Referentes às aulas de segunda feira, 11 de maio e quarta feira 13 de maio de 2015.
1. No diagrama de fluxo da informação genética, como
proposto por Watson e Crick, a informação é mantida no nível do DNA e é
transmitida pelo RNA até a formação da proteína. Assim, só haveria um sentido
neste fluxo: do DNA para a proteína. Entretanto, Howard Temin e David Baltimore
mostraram independentemente que havia ao menos em alguns casos uma inversão
deste fluxo. Qual é ela e em que casos acontece?
R.: a TRANSCRIÇÃO REVERSA, na qual o RNA é
copiado numa fita única de DNA. Os pesquisadores mencionados mostraram que isso
ocorre nos retrovírus, mas depois se viu que muitos eucariotos tem uma
transcriptase reversa, inclusive os mamíferos.
2. Existe outra forma de conservar a informação genética que
não seja a replicação de DNA? Se sim, em que casos isso acontece?
R.: A informação pode ser mantida no
nível do RNA. Isso ocorre apenas em alguns vírus, até hoje.
3. A doença da vaca louca é um caso de replicação de
proteína? Argumente.
R.: Não é um caso de replicação,
como a dos ácidos nucleicos. De fato, um príon mutante (o que dá a doença da
vaca louca ou encefalite espongiforme bovina) é capaz de produzir outra
molécula idêntica (uma proteína), mas para isso precisa ter um príon normal
para poder editar (isto é, mudar os aminoácidos). Então, este é um caso de
edição de aminoácidos, algo muito incomum na natureza, mas não exclusivo dos
príons.
4. Porque se diz que as fitas de um DNA são antiparalelas?
R.: Por causa do sentido bioquímico
imposto pelas ligações fosfodiéster, gerando uma extremidade 5´ contendo um
fosfato, e outra 3´ contendo uma hidroxila, na qual (e somente nela) podem ser
adicionados novos nucleotídeos. As duas fitas pareiam entre si em sentidos
opostos e daí a denominação - “anti-paralela”.
5. Por que se diz que a replicação do DNA é semi-conservativa?
Que experimento provou isso?
R.: Por que uma fita velha
(original) fica pareada com uma fita nova. O experimento que provou isso
marcava as duas fitas velhas com carbono 14 e depois acompanhava o peso das
fitas duplas resultantes, à medida que iam incorporando o isótopo não
radioativo (carbono 13). Este exprimento
foi feito por Meselson e Stahl em 1958 (5 anos depois da elucidação da
estrutura do DNA por Watson e Crick)
6. O que é a forquilha de replicação?
R.: É o trecho do DNA fita dupla onde
se aloja o replicossomo e, portanto, onde a replicação avança para dentro da
fita dupla original.
7. Como é possível que duas DNA polimerases trabalhem unidas
no replicossomo se as fitas de DNA são anti-paralelas?
R.: De fato as duas DNA polimerases (III
ou alfa, dependendo se for um procarioto ou um eucarioto) estão unidas, mas uma
delas se liga à fita de DNA molde 3´-5´ e produz uma fita descontinuamente
enquanto a outra se liga a uma longa alça formada pelas fita molde 5´-3´ que,
por causa desta alça, acaba se encaixando na DNA polimerase no mesmo sentido da
outra fita molde. Esta alça implica que a replicação desta segunda fita será
descontínua, isto é, tanto será interrompida periodicamente como os fragmentos
de DNA fita simples novos não aparecerão imediatamente ligados uns aos outros.
8. O que são fragmentos de Okasaki
R.: São os fragmentos de DNA fita
simples recém sintetizados a partir da fita molde que, na forquilha de
replicação, aparece no sentido 5´-3´.
9. De que necessitam as DNA polimerases para agir?
R.: a) Um DNA fita simples para ser
empregado como molde, b) um pequeno trecho fita dupla neste molde (pode ser
DNA-DNA ou DNA-RNA), que vai oferecer a extremidade 3´-OH para a colocação do
primeiro novo nucleotídeo, c) precursores de nucleotídeos trifosfatados e d) pH
e sais (sobretudo Mg++)
10. Por que a DNA polimerase não consegue replicar a
extremidade de uma fita dupla de DNA?
R.: Porque uma das fitas molde (a de
sentido 3´-5´) determinará a colocação de um primer de RNA na extremidade da
fita, mas ao ser retirado impossibilita o preenchimento do espaço por bases de
DNA porque não há outra hidroxila 3´ disponível.
