Resolução (“gabarito”) da Primeira avaliação de Genética Molecular

1) (1,0 pontos) Que propriedades da estrutura do DNA são importantes para a conservação da informação genética? Justifique

Há muitas propriedades estruturais que são importantes, então aceitaremos  as respostas que tenha pelo menos três das opções abaixo, ou ainda outra que não lembramos nesta resolução...mas que seja pertinente.

·         Interior da fita dupla hidrofóbico: evita o acesso de moléculas que poderiam danificar as bases, inclusive a própria água (por hidrólise)

·         Exterior rico em fosfatos (carga elétrica, exterior hidrofílico): garante alta solubilidade da molécula, elevada solvatação, permitindo, entre outras coisas, que o DNA gire livremente nos processos de duplicação, quase sem atrito.

·         Fitas complementares: duplicação da informação, ponto a ponto, permitindo correções de erros numa fita pela informação íntegra da outra.

·         Bases complementares de natureza química distinta: pareando sempre uma purina com uma pirimidina tem-se a vantagem de que um agente químico que afeta uma, raramente afeta também a outra, levando à conservação ao menos da base de uma das fitas.

·         Fendas  longitudinais: permitem às moléculas ligadoras de DNA que encontrem o sítio específico de ligação sem necessidade de abrir o DNA,

·         Pontes de hidrogênio entre as fitas: em grande número, dão muita estabilidade à molécula e permitem uma renaturação rápida. Numa escala de poucas centenas de base, permitem que se abra o DNA sem a necessidade de ações enzimáticas que poderiam danificar as bases.

Há certamente outras, que não comentamos, mas que, se aparecerem, serão consideradas.

2) (0,5 pontos) Os experimentos de Avery e cols e de Griffith empregaram a mesma bactéria para inferir que o DNA era o mensageiro da informação genética. Mas suas metodologias eram muito diferentes. Indique qual  item não corresponde à metodologia de Avery e cols;

a) o uso de DNAse

b) a purificação do DNA

c) a morfologia de colônias

d) a infecção de camundongos

d) o uso de RNAse

Os experimentos de Avery e cols, da década de 40, foram feitos com bactérias cultivadas em placas de Petri. A morfologia das colônias era a forma de inferir se houve transformação ou não. Não havia camundongo algum no experimento.

3) (0,5 pontos) Porque são formados os fragmentos de Okazaki?

Porque não existe DNA polimerase que possa sintetizar uma nova fita no sentido 3´-5 e porque as fitas de DNA são antiparalelas.

É a associação destas duas características que obriga a síntese de pequenos fragmentos de DNA num dos lados da forquilha de replicação. Qualquer coisa a mais que a resposta acima é “enrolação”...

4) (1,0 pontos) O que distingue, do ponto de vista funcional, um promotor bacteriano típico de um promotor eucarioto?

O promotor bacteriano está sempre acessível à RNA polimerase, portanto sempre “visível”, “aberto”, a menos que um repressor impeça a ligação. O promotor eucarioto, ao contrário, está quase sempre “invisível”, a RNA polimerase só se liga a ele se antes os fatores de iniciação da transcrição se ligarem ao promotor.

Nesta questão não foi perguntado nada sobre estrutura.

5) (0,5 pontos) Para a formação de um grampo determinação, para a determinação do sítio de ligação de repressores no operador e para muitas outras funções as bactérias e mesmo os eucariotos usam uma sequência no DNA que tem uma característica bem marcante. Qual dos itens abaixo a descreve melhor?

a) uma sequência com duas caixas de consenso distintas

b) uma sequência contendo duas regiões conservadas repetidas em tandem (isto é, uma após a outra)

c) uma sequência cuja fita simples num sentido é idêntica à fita simples no outro, conhecida como palíndromo.

d) uma sequência que permite a ligação  de fatores de iniciação da transcrição, não importando qual sua sequência exata de bases.

e) uma sequência contendo um trecho que aparece repetido, mas invertido, separado do inicial por algumas bases.

Esta é a opção que melhor descreve uma sequência diádica, que não é um palíndromo, porque tem um trecho intermediário que não guarda homologia com os trechos flanqueadores.

6) (0,5 pontos) Por que os aminoácidos mais frequentes tem mais códons sinônimos?

