ed - bioquímica I

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1. Suponha que um pesquisador deseje desnaturar a hélice dupla de DNA de 
dois organismos diferentes para estudar seu processo de replicação. O DNA do 
organismo I é composto por 25% de bases A-T e 75% de bases G-C e o DNA 
do organismo II por 52% de bases A-T e 48% de bases G-C. Qual deles terá 
uma temperatura de desnaturação maior? Justifique. 
 
Para sabermos qual organismo precisará de uma maior temperatura para 
desnaturação devemos entender o motivo pelo qual iremos escolher. 
Diante ao fato da base A = T ter apenas duas pontes de hidrogênio e a 
base C = G ter três pontes. Ou seja, os agentes desnaturantes conseguem 
ter maior facilidade para romper duas pontes de hidrogênio do que três. 
Isso significa que as bases C = G precisam de temperaturas maiores do 
que A = T. Analisando isso, o organismo I tem mais bases C = G do que o 
organismo II. Portanto, o organismo I terá uma temperatura de 
desnaturação maior. 
 
2. DNA de uma célula humana tem aproximadamente 2 metros divididos em 46 
cromossomos. Ele cabe dentro do núcleo, que tem aproximadamente 0,006 
mm de diâmetro. Como isso é possível? 
Quando temos um núcleo, a gente consegue encontrar a cromatina e o 
nucléolo. O nucléolo é um nó de cromatina e é nele que os ribossomos 
são produzidos, já a cromatina é o DNA em sua forma ativa. 
Com isso, a cromatina é composta de DNA e consiste em DNA enrolados 
com as proteínas, chamadas de histonas. Como foi dito acima, o DNA de 
uma célula humana tem aproximadamente 2 metros, para a organização 
do DNA dentro do núcleo ser mais fácil, o DNA é dividido em elementos 
tais quais são os cromossomos. Porém, quando as células de dividem, o 
DNA nos cromossomos de condensa em níveis maiores. Sabemos que 
cada cromossomo apresenta uma única molécula de DNA de dupla hélice 
enrolada nas histonas (o nucleossomo). Sendo assim, essa fibra se 
enrola em um segundo nível de compactação, que é conhecido como 
solenóide. Por fim, quando um gene é ativado, o DNA se desenrola para 
permitir a sua transcrição em RNA. 
 
3. A replicação do DBA (in vivo) e a reação de PCR (in vitro) são processos 
com funções semelhantes. 
(a) Cite 3 semelhanças entre esses dois processos. Explique cada uma delas. 
Uma das semelhanças é que ambos os processos necessitam de primers 
iniciadores. Outra semelhança é que elas precisam de uma fita molde 
para começar o processo, sendo assim, eles também são processos 
semiconservativos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(b) Cite 3 diferenças entre esses dois processos. Explique cada uma delas. 
A primeira diferença é no fato de que a DNA polimerase desnatura em 
temperaturas altas na replicação do DNA (in vivo), já na reação de PCR (in 
vitro) a DNA polimerase é mais resistente à temperaturas altas. 
E também temos que os primers da PCR são de DNA e na de replicação 
de DNA são de RNA logo, no PCR não tem DNA ligase porque não ocorre 
a formação de fragmentos de okasaki, não precisando de todas as 
enzimas como na replicação. 
E, por fim, também temos a diferença em relação a exonucleose. Ou seja, 
o PCR não faz exonucleose no sentido contrário, a DNA polimerase 1 tem 
exonucleose 3’5’. Já na replicação, o sentido é 5’3’. 
 
 
 
4. A replicação e a transcrição do DNA são processos com funções biológicas 
bem diferentes na célula. Mas eles apresentam algumas semelhanças em seus 
mecanismos. 
(a) Cite 3 semelhanças entre esses dois processos celulares. Explique cada 
uma delas. 
A transcrição começa com a abertura e separação de uma pequena 
porção de duas cadeias de DNA. Uma cadeia de DNA vai servir de molde 
para a síntese da molécula de RNA. Assim como ocorre na replicação de 
DNA, a sequência de nucleotídeos na cadeia de RNA é determinada a 
partir do emparelhamento das bases da cadeia de DNA molde e os novos 
nucleotídeos. 
Outra semelhança é em questão da RNA polimerase e o DNA polimerase, 
uma vez que têm a mesma função, porém só diferenciam ao fato de que a 
RNA polimerase ser na transcrição e o DNA polimerase ser na replicação 
do DNA. 
E, por fim, temos o sentido das enzimas. Uma vez que a RNA polimerase 
também atua no sentido 5’3’. Quando temos a replicação do DNA, o que 
for sintetizado estará no sentido 5’3’ sempre. A fita molde, 
consequentemente, estará no sentido oposto. 
 
(b) Como a DNA polimerase e a RNA polimerase identificam o local correto 
para o início do processo de replicação e transcrição, respectivamente, do DNA 
nos seres humanos? Explique. 
 
