Estudo dirigido dias 27 e 29 de abril de 2015

P: Como está delimitado  o citosol?

R: Entre a membrana nuclear e a membrana citoplasmática

P: Qual o pH do citosol?

R: Em geral próximo a 7,2 (pH neutro)

P: O que são inclusões citoplasmáticas (ou citosólicas)?

R: Macromoléculas densamente acumuladas no citosol, de forma em geral temporária, que são detectadas ao microscópio e não contém membranas. São constituídas de carboidratos, proteínas, lipídios ou pigmentos.

P. De que são formados os glicossomos?

R: Grânulos de glicogênio

P. Para que servem os grânulos de glicogênio? Que enzimas os degradam para que a célula os use?

R. São depósitos de energia para a célula. O glicogênio hepático mantém estáveis os níveis de glicose no sangue e nos tecidos.  O glicogênio muscular, ao contrário, permanece na célula e é usado em condições de manda rápida de energia (na corrida dos mamíferos, por exemplo). Neste caso, o glicogênio é quebrado em moléculas de glicose-1-fosfato por uma fosfatase.  A glicose-1-fosfato entra imediatamente no metabolismo da glicose para produção de energia.

P. Que colorações são empregadas para evidenciar a presença de glicogênio em tecidos?

R. Tricrômio de Gomori e PAS (Ácido periódico-Schiff)

P. Que células apresentam em geral gotículas de gordura?

R. Hepatócitos

P. Que característica marcante tem o macrófago de um paciente com doença de Gaucher? Que protozoose  pode ser confundida com ela (quando se examinam os macrófagos e com base na clínica do paciente)?

R. Macrófagos com volume aumentando e muitas inclusões pequenas e esféricas ou oblongas. A doença de Gaucher pode ser confundida com leishmaniose visceral humana.

P. O que são pigmentos?

R. São substâncias de cor própria  que se elaboram na célula ou que vêm do exterior

P. Cite três exemplos de pigmentos em células de mamíferos ou aves.

R. Lipofuscina (de cor marrom, constituída de fosfolipídios combinados com proteínas que se acumulam em células  como os neurônios e as células musculares cardíacas)

Uma lista da qual provavelmente extrairão as respostas (terão que selecionar o que é de mamíferos ou aves...):

1. Baseados em Heme/Porfirina[editar | editar código-fonte]

Clorofila (verde)

Bilirrubina  (amarelo ou verde jade=-amarelo limão)

Hemocianina (azul)

Hemoglobina (vermelho-amarronzado)

2. Emissores de luz

Luciferina  (verde-claro)

3. Lipocromos

Carotenóides (alaranjado)

Alfa- e beta-caroteno (laranja)

Cianinas (rosas vermelhas)

Antocianina (vermelho intenso)

Licopeno (vermelho predominante)

Rodopsina (azul cor do céu)

Xantofilas (amarelada)

Cantaxantina (vermelha)

Zeaxantina (amarelo cor do milho)

Luteína (amarelo)

4. Fotossintético

Ficobilina (verde-escuro)

Ficocianina (azulada)

5. Outros[Hematocromo marrom

Melanina (preta)

Ftalocianina (violeta)

Ureia (rosa bebê)

Psitacofulvinas (vários cores vivas dos papagaios e canários)

P. Cristais de proteínas aparecem também no citosol. Examine a bactéria inseticida Bacillus thuringiensis e relacione sua inclusão citoplasmática à sua forma e atividade.

R. Uma proteína inseticida (genericamente chamada CRY) se acumula em grande quantidade no citoplasma da bactéria, formando um grande cristal.

P. Cite exemplos de cristais citoplasmáticos e, quando possível, diga sua função

R. (a) O cristal de proteínas CRY em Bacillus. Função inseticida. (b) os cristais paramagnéticos  em bactérias e em células no cérebro de aves e insetos. Função de orientação magnética. (c) Outros aparecerão, mas provavelmente seu uma função clara.

P. Que moléculas compõem os ribossomos e para que servem?

R. São formados de proteínas e RNA e responsáveis pela maior parte da síntese proteica.

P. O que diferencia os ribossomos procariotos dos eucariotos?

R. As duas subunidades têm mais proteínas nos eucariotos do que nos procariotos, e seus RNAs  são maiores. Na subunidade maior dos procariotos há dois RNAs e na dos eucariotos, 3.