11. Qual a função enzimática de uma telomerase?
R.: A de uma transcriptase reversa.
Entretanto, a telomerase só transcreve poucas bases do RNA que faz parte de sua
estrutura (nos mamíferos, seis bases).
12. Qual a sequência de bases de um telômero humano? Há
diferenças entre ele e os de outros mamíferos?
R.: TTAGGG. A sequência é conservada
entre todos os vertebrados! Abaixo uma tabela que mostra alguns dos telômeros
em vários grupos de seres vivos. Observe que as bactérias (Monera) não têm telômeros
listados: é porque não precisam, uma vez que o DNA fitadupla do genoma (e dos
plasmídeos) é circular.
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Algumas sequência de nucleotídeos
conhecidas para telômeros (Fonte: Wikipédia)
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Grupo
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Organismo
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Repetição telomérica (5'- 3')
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TTAGGG
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TTAGGG
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Micetozoários
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TTAGGG
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AG(1-8)
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Kinetoplastídeos
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TTAGGG
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Ciliados
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TTGGGG
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TTGGG(T/G)
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TTTTGGGG
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Apicomplexos
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TTAGGG(T/C)
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TTTAGGG
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TTTTAGGG
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TTAGG
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Nematelmintos
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TTAGGC
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TTAC(A)(C)G(1-8)
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TGTGGGTGTGGTG (from RNA template)
or G(2-3)(TG)(1-6)T (consensus)
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TCTGGGTG
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GGGGTCTGGGTGCTG
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GGTGTACGGATGTCTAACTTCTT
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GGTGTA[C/A]GGATGTCACGATCATT
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GGTGTACGGATGCAGACTCGCTT
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GGTGTAC
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GGTGTACGGATTTGATTAGTTATGT
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GGTGTACGGATTTGATTAGGTATGT
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13. Qual a função do tRNA, do mRNA e do rRNA?
R.: A) O tRNA (RNA de transferência
ou de RNA transportador) traz o aminoácido ligado a ele para a cavidade A do
ribossomo e se liga ao mRNA através de seu anticodon. O tRNA também mantém
transientemente a cadeia nascente de aminoácidos na cavidade P e a transfere
para outro tRNA entrante na cavidade A no processo de síntese proteica. B) O
mRNA transporta a informação genética para a síntese proteica do DNA no núcleo
para os ribossomos no citoplasma. C) os rRNA (RNAs ribossomais) vão formar,
junto com dezenas de proteínas, as duas subunidades do ribossomo.
14. No processo de transcrição em que sentido é lido o DNA
molde e em que sentido é produzido o RNA?
R.: A fita simples do DNA molde é
lida no sentido 3´-5´ pela RNA polimerase e o RNA é sintetizado no sentido
oposto.
15. Onde começa o processo de transcrição no DNA?
R.: No promotor
16. Onde termina o processo de transcrição do DNA?
R.: No terminador.
17. Quais as características de um promotor bacteriano (de
E. coli)?
R.: O promotor tem duas caixas de
consenso, compostas por cerca de seis pares de bases, separadas por
aproximadamente 20 pares de bases (duas voltas de DNA). A caixa TATA é rica em
A e T e está na posição -10 (a base +1 no DNA corresponde à primeira base
transcrita em RNA) e a caixa -35 é rica em G e C e está na posição -35. A
sequência entre as caixas de consenso pode variar, mas não pode ser encurtada
nem aumentada.
18. Quais as características de um terminador bacteriano (de
E. coli)?
R.: Duas sequências idênticas, mas
invertidas no DNA, seguidas de um poliA na fita “sense”. A consequência deste
arranjo de bases é que, no RNA transcrito, forma-se um grampo, seguido de um
poliU.
19. O que é o processo de splicing?
R.: A retirada de introns (e algumas
vezes de exons entre dois ou mais introns) do transcrito primário de RNA, no
processo de maturação do mRNA.
20. Como é possível a partir de um único gene gerar várias
proteínas?
R.: A resposta deve incluir um
desenho explicativo.
https://www.youtube.com/watch?v=27TxKoFU2Nw
– Esta animação mostra as duas DNA polimerases (III ou alfa) trabalhando no
mesmo sentido, isto é, entrando na forquilha de replicação, mas esclarece como
uma pode ler uma fita molde que está no sentido oposto à que a outra DNA
polimerase está lendo. A animação começa com a estrutura do DNA e segue mostrando
a replicação da fita descontínua, com a formação dos fragmentos de Okazaki.