complexos. Desta forma, o sistema digestório precisa liberar enzimas para degradar alimentos em partículas que sejam pequenas o bastante para serem absorvidas e distribuídas pelo organismo. SILVERTHORN, D. U. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2010. Os processos digestórios descritos permitem reflexões a respeito do destino dos nutrientes no organismo, bem como o funcionamento de todas as células que compõem os mais variados tecidos e órgãos. Como seres heterotróficos, os seres humanos necessitam de energia advinda de determinadas categorias de alimentos, assim, todas as células utilizam energia para desempenhar suas funções. Dessa forma, com base em seus estudos a respeito do assunto, organize a ordem correta correspondente as funções das organelas desde a ingestão dos alimentos até sua conversão em energia listadas a seguir. I. No retículo endoplasmático rugoso são produzidas enzimas digestivas, que serão exportadas das células. II. O complexo golgiense recebe enzimas para serem empacotadas em vesículas membranosas que, do polo apical da célula, são liberadas para luz do trato digestório. III. Após serem absorvidos e distribuídos para todo o organismo, os nutrientes são destinados à diversas funções, sendo alguns utilizados pelas mitocôndrias como substrato para síntese de ATP. IV. O ATP tem função essencial de armazenar energia para as atividades básicas das células, como alguns tipos de transporte de substâncias entre os meios intra e extracelular. Agora, assinale a alternativa com a sequência correta. Resposta Selecionada: III, IV, I, II. Resposta Correta: III, IV, I, II. Comentário da resposta: Está correta a sua resposta! O processamento dos alimentos em nutrientes para as atividades celulares e orgânicas conta com as funções das organelas. Assim, nutrientes podem ser desdobrados em energia utilizada para funções de processamento e exportação de moléculas em células especializadas. · Pergunta 10 0 em 1 pontos Alberts et al. (2017) nos explicam que as membranas biológicas revestem as células e representam uma barreira seletiva que as capacitam em concentrarem nutrientes advindos do seu meio. Além disso, também possibilita que mantenham armazenadas substâncias sintetizadas para seu próprio uso e que excretem resíduos não aproveitáveis ao seu metabolismo. Dessa forma, se não existisse a membrana plasmática, as células não permaneceriam íntegras como seus sistemas químicos coordenados. Em grande parte, as moléculas que constituem as membranas possuem a propriedade anfifílicas, ou seja, consistem uma porção hidrofóbica, insolúvel em água, e uma porção hidrofílica, solúvel em água. Essas moléculas, quando em solução aquosa, agregam-se espontaneamente, agrupando suas partes hidrofóbicas e as mantendo longe da água, ao passo que mantém a porção hidrofílica exposta ao meio aquoso. ALBERTS, B. et al. Biologia molecular da célula. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. A figura a seguir esquematiza a organização estrutural das membranas biológicas. Fonte: JUNQUEIRA e CARNEIRO, 2012, p. 85. JUNQUEIRA, J. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. Sendo assim, com base em seus estudos a respeito do assunto e a figura anterior, analise as afirmativas a seguir e marque V para as verdadeiras e F para as falsas. I. ( ) Indicada por 1 na figura, temos a estrutura representa a bicamada fosfolipídica constituinte da membrana plasmática das células. II. ( ) Em 2 está representada uma proteína integral da membrana plasmática. III. ( ) A estrutura indicada em 3 são as moléculas de carboidratos associadas às proteínas periféricas. IV. ( ) Algumas proteínas da membrana plasmática participam das etapas de sinalização celular, pois servem de receptoras para sinais químicos diversos que incluem neurotransmissores e hormônios. Agora assinale a alternativa que contém a sequência correta. Resposta Selecionada: F, V, F, V. Resposta Correta: V, V, F, V.