P. Quantas proteínas e RNAs (diga seu “tamanho” em unidades de sedimentação Svedberg) formam cada uma das subunidades do ribossomo eucarioto?

R. Subunidade menor:  33 proteínas e o RNA 18S. Subunidade maior: 50 proteínas e os RNAS 28S, 5,8S e 5S.

P. O que acontece nos sítios A, P e E dos ribossomos?

R. Os tRNAs entram no sítio (ou cavidade) A trazendo os aminoácidos. O peptídeo nascente que estava no sítio P, ligado a um tRNA, é cortado a adicionado ao aminoácido que entrou no sítio A. O ribossomo desliza no sentido P-A, provocando a saída de um tRNA descarregado (sem aminoácido)  do sítio E, a entrada de um novo tRNA descarregado, a ocupação do sítio P pelo peptídeo nascente e a vacância do sítio A. (Este assunto será visto em detalhe mais adiante na disciplina).

P. O que são polissomas?

R. Vários ribossomos associados a um único mRNA

P. As proteínas de membrana são feitas por ribossomos livres no citoplasma?

R. Não. Os primeiros aminoácidos do peptídeo nascente ligam o ribossomo à membrana do retículo endoplasmático e a síntese é feita para o interior dele (síntese vetorial).

P. O que são chaperonas e para que servem.

R. São proteínas que acompanham outras proteínas e têm múltiplas funções, inclusive dobramento/desdobramento de proteínas, transporte através de membranas e regulação gênica

Perguntas e respostas da primeira atividade de estudo em grupo (Seres vivos, estrutura básica)

1) O que diferencia os eucariotos dos procariotos?

Apenas os eucariotos têm um núcleo definido, nos procariotos o cromossomo não é contornado por membrana. É comum que as respostas também falem de organelas, que não existem nas bactérias. Esta diferença é menos importante e não é a razão pela qual os organismos têm os nomes procarioto (pro karyon – antes do núcleo) e eucarioto (eu karyon – núcleo verdadeiro).

2) Além desta diferença, que organelas e estruturas são comuns a quase todos os eucariotos e não existem em procariotos? Liste pelo menos 8.

Não vale o núcleo, que já foi citado antes. Então a resposta pode incluir:

Mitocôndria

Peroxissomos

Endossomos

Golgi

Retículo endoplasmático

Microtúbulos e microfilamentos

Nucléolo

Cloroplasto e glioxissomos são exclusivas de plantas

3) Numa árvore filogenética dos seres vivos a mitocôndria e o cloroplasto aparecem junto com as eubactérias. Por que será que isso acontece?

As duas organelas parecem ter tido origem numa simbiose muito antiga entre eubactérias e os primeiros eucariotos, daí a relação filogenética.

4) É muito comum o uso de um corante chamado Gram para caracterizar bactérias. Este corante as divide em Gram positivas e Gram negativas. Faça um desenho da parede celular de uma bactéria Gram-negativa, aponte as principais estruturas e diga por que ela não se cora com o corante de Gram.

A parede celular das bactérias Gram-negativas é composta de três camadas: a mais externa é uma bicamada lipídica contendo proteínas e outros compostos, conhecida como membrana externa. A segunda, abaixo dela, é uma camada de peptidoglicano, um composto contendo polímeros de açúcares ligados entre si por pequenos peptídeos. A terceira camada, mais interna, é a bicamada lipídica da membrana plasmática. O corante não tem acesso ao peptidoglicano por causa da membrana externa e a bactéria não se cora.

Uma figura que ilustre as três camadas e denomine cada uma delas é o suficiente. Não é preciso mencionar as porinas e outras moléculas, pois não são relevantes na questão da coloração.

5) O material genético dos vírus não está dentro de uma membrana, mas sim de uma estrutura denominada capsídeo. Explique brevemente como os capsômeros formam os capsídeos.

Cada capsômero deve se associar individualmente ao material genético (seja ele DNA ou RNA) e em seguida associar-se ao próximo capsômero, que vai se ligar logo adiante na fita de ácido nucleico. Este processo permite o gradual empacotamento do material genético dentro do capsídeo, que vai se formando pela associação dos capsômeros ao ácido nucleico.

