TD de bioquímica

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Exercício Resolvido de Bioquímica
Nucleotídeos e Ácidos Nucléicos
1. Faça um desenho ou esquema da estrutura de um nucleotídeo.
2. Quais as funções dos nucleotídeos? Dê exemplos.
– Participam das reações de transferência de energia metabólica. O ATP é um nucleotídeo envolvido em reações de transferência de energia nas reações do metabolismo celular; – Atuam como segundo mensageiro na resposta hormonal, sendo elos químicos essenciais na resposta das células aos hormônios e outros estímulos extracelulares. Exemplo disso são os nucleotídeos AMP cíclico e o GMP; – São componentes estruturais de cofatores enzimáticos e intermediários metabólicos. Exemplo disso são as coenzimas NAD (nucleotídeo Adenina Dinucleotideo) e FAD (Flavina Adenina Dinucleotídeo), que participam de reações de transferência de elétrons do metabolismo celular; – Participam no armazenamento e na transmissão da informação genética. O ácido desoxirribonucleico (DNA). Em vírus de ácido ribonucleico (RNA) como flavivírus (vírus da dengue) arbovírus (vírus de plantas) retrovírus (HIV e HTLV-I), o RNA é a molécula repositória da informação genética.
3. Quais as diferenças entre o DNA e o RNA? 
DNA:  é um composto orgânico cujas moléculas contêm as instruções genéticas que coordenam o desenvolvimento e funcionamento de todos os seres vivos e de alguns vírus. Os genes do DNA são expressos através das proteínas que seus nucleotídeos produzem com a ajuda do RNA. É um ácido desoxirribonucleico. Sua função é armazenar informação genética, controlar atividade celular e produzir RNA. Sua estrutura possui duas cadeias helicoidais. Suas cadeias são longas e possuem milhares de nucleotídeos. Bases nitrogenadas: citosina, guanina, adenina e timina 
RNA: é um ácido nucleico responsável pela síntese de proteínas da célula.
As várias formas de RNA sintetizam essas proteínas de acordo com as informações contidas no DNA. É um ácido ribonucleico. Sua função é sintetizar proteínas e transferir informação do DNA até o local de síntese de proteínas na célula. Sua estrutura é composta por uma cadeia curta com centenas de nucleotídeos. Bases nitrogenadas: citosina, guanina, adenina e uracila.
4. Faça uma representação esquemática da dupla fita de DNA mostrando as ligações fosfodiéster, as extremidades 3 ́e 5 ́ e o pareamento de bases.
5. Conceitue palíndromo e cite uma estrutura que pode ser formada por pareamento de bases dos palíndromos no DNA (ou RNA) dentro da fita?
· Palíndromos são sequências de ácidos nucleicos de fita dupla com simetria dupla. A fim de sobrepor uma repetição (sequência sombreada) na outra, ela deve ser girada 180º em torno do eixo horizontal e então 180º em torno do eixo vertical, como mostrado pelas setas coloridas. Uma repetição de imagem especular, por outro lado, tem uma sequência simétrica dentro de cada cadeia. Sobrepor uma repetição na outra requer apenas uma única rotação de 180º em torno do eixo vertical.
· Um palíndromo é uma palavra ou frase escrita de forma idêntica se for lida da esquerda para a direita ou vice-versa; dois exemplos são OMISSÍSSIMO e LUZ AZUL. O termo é aplicado a regiões de DNA com repetições invertidas de sequências de bases tendo simetria dupla nas duas cadeias de DNA. Tais sequências são autocomplementares dentro de cada cadeia e, consequentemente, têm potencial para formar estruturas cruciformes (em formato de cruz) ou em grampo.
6. Faça um gráfico da desnaturação térmica (fusão) do DNA vs. Temperatura, mostrando a temperatura do ponto médio de transição (ponto de fusão) Tm.