Para evitar a incidência maior de mutações neles.

Qualquer outra coisa é “enrolação”.

7) (1,0pontos)  O que ocorre com a proteína sintetizada se no meio da ORF de seu gene (supondo ausência de introns) retiramos uma base? Justifique sua resposta.

A metade inicial da proteína será composta da sequência de aminoácidos normal e a outra metade será inteiramente anormal, devido à mudança do quadro de leitura.

8)  (0,5 pontos) Porque o splicing pode aumentar o proteoma sem expandir simultaneamente o genoma?

a) porque ele permite a clivagem alternativa de proteínas após sua síntese

b) porque ele permite que exons sejam selecionados na forma final do mRNA

c) porque ele permite que o DNA seja rearranjado no nível das células somáticas.

d) porque  ele gera sítios alternativos de início da transcrição no genoma

e) porque  ele gera sítios alternativos de início da tradução no transcriptoma

Esta é a melhor opção; o splicing tem formas alternativas e pode gerar além de mRNAs com diferentes exons, vários outros rearranjos da sequência primária de RNA. Por outro lado, as demais opções são falsas.

9) (1,0 ponto) Em relação ao operon lac, descreva (fornecendo detalhes) como a bactéria modulara a expressão do RNA policistrônico nas três situações abaixo, considerando a presença ou não de açúcares no meio: a) glicose presente, lactose ausente; b) glicose e lactose presentes; c) sem glicose, com lactose.

Aguardamos um gabarito do Prof. Kido

10) (1,0) Explique de forma curta o que é atenuação (que aparece no operon tryp) e porque ela existe. Não detalhe o mecanismo molecular, mas deixa claro a generalidade dele.

Idem

11) (1,0 ponto) O que aconteceria se uma célula fosse invadida por um vírus de RNA fita dupla, se ela tivesse as enzimas para a interferência de RNA, mas também tivesse um gene essencial contendo uma sequência com um trecho idêntico a um trecho  do genoma viral? Justifique sua resposta (obs.: gene essencial é aquele que, se inativado, leva à morte da célula)

A célula morreria. Porque alguns dos fragmentos gerados pela Dicer poderiam levar à clivagem do mRNA do gene essencial, já que haveria identidade de sequências.

Não há porque especular como esta clivagem seria feita: poderia ser pela Argonauta, mas também pelo pareamento de trechos fita simples de 21 bases, provenientes da ação da Dicer, ressíntese de RNA pelas RNA polimerses celulares e recorte pela Dicer.

12) (1,0 ponto) Numa visão abrangente da regulação gênica em eucariotos, temos mecanismos que são claramente ajustados pela evolução (como a força dos promotores, nos procariotos) e outros que respondem às condições cambiáveis do ambiente ou às necessidades momentâneas da célula. Faça um esquema onde ao menos 5 destes mecanismos seja brevemente descritos.

Qualquer um dos vários mecanismos descritos na aula resumo de controle da expressão gênica em eucariotos. Mas não aceitaremos nada com procariotos.

13) (0,5 pontos) No diagrama original do fluxo da informação gênica, Watson e Crick postularem que ele ia do DNA até a proteína. Onde este sentido foi violado? Onde não foi? Porque você acha que não aconteceu uma segunda violação?

O sentido do fluxo original proposto do DNA para o RNA foi “violado” pela transcriptase reversa. O sentido do fluxo de RNA para proteína ainda não foi “violado”, isto é, não existe uma enzima ou complexo enzimático que faça RNA a partir de proteínas. Porque isso não ocorre? Podemos especular várias coisas e a resposta é quase filosófica. Duas das argumentações mais importantes são:

·         Sendo o código genético degenerado, a enzima não saberia qual dos possíveis códons escolher quando encontrasse um aminoácido que pode ser codificado por mais de um códon.

·         A geração de RNA a partir de informação em proteína levaria a um rápido embaralhamento de toda a informação genética de uma cadeia trófica, pois o alimento sempre contém proteínas de outros organismos, isso sem contar com parasitas e outros patógenos, que também contribuiriam para o “pool” genético de um indivíduo. Não haveria mais espécies e os indivíduos seria de fato “o que eles comem”.