6) Por que é geralmente admitido que os eucariotos derivaram das bactérias? (dica: código genético, ribossomos)

Há várias razões, que se complementam e devem ser citadas juntas:

a) na gênese da vida, é mais provável que tenham surgido primeiro as bactérias, mais simples, e destas derivaram-se  os eucariotos, mais complexos.

b) o código genético (a forma como três nucleotídeos codificam um aminoácido) é conservado entre bactérias e eucariotos, sugerindo que os dois têm um parentesco forte.

c) o mecanismo de síntese proteica, embora muito complexo (envolve o mRNA que traz a informação genética, os tRNAs, que trazem os aminoácidos para os ribossomos e uma associação de proteínas e RNA, que formam as duas subunidades do ribossomo), é bem conservado entre bactérias e eucariotos.

7) Os fungos têm uma parede celular, como as bactérias Gram positivas, mas a constituição é diferente. Resuma esta diferença.

A parede celular dos fungos não contem peptidoglicano, mas celulose, quitina e N-acetilglicosamina; Também não tem uma camada de membrana externa.

8) Como se dividem os protozoários?

Sarcodina: movimento amebóide (Exs: Amoeba, Entamoeba);

Mastigophora: por flagelos (Exs: Trypanosoma, Giardia, Leishmania);

Ciliophora: usam cílios (Ex: Paramecium, ciliados anaeróbicos do rúmen)

Apicomplexa: são imóveis e parasitam animais superiores  (Ex: Eimeria, Toxoplasma).

Programa da disciplina Introdução à Biologia Molecular e Celular - Turma Regular

Dia/mês	Assunto
08/abr	Introdução à disciplina/estudo dirigido
15/abr	Origem da vida. Estrutura da célula e dos virus: visão geral. Membranas celulares
22/abr	Não haverá aulas
29/abr	Não haverá aulas
06/mai	Componentes do citosol. Núcleo, estrutura do DNA e organização dos genes e cromossomos
13/mai	Replicação e transcrição de DNA
20/mai	Tradução e código genético. Processamento de proteínas e regulação da tradução
27/mai	Primeira avaliação
03/jun	Controle da expressão gênica em procariotos
10/jun	Controle da expressão gênica em eucariotos
17/jun	Ensaios em Biologia Molecular
24/jun	Citoesqueleto
01/jul	Sistema de endomembranas
08/jul	Mitocôndria e peroxissomos
15/jul	Comunicação intracelular
22/jul	Mitose/Meiose. Apoptose
29/jul	Segunda avaliação
31/jul	Avaliações de reposição - 18:00-20: hs
05/ago	Prova final

Programa da disciplina Introdução à Biologia Molecular e Celular - Turma DP

Dia/mês	Assunto
06/abr	Origem da vida. Estrutura da célula e dos virus: visão geral.
13/abr	Membranas celulares
20/abr	Não haverá aulas
27/abr	Não haverá aulas
04/mai	Componentes do citosol. Núcleo, estrutura do DNA e organização dos genes e cromossomos
11/mai	Replicação e transcrição de DNA
18/mai	Tradução e código genético.
25/mai	Processamento de proteínas e regulação da tradução
27/mai	Primeira avaliação (Quarta 9:00-12:00)
01/jun	Controle da expressão gênica em procariotos
08/jun	Controle da expressão gênica em eucariotos
15/jun	Ensaios em Biologia Molecular
22/jun	Citoesqueleto
29/jun	Sistema de endomembranas I
06/jul	Sistema de endomembranas II
13/jul	Mitocôndria e peroxissomos
20/jul	Comunicação intracelular
27/jul	Mitose/Meiose. Apoptose
29/jul	Segunda avaliação (Quarta 9:00-12:00)
31/jul	Avaliações de reposição - 18:00-20: hs
05/ago	Prova final (Quarta 9:00-12:00)

Questões da Avaliação final, com gabarito e comentários

1) Que vantagens para os seres vivos resultam do uso de um RNA como intermediário no fluxo da expressão gênica?

Multiplicação de cópias da informação genética a ser traduzida, degradação da informação quando não é mais necessária, mobilidade e várias outras. Esta questão ninguém acertou.