(a) Desnaturação térmica da apomioglobina (mioglobina sem o grupo prostético heme) de cavalo e da ribonuclease A (com suas ligações dissulfeto intactas; O ponto médio da faixa de temperatura em que ocorre a desnaturação é chamado de temperatura de fusão, ou Tm. A desnaturação da apomioglobina foi monitorada por dicroísmo circular, que mede a quantidade de estrutura helicoidal na proteína. A desnaturação da ribonuclease A foi acompanhada pelo monitoramento das mudanças na fluorescência intrínseca da proteína, que é afetada pelas mudanças no ambiente dos resíduos de Trp. 
(b) Desnaturação da ribonuclease A, com suas ligações dissulfeto intactas, pelo hidrocloreto de guanidina (GdnHCl), monitorado por dicroísmo circular.
7. Qual pareamento de bases aumenta o ponto de fusão do DNA? Explique.
Cada espécie de DNA apresenta uma temperatura de desnaturação característica, ou ponto de fusão (tm; formalmente, a temperatura na qual a metade do DNA está presente na forma de cadeias únicas separadas): quanto maior o seu conteúdo de pares de bases GC, mais alto o ponto de fusão deste DNA. Isso é devido ao fato de o pareamento de bases GC, com três ligações de hidrogênio, necessitar de mais calor para se dissociar do que o pareamento de bases AT. Portanto, o ponto de fusão da molécula de DNA, determinada sob condições fixas de pH e força iônica, pode produzir uma estimativa da sua composição de bases. Se as condições desnaturantes forem controladas cuidadosamente, regiões que são ricas em pareamentos de bases AT serão especificamente desnaturadas, enquanto a maior parte do DNA permanece como cadeia dupla. 
8. Descreva sobre a renaturação (anelamento) do DNA.
A renaturação da molécula do DNA é um processo rápido de uma etapa, contanto que um segmento helicoidal duplo de pouco mais de uma dúzia de resíduos ainda mantenha as duas cadeias unidas. Quando a temperatura ou o pH retornam para a faixa em que a maioria dos organismos vivem, os segmentos desenrolados das duas cadeias espontaneamente se enrolam, ou pareiam, para produzir o duplex intacto. Entretanto, se as duas cadeias são separadas completamente, a renaturação ocorre em duas etapas. Na primeira, relativamente lenta, as duas cadeias “acham” uma à outra por colisões aleatórias e formam um segmento pequeno de dupla-hélice complementar. A segunda etapa é muito mais rápida: as bases não pareadas remanescentes vêm sucessivamente se apresentando como pares de bases, e as duas cadeias se unem, como se fosse o fechamento de um zíper, para formar a dupla-hélice.
9. Que significa efeito hipercrômico e efeito hipocrômico? Quando ocorrem?
EFEITO HIPERCRÔMICO: A estreita interação entre bases empilhadas nos ácidos nucleicos tem o efeito de diminuir sua absorção em luz UV em comparação com a da solução com a mesma concentração de nucleotídeos livres, e a absorção diminui ainda mais quando duas cadeias complementares de ácidos nucleicos estão pareadas. Isso é chamado de efeito hipocrômico. 
EFEITO HIPOCRÔMICO: A desnaturação de um ácido nucleico de cadeia dupla produz o resultado oposto: aumento na absorção denominado efeito hipercrômico. A transição entre DNA de cadeia dupla e a forma desnaturada de cadeia única pode ser então detectada pelo monitoramento da absorção de luz UV a 260 nm.
10. Uma fita de DNA dupla hélice possui a sequência:
(5 ́) GCGCAATATTTCTCAAAATATTGCGC (3 ́)
Responda:
a) Qual a sequência de bases da fita complementar?
(5’)GCGCAATATTTTGAGAAATATTGCGC(3’), e contém um palíndromo.
b) Indique as bases que formam um palíndromo.
A cadeia individual pode formar estruturas de grampo e as duas cadeias podem formar uma estrutura cruciforme.