Atividades de 1 a 5

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Atividade 1
1. Assista ao vídeo disponível no YouTube sobre Mulheres na Ciência, da Universidade Federal de Minas Gerais, no qual a professora Dra. Raquel Minardi fala sobre a Bioinformática. Logo no início do vídeo, ela diz que a Bioinformática é interdisciplinar. O que isso significa?
a) O profissional de Bioinformática precisa ter graduação em Biomedicina.
b) O profissional de Bioinformática precisa ter graduação em Biomedicina e Ciência da Computação.
c) A Bioinformática reúne conhecimentos de várias disciplinas para solucionar problemas biológicos.
d) Ter apenas conhecimento sobre computação já é suficiente para uma pessoa seguir a carreira de bioinformata.
e) A Bioinformática não integra conhecimentos de diversas disciplinas.
Gabarito
Infelizmente, você errou!
Resposta correta: Letra c. A Bioinformática promove aproximação e a articulação de várias áreas do conhecimento como Biologia Molecular, Estatística, Matemática e Computação. Cada uma contribui com diversas especialidades para resolução de problemas biológicos. O profissional bioinformata precisa ter conhecimento do problema biológico, assim como saber aplicar ferramentas computacionais e cálculos para solucioná-lo.
2. A Bioinformática inclui diferentes possibilidades de análise de dados biológicos. Qual das opções a seguir não é um tipo de análise realizada por bioinformatas?
a) Análise de sequências de nucleotídeos ou aminoácidos.
b) Análise da estrutura tridimensional de biomoléculas, como as proteínas.
c) Análise dos papéis funcionais de moléculas biológicas.
d) Análise do risco biológico de laboratórios de pesquisa científica.
e) Todas as análises acima são realizadas por bioinformatas.
Gabarito
Infelizmente, você errou!
Resposta correta: Letra d. A análise do risco biológico de laboratórios de pesquisa científica é realizada por profissionais da área de Biossegurança.
3. Assista ao vídeo disponível no YouTube Pesquisa da UFSCar utiliza a Bioinformática para compreender a evolução dos vírus. Esse vídeo ilustra uma aplicação da Bioinformática, buscando entender quais as mudanças que os vírus sofrem com o passar do tempo. Esse tipo de informação pode ser adquirido através de uma abordagem citada pelo pesquisador no início do vídeo. Qual é essa abordagem?
a) Previsão do modo de ligação e os detalhes do reconhecimento entre as proteínas virais.
b) Análise e comparação de sequências de nucleotídeos.
c) Análise da função das proteínas produzidas pelos vírus.
d) Construção de um banco de dados contendo diferentes tipos de informações sobre os vírus.
e) Análise da estrutura tridimensional das proteínas virais.
Gabarito
Parabéns! Você acertou!
Resposta correta: Letra b. A análise de sequências virais é citada logo no início do vídeo. Essa análise permite comparar várias sequências de nucleotídeos ou aminoácidos, verificando, assim, se alguma mudança ocorreu ao longo do tempo. As outras opções também são tipos de análise em Bioinformática, porém não foram utilizadas para responder à questão biológica tratada no vídeo.
Atividade 2
1) Baseado nos conceitos expostos nesta aula, cite quais são os principais mecanismos moleculares associados ao surgimento da variabilidade genética entre os indivíduos.
Gabarito
Mutação gênica e duplicação gênica. A mutação gênica é definida como uma alteração na sequência pontual dos nucleotídeos do DNA, enquanto a duplicação gênica é definida como um processo de duplicação de um fragmento de DNA gerado por meio de recombinação ou através da movimentação de transposons.
2) A evolução das espécies pode acontecer por mecanismos convergentes ou divergentes que resultam em homologias e analogias. Baseado nisso, relacione o mecanismo de homologia e analogia com o surgimento de genes parálogos e ortólogos.
Gabarito
A homologia é uma evidência evolutiva entre as espécies que se baseia na ancestralidade comum. Dessa forma, espécies diferentes podem apresentar caracteres semelhantes devido ao compartilhamento de um ancestral comum, enquanto que na analogia o compartilhamento de caracteres semelhantes entre as espécies se deve à convergência evolutiva, e não à ancestralidade. A homologia é evidenciada pelo compartilhamento de sequências homólogas no DNA, que podem ter sido originadas após a especiação (genes ortólogos) ou após a duplicação no ancestral comum (genes parálogos).