Na replicação do DNA, nós sabemos que não inicia de qualquer lugar. 
Portanto, a origem de replicação é em sítios específicos no DNA onde 
eles se ligam às proteínas iniciadoras para conseguir determinar o local e 
quando começará a síntese da nova fita do DNA. Com isso, essas 
proteínas iniciadoras( ORC e complexo pré-replicativo) conseguem abrir e 
atrair as DNA polimerases para começar o processo de replicação no 
local certo. 
A RNA polimerase consegue identificar o local certo pois a maioria dos 
nossos genes possuem regiões que controlam a própria expressão, os 
promotores. Os promotores são sequências de nucleotídeos onde se 
ligam moléculas que inibem ou ativam a transcrição. Serve também como 
ponto de ligação de um complexo de proteínas que auxiliam a RNA 
polimerase a se ligar e agir no local certo. 
 
 
5. Sobre a transcrição em eucariotos: 
(a) Um único gene humano pode codificar proteínas diferentes na mesma 
célula. Explique. 
Isso se deve ao splicing alternativo ou diferencial. É um processo na qual 
tem a capacidade de alterar a ordem dos éxons, ou seja, os éxons são 
ligados de diferentes maneiras durante o processamento do RNA, tendo 
por conseqüência a síntese de proteínas diversas. 
(b) Um gene codifica exatamente a mesma proteína em humanos e bactérias. 
Mas em humanos ele possui 2.500pb e em bactéria ele possui 
903bp. Explique. 
Temos que ter em mente que os humanos são eucariontes e bactérias são 
procariotas. Sendo assim, a transcrição ocorre de diferentes maneiras. A 
tradução em organismos procariontes se inicia enquanto ocorre a 
transcrição, já que o DNA não está separado das estruturas que são 
responsáveis pela síntese de proteínas. Sendo assim, é por isso que em 
organismos procariontes não há a presença de íntrons e não tem splicing. 
E em organismos eucariontes, há uma presença de célula, então o DNA já 
está no núcleo dessa célula. Logo, em células eucariontes a tradução só 
vai começar quando finalizar a transcrição. E tambén, em organismos 
eucariontes há a presença de íntrons e extrons. Ou seja, as células 
procariontes são mais simples que as eucariontes. Portanto, é por isso 
que humanos apresentam 2.500pb e na bactéria apresenta 903pb. 
 
6. A composição de bases de uma fita da dupla hélice do DNA de um 
camundongo é A, 24,7%; G, 24,1%; C, 18,5% e T, 32,7%. Preveja a 
composição de bases do DNA de cada fita nova sintetizada pela DNA-
polimerase a partir dos DNA-moldes (as duas fitas complementares). Justifique. 
 
Fita dada na questão: A 24,7% G 24,1% C 18,5% T 32,7% 
DNA polimerase: T 24,7% C 24,1% G 18,5% A 32,7% 
DNA polimerase: A 24,7% G 24,1% C 18,5% T 32,7% 
Fita deduzida: T 24,7% C 24,1% G 18,5% A 32,7% 
 
 
 
 
 
7. O pesquisador isolou uma proteína que inibe a síntese de DNA, dessa 
bactéria termófila. A fim de determinar que ponto da replicação do DNA essa 
enzima inibe, realizou-se um ensaio biológico em que se observou: 
- quando o ensaio é feito sem a proteína inibidora, apenas fragmentos de DNA 
muito longos são encontrados. 
- quando a proteína é incluída no ensaio, fragmentos de DNA longos e 
pequenos são encontrados em quantidades molares iguais. 
De acordo com os resultados do ensaio biológico, qual estágio da replicação do 
DNA é inibido por essa proteína? Explique sua resposta, não se esquecendo 
de correlacionar com os resultados do ensaio biológico! 
A proteína que é mencionada acima consegue interferir na ação da DNA 
ligase, uma vez que quando essa proteína é inibida, os fragmentos de 
DNA sãoencontrados em maneira contínua, podendo interferir que a DNA 
ligase conseguiu atuar da maneira certa. 
 
 
8. O DNA plasmidial é uma pequena sequência de DNA circular 
extracromossomial que está relacionado, de maneira geral, a algumas funções 
adaptativas de circunstâncias específicas, como por exemplo a resistência a 
um antibiótico. Pensando nas aulas práticas responda: como podemos utilizar 
essa característica bacteriana na biotecnologia farmacêutica? 
Os plasmídeos também podem ser utilizados como vetores de clonagem, 
conseguindo transportar genes ou fragmentos de um DNA para ser 
clonado dentro da célula hospedeira. Com isso, esses plasmídeos podem 
ser modificados para carregar novos genes. No plasmídeo bacteriano 
ocorre a inserção de um fragmento de DNA ‘novo’ no próprio genoma, 
sendo conhecido como a formação de DNA recombinante. 
Com esse DNA recombinante, os plasmídeos conseguem multiplicar ou 
expressar os genes de interesse. Por os plasmídeos serem vetores de 
clonagem, eles são modificados para conseguirem ‘implantar’ os genes 
com as características que desejam.