Com base no texto sobre biologia molecular, responda: a) DESCREVA quais são as enzimas e EXPLIQUE qual a atuação destas no processo de replicação d...

b) As técnicas envolvendo enzimas de restrição, eletroforese em gel e vetores de clonagem são amplamente utilizadas na biologia molecular e genética. As enzimas de restrição são produzidas por bactérias e são capazes de cortar o DNA em locais específicos, gerando fragmentos com extremidades coesivas (também chamadas de sticky ends) que podem ser ligados a outros fragmentos de DNA com extremidades complementares. A eletroforese em gel é uma técnica utilizada para separar moléculas de DNA por tamanho e carga elétrica, permitindo a análise e purificação de fragmentos específicos. Os vetores de clonagem são moléculas de DNA utilizadas para transportar fragmentos de DNA para dentro de células, geralmente bactérias, onde esses fragmentos podem ser replicados e estudados.

A importância dessas ferramentas está na possibilidade de manipulação do DNA, permitindo a clonagem de genes, a produção de proteínas recombinantes e a análise de sequências de DNA. A origem dessas ferramentas está na descoberta das enzimas de restrição em bactérias, na década de 1960, e no desenvolvimento posterior de técnicas para manipulação do DNA.

O mecanismo de ação das enzimas de restrição envolve o reconhecimento de sequências específicas de DNA e a clivagem das duas fitas em pontos específicos, gerando fragmentos com extremidades coesivas. A eletroforese em gel utiliza uma matriz de gel de agarose ou poliacrilamida para separar fragmentos de DNA por tamanho, que são visualizados após coração com brometo de etídio. Os vetores de clonagem podem ser plasmídeos, cosmídeos ou bacteriófagos, e são utilizados para transportar fragmentos de DNA para dentro de células, onde eles podem ser replicados e estudados.

Explicação:

a) O processo de replicação do DNA (Ácido Desoxirribonucleico) envolve as enzimas:

- DNA polimerase (DNApol): esta enzima é essencial para adicionar os nucleotídeos complementares nas fitas, com replicação que amplia a nova cadeia, adicionando as bases nitrogenadas adenina, citosina, guanina e timina. Para isso, necessita que uma pequena sequência de nucleotídeos seja adicionada às fitas modelos, o que é feito pela primase;

- primase: é a enzima responsável pela síntese de uma porção do RNA (Ácido Ribonucleico) chamada de primer, que são gerados e vão se unindo para iniciar a síntese do DNA;

- helicase: é necessária para a separação das fitas e leitura dos nucleotídeos, tendo como função quebrar, gradualmente, as ligações de hidrogênio que ligam cada uma das fitas de DNA, à medida que o DNA polimerase acresce os nucleotídeos.

- topoisomerase: associa-se à helicase para diminuir a tensão e impedir o superenrolamento do DNA. 

b) As técnicas que envolvem enzimas de restrição, eletroforese em gel e vetores de clonagem são largamente utilizadas na biologia molecular e genética. A origem dessas ferramentas está na descoberta das enzimas de restrição em bactérias, na década de 1960, além do desenvolvimento posterior de técnicas para manipulação do DNA.

As enzimas de restrição são produzidas por bactérias. O mecanismo de ação das enzimas de restrição envolve o reconhecimento de sequências específicas de DNA e a clivagem das duas fitas em pontos específicos, gerando fragmentos com extremidades coesivas, que podem ser ligados a outros fragmentos de DNA com extremidades complementares.

A eletroforese em gel é uma técnica utilizada para separar moléculas de DNA por tamanho e carga elétrica, permitindo a análise e purificação de fragmentos específicos. Utiliza uma matriz de gel de agarose ou poliacrilamida para separar fragmentos de DNA, que são visualizados após coração com brometo de etídio, que agem intercalando as bases de DNA e floresce em laranja, quando exposto a luz ultravioleta. Como o DNA contém o fosfato na constituição dos nucleotídeos e este carrega carga negativa, os fragmentos não separados apenas com base no tamanho, já que todos irão em direção a carga positiva.

Os vetores de clonagem são moléculas de DNA utilizadas para transportar fragmentos de DNA para dentro de células, geralmente bactérias, onde esses fragmentos podem ser replicados e estudados. Podem ser plasmídeos, cosmídeos ou bacteriófagos. Os vetores de clonagem oferecem várias alternativas de estudo, dependendo do objeto do pesquisador, que pode variar entre a identificação da sequência dos nucleotídeos do DNA de interesse, a observação da expressão gene cá para purificação de proteínas, os efeitos da mutação ou a criação de vários tipos de alterações genética

A importância dessas ferramentas consiste na possibilidade de manipulação do DNA, o que permite clonagem de genes, produção de proteínas recombinantes e análise de sequências de DNA, com possibilidades de serem utilizadas para a produção de componentes importantes e que envolvem a resolução de problemas de saúde, a complementação de produtos comerciais, o entendimento do funcionamento humano, além de facilitarem a detecção de várias doenças..

REFERÊNCIAS

LUCENA, Ana Luisa Monezi. Biologia molecular e forense. Maringá-PR: Unicesumar, 2021.