3) A especiação é um processo evolutivo muito importante para formação de novas espécies. Descreva como esse processo ocorre:
Gabarito
A especiação é um processo evolutivo no qual novas espécies surgem a partir das modificações de uma espécie ancestral. A especiação ocorre ao longo do tempo com o acúmulo da alteração no material genético que pode ser dado por mutação ou duplicação gênica. Essas alterações genéticas independentes ocorrem após a separação da população inicial por uma barreira física ou por meio da interrupção do fluxo gênico pelo isolamento reprodutivo. Após este processo, a população inicial diverge gerando duas novas espécies.
Atividade 3
1. Pensando na importância do conceito do dogma central da Biologia Molecular, assinale a opção que retrata a relação entre tal dogma e a influência sobre a expressão gênica:
a) Segundo o dogma central da Biologia Molecular, o fluxo da informação genética pode ocorrer de forma independente em relação às moléculas envolvidas— DNA, RNA e proteínas.
b) As condições em que cada produto gênico é produzido não impacta no conhecimento sobre determinado organismo.
c) Existem diversos passos após a produção do RNA nos quais a expressão gênica pode ser regulada.
d) De acordo com o fluxo da informação genética, cada pré-RNAm obtido será processado por uma única forma.
e) Nenhuma das respostas anteriores.
Gabarito
Parabéns! Você acertou!
Resposta correta: Letra c. Várias são as etapas após a produção do RNA em que pode haver controle da expressão gênica, por exemplo, o splicing.
2. Assinale a alternativa correta sobre a relação entre regulação da expressão gênica e o surgimento de doenças:
a) O controle transcricional está relacionado ao processamento do pré-RNAm.
b) A última etapa do processamento do pré-RNAm é chamada de splicing, onde são removidos os íntrons e unidos os éxons.
c) Erros no splicing não apresentam consequências para a obtenção de proteínas funcionais.
d) Não há relação entre erros nos processos de regulação gênica e o surgimento de doenças.
e) A última etapa do processamento do pré-DNA é chamada de splicing.
Gabarito
Parabéns! Você acertou!
Resposta correta: Letra b. A última etapa do processamento do pré-RNAm é chamada de splicing, na qual são removidos os íntrons, que são as sequências não codificantes, e unidos os éxons, denominados de sequências codificantes.
3. As técnicas modernas de sequenciamento e análise de proteínas proporcionaram a identificação e a análise de genomas completos, além dos perfis de expressão de genes sob determinada condição. Nesse contexto, é incorreto afirmar que:
a) Genômica é o nome dado a um ramo da Bioquímica ou Biologia Molecular que estuda o genoma completo de um organismo.
b) A análise do perfil global de expressão gênica é conhecida como transcriptoma.
c) A análise sistemática das proteínas presentes em determinada situação recebe o nome de Proteômica.
d) A genômica funcional é um ramo da Biologia Molecular cujo objetivo principal é entender a relação entre o genoma de um organismo e seu fenótipo.
e) Entende-se por genômica o ramo da genética que aplica a tecnologia do DNA recombinante e os métodos de sequenciamento de DNA sem utilizar a Bioinformática, para sequenciar, montar e analisar a função e a estrutura dos genomas dos diferentes organismos.
Gabarito
Parabéns! Você acertou!
Resposta correta: Letra e. A genômica é o estudo da composição, estrutura e função do material genético dos organismos por meio de recursos computacionais. Tecnologias genômicas de alto desempenho permitem a análise de milhares de genes em paralelo, integradas aos programas de melhoramento, para a compreensão das relações complexas entre variabilidade genética e diversidadefenotípica.
Atividade 4
1. Nesta aula, nós aprendemos a importância do desenho experimental para a pesquisa em Bioinformática. Baseando-se nos conhecimentos adquiridos, descreva os critérios básicos que devem ser avaliados para a confecção de um desenho experimento.
Gabarito
Gabarito sugerido:
Para realizar um desenho experimental para pesquisa em Bioinformática, é necessário primeiramente detectar uma situação-problema e criar hipóteses em relação a essa situação. O próximo passo seria identificar a população e as variáveis envolvidas. Após esse processo, inicia-se a etapa experimental que será finalizada com a análise de resultados.
2. João coletou uma amostra de tecidos proveniente de uma biópsia de um câncer de tireoide que será usado em um estudo de biologia molecular. Marque a alternativa correta sobre qual seria o local e a temperatura mais apropriada para João fazer o armazenamento deste espécime clínico.
a) Geladeira (2º a 8ºC)
b) Freezer ( -10ºC)
c) Freezer (-70ºC)
d) Freezer (-20ºC)
e) Nitrogênio líquido (-196ºC)
Gabarito
Parabéns! Você acertou!
