Exercícios genética - DNA e RNA

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UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA - UnB 
INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS - IB 
DEPARTAMENTO DE GENÉTICA E MORFOLOGIA - GEM 
DISCIPLINA: Genética e Biologia Molecular 
 
Nome/Matrícula: Maria Eduarda Oliveira Prado 190135107 
 
Questionário para casa l 
 
1. Liste as três principais diferenças entre o DNA e o RNA e cite três características que tornam 
molécula de DNA uma substância hereditária. 
DNA: RNA: 
Bases: Citosina, Timina, Adenina e Guanina Bases: Citosina, Uracila, Adenina e Guanina 
Forma estrutural: Fita dupla Forma estrutural: Fita simples (em sua maioria) 
Açúcar: Desoxirribose Açúcar: Ribose 
 Características que tornam a molécula de DNA uma substância hereditária: 
* Armazena informações genéticas; 
* Expressa informações genéticas; 
* Se auto replica. 
As duas primeiras características são passadas à prole pela divisão celular, por isso pode ser considerada 
uma substância hereditária. 
2. Explique como ocorre a síntese do DNA. Para isso, inclua as seguintes palavras, grifando-as no 
seu texto: replicação semiconservativa; origem de replicação; bolhas de replicação; forquilhas de 
replicação; síntese bidirecional; fragmentos de okazaki; primase; primer; DNA polimerase; 
atividade exonuclease 5’-3’; ligase; helicase; topoisomerase. 
Resposta: A replicação é um processo que ocorre antes da divisão celular (fase S da interfase), nele é 
onde ocorre a duplicação do material genético para posteriormente ser analisado, é uma cópia 
denominada replicação semiconservativa devido ao resultado desse processo onde temos 2 fitas de 
DNA que possui uma fita nova e outra parental. A origem da replicação se dá através de locais 
específicos e é formada por grupos de nucleotídeos específicos. A quantidade de origem de replicação 
pode variar dependendo da espécie. 
A partir do momento em que ocorre o desenrolamento e a separação das fitas de DNA, vão formando-
se bolhas de replicação (pode ocorrer em vários pontos da molécula) e as extremidades dessas bolhas 
são chamadas de forquilha de replicação, também chamada de origem de replicação e ponto de 
crescimento, onde ocorre a abertura da fita para que ocorra a polimerização da fita nova. 
Todo esse processo de síntese ocorre de forma bidirecional, ou seja, ocorre nas duas extremidades das 
fitas. Em cada uma das fitas (contínua 5’-3’e descontínua 3’-5’) a replicação vai ocorrer de forma 
diferente tendo em vista a orientação em que a replicação deve ocorrer (sentido 5’ – 3’ da fita que está 
sendo criada e não da fita molde). O processo de desenrolamento da molécula de DNA se dá pela 
proteína helicase, que separa as 2 fitas quebrando as pontes de hidrogênio e da topoisomerase (DNA-
girase) que ajuda a diminuir a tensão entre as fitas quebrando as ligações fosfodiester reversivelmente. 
Com a separação das fitas a replicação já pode começar, para isso, é necessário que exista uma 
sinalização de onde tem ela tem que começar. Portanto, os primers vão se “posicionar” para sinalizar a 
DNA polimerase a sintetizar as novas fitas de DNA. Na fita descontínua, em decorrência do sentido da 
fita, a replicação deve ocorrer por fragmentos. Assim que um pedaço da fita é separado do outro, um 
fragmento é replicado, a isso chamamos de fragmentos de okazaki. A identificação de onde vão se 
formar os fragmentos de okazaki só é possível porque existe uma enzima primase que atrai nucleotídeos 
de RNA complementares para formar uma pequena sequência de RNA denominada iniciador de RNA, 
desencadeador ou primer. Ao contrário da fita descontínua ao decorrer da ação da helicase, que separa 
as 2 fitas quebrando as ligações de hidrogênio, a fita já vai sendo sintetizada. Mas para que isso aconteça 
ela também precisa dessa orientação. 
Em sequência, os primers devem ser removidos dos fragmentos de okazaki através da atividade 
exonuclease e estes devem ser ligados covalentemente para que a replicação seja eficaz. Isso ocorre 
através da ação da enzima ligase. Assim como a exonuclease 5’-3’ também atua onde a exonuclease 3’-
5’ falha, ele reconhece um nucleotídeo não-pareado e cliva até 10 resíduos simultaneamente para 
completar a polimerização (sistema de reparo). 
3. Qual das seguintes fitas de DNA (superior ou inferior) serviria como molde para a transcrição 
de RNA se a molécula de DNA se desenrolasse na direção indicada pela seta? 
 