Resposta correta: letra E
Gabarito comentado: Como na questão não foi explicitado se João usaria essa amostra para análise de DNA ou RNA, o armazenamento em nitrogênio líquido garante a preservação das duas moléculas, visto que nesta temperatura o metabolismo celular é paralisado.
3. A detecção da qualidade e da quantidade do DNA extraído de uma amostra são informações importantes de serem obtidas antes da etapa experimental, para evitar a produção de resultados não confiáveis. Sabendo da importância desse procedimento, explique as diferenças entre a espectrofotometria e a fluorimetria.
Gabarito
Gabarito sugerido:
A espectrofotometria é uma metodologia ótica realizada em um instrumento chamado espectrofotômetro no qual a quantificação das moléculas se baseia na quantificação da luz absorvida (absorbância) por ela. Já a fluorimetria é uma técnica de espectroscopia eletromagnética que analisa a luz emitida pelas moléculas fluorogênicas. O DNA e RNA são ligados a corante fluorescente e, ao serem excitados pela absorção de luz, emitem luminosidade fluorescente proporcional à concentração da amostra lida.
Atividade 5
1. A Bioinformática é considerada uma extensão da Biologia Computacional e consiste na utilização de métodos voltados ao estudo do genoma e, atualmente, pode ser dividida em três subáreas, que são:
Escolha uma:
a) Desenvolvimento de novos algoritmos, análise e interpretação de vários tipos de dados e desenvolvimento e implementação de ferramentas.
b) Desenvolvimento de genes, análise e interpretação de caracteres e desenvolvimento e implementação de dados estatísticos.
c) Desenvolvimento de softwares, máquinas e sistemas operacionais.
d) Desenvolvimento de novos anagramas, análise e interpretação de um dado apenas e desenvolvimento e implementação de caracteres.
e) Manipulação genética, desenvolvimento de bioprodutos e cultura de tecidos.
Gabarito
Infelizmente, você errou!
Resposta correta: letra D
Gabarito comentado: Bioinformática é a utilização e desenvolvimento de ferramentas computacionais para estudo e resolução de problemas biológicos. Ela pode ser definida como uma modalidade que abrange todos os aspectos de aquisição, processamento, armazenamento, distribuição, análise e interpretação da informação biológica. Através da combinação de procedimentos e técnicas da Matemática, Estatística e Ciência da Computação são elaboradas várias ferramentas que nos auxiliam a compreender o significado biológico representado nos dados genômicos. Além disso, através da criação de bancos de dados com as informações já processadas, acelera a investigação em outras áreas como a Medicina e a Biotecnologia.
2. Faça uma breve definição da Bioinformática destacando sua importância para as diversas áreas da ciência.
Gabarito
Gabarito comentado: A Bioinformática nasceu na segunda metade da década de 1990, como consequência do surgimento dos sequenciadores automáticos de DNA, a partir da grande quantidade de sequências a serem armazenadas, exigindo recursos computacionais cada vez mais eficientes. Além do armazenamento, ocorria, paralelamente, a necessidade de análise desses dados, o que tornava indispensável a utilização de plataformas computacionais eficientes para a interpretação dos resultados obtidos. Essa nova ciência envolve a união de diversas linhas de conhecimento, como a Engenharia de Softwares, a Matemática, a Estatística, a Ciência da Computação e a Biologia Molecular. A Bioinformática é importante para a análise de dados em Biologia Molecular e o desenvolvimento de programas aplicativos capazes de solucionar os mais diversos problemas encontrados durante a análise desses dados. Além da criação de bancos de dados que facilitam o acesso à grande quantidade de informação sobre sequências de nucleotídeos e aminoácidos.
3. Várias ferramentas desenvolvidas pela Bioinformática permitem o acesso e análise dos dados no GenBank. A ferramenta mais popular de comparação de sequências de DNA com os bancos de dados genômicos é o BLAST ou Basic Local Alignment Search Tool. Caracterize a ferramenta BLAST.
Gabarito
Gabarito comentado: BLAST é uma ferramenta que compara sequências de DNA ou aminoácidos com um banco de dados de sequências de DNA e/ou aminoácidos, não procura conduzir uma comparação da extensão total das moléculas comparadas, mas apenas identificar, no banco de dados, a presença de uma sequência suficientemente parecida com a pesquisada.