Resposta: A fita que serviria de molde seria a fita inferior (3’-5’) tendo em vista o sentido de 
abertura. Levando em consideração a compatibilidade energética da polimerização no sentido 5’-3’, 
não seria possível ter como molde a molécula superior. 
4. Considere a seguinte fita molde de DNA: 
 
(a) Utilizando o código genético (presente em qualquer um dos livros de genética 
disponibilizados), complete a sequência do DNA apresentado. 
Resposta: DNA 3’ ATAT TAC TTC ACA TGC ACT 5’ 
 
(b) Complete a sequência de aminoácidos codificada pela fita de DNA. 
Resposta: Metionina-Lisina-Cisteina-Treonina-stop códon 
 
(c) Qual seria o efeito na proteína se o nucleotídeo C do DNA fosse substituído pelo G na base 
10 (número em vermelho)? 
Resposta: A substituição do nucleotídeo C pelo G faria com que o aminoácido que antes seria 
a Lisina iria passar a ser a Asparagina, o que poderia resultar em uma proteína com problemas 
funcionado, visto que, sua estrutura foi modificada a sua função também será. 
 
5. Explique de que maneira o aumento e a diminuição da concentração de glicose influenciam na 
transcrição gênica do óperon lac. 
Glicose variando: 
Em um ambiente com alta concentração de glicose a produção de cAMP é inibida e vice-versa. Logo, 
quando há pouca glicose, a proteína ativadora catabólica se ativa potencializando o processo de 
transcrição do óperon lac. Isso é bom porque a digestão da lactose é potencializada. 
6. Sobre as mutações que ocorrem nas sequências de DNA, responda: 
(a) Diferencie mutação de polimorfismo. 
Mutação é qualquer alteração na sequência do DNA e ocorre em 1% da população e pode ter diversas 
origens: biológica, química, erros no sistema de reparo e física. 
Já o polimorfismo é quando uma variante de sequência de DNA é comum o suficiente para ser 
encontrada em mais de 1% de cromossomos da população geral. 
(b) Diferencie mutações de substituições sinônimas das não sinônimas, explicando os tipos de não 
sinônimas. 
Na mutação sinônima a substituição de bases não altera a sequência de aminoácidos na cadeia 
polipeptídica. Já na mutação não sinônima a substituição altera um aminoácido na cadeia polipeptídica, 
o que pode resultar em uma proteína não funcional. 
As mutações não sinônimas são divididas em: 
Nonssense - quando a troca de bases gerou um códon de parada, interrompendo a tradução. 
Missense conservativa - quando o códon mutante produz um aminoácido quimicamente similar. 
Missense não conservativa - quando a troca de base gera um aminoácido quimicamente diferente. 
(c) Explique o que são mutações frameshift. 
É uma mutação que ocorre quando há uma alteração no quadro de leitura, quando o número de bases 
inseridas ou deletadas não equivale a um número múltiplo de 3. 
7. Explique como ocorre o processo de desaminação e o mecanismo de reparo de DNA ideal para 
a correção dessa mutação espontânea. 
A desaminação se caracteriza por ser um processo em que o aminoácido libera o seu grupo amina na 
forma de amônia e se transforma em um cetoácido correspondente. 
O mecanismo ideal de reparo para solucionar essa mutação espontânea seria o de reparo por excisão de 
base. Isso porque esse mecanismo consiste em detectar e remover certos tipos de bases que foram 
danificadas, por exemplo remover as citosinas desaminadas. Quando a base é removida, o espaço do 
esqueleto do DNA também é removidoe a lacuna é preenchida e fechada por outras enzimas.