2) Que problema bioquímico envolvido na replicação a forma circular do DNA evita? Que problema topológico ela cria?

O problema resolvido foi a impossibilidade da DNA polimerase replicar as extremidades lineares de DNA fita dupla, por causa da falta de atividade polimerásica 3´-5´e da inexistência de um primer na extremidade 5´. O problema criado foi a catenação das duas fitas duplas circulares novas. Quase ninguém acertou esta questão, embora ela tenha sido perguntada igualzinha na primeira avaliação.

3) Para que existem os tRNAs?

Para levar os aminoácidos para a cavidade A dos ribossomos no momento da síntese e reconhecer o códon no mRNA.

4) Há um maior número de códons para os aminoácidos mais frequentemente usados. Por que?

Para reduzir a frequência das mutações com sentido. Ninguém acertou esta questão, embora ela tenha sido perguntada igualzinha na primeira avaliação.

5) As bactérias costumam empregar operons para o controle da expressão gênica. Defina o que é um operon usando as palavras: poligênico e promotor

Operon é um conjunto de dois ou mais genes (portanto, um DNA poligênico) sob controle de um único par promotor/operador. Ninguém acertou esta questão.

6) O controle do uso de lactose em Escherichia coli é feito pela presença da própria lactose no meio. Que molécula intracelular é o receptor da lactose? Para que ela serve?

O receptor da lactose é o repressor do operon lac. Como o nome diz, o repressor impede a síntese de RNA e, portando, das enzimas necessárias à degradação da lactose. Ninguém acertou esta questão.

7) Os promotores eucariotos são invisíveis à RNA polimerase. Como, então, a transcrição de um gene pode começar neste grupo de seres vivos?

Pela ligação dos fatores de iniciação da transcrição na região do promotor. Estes fatores são proteínas.

8) Animais e plantas podem rapidamente silenciar a produção de uma proteína através de um mecanismo cujo alvo é o mRNA. Descreva o mecanismo usando as palavras: grampo de RNA, Dicer, Argonauta.

Um RNA fita dupla com uma sequência complementar a um mRNA é produzido no núcleo e transportado para o citoplasma. Lá ele é cortado pela enzima Dicer, carregado na enzima Argonauta, que vai clivar (cortar) o mRNA que é complementar ao RNA dupla fita. Ninguém acertou a questão.

9) As proteínas integrais de membrana estão “ancoradas” na bicamada lipídica, mas podem movimentar-se. Explique o que as prende na membrana e porque podem se movimentar.

Elas ficam presas à membrana porque possuem extremidades hidrofílicas mas uma parte central hidrofóbica (geralmente formada de alfa-hélices. Esta parte fica imersa o interior da bicamada lipídica e as extremidades hidrofílicas, não podendo cruzar a região hidrofóbica da bicamada, funcionam efetivamente como âncoras. A proteína pode se movimentar ao longo da membrana (no plano da membrana) porque a membrana é fluida.

10) O transporte ativo gasta energia da célula. Por que?

Porque é feito contra o gradiente de concentração. Poucos acertaram esta questão, embora ela tenha sido perguntada igualzinha na segunda avaliação.

11) Considere a figura ao lado. O que ela provavelmente representa? Por que? (lembre-se: você não deve descrever a figura, apenas responder o que está sendo perguntado).

Representa a parede celular de uma bactéria Gram negativa porque estão mostradas as duas bicamadas lipídicas e uma camada fina entre elas que sugere ser peptidoglicano. Há também proteínas na membrana externa apontadas para o exterior (as OMPs). Pouca gente  acertou esta questão, embora ela tenha sido perguntada essencialmente desta forma na segunda avaliação.

12) O que caracteriza uma célula eucariota?

A presença de núcleo. Tudo mais é supérfluo. Por incrível que pareça, pouca gente acertou integralmente acertou esta questão, embora ela tenha sido perguntada igualzinha na primeira avaliação.

13) Que tipo de indução está descrito abaixo? Por que? (lembre-se: você não deve descrever a figura, apenas responder o que está sendo perguntado).

Uma indução autócrina, porque o sinal (representado pelos pontos pretos) parece sair da célula e ser reconhecido por receptores (representados por um y redondo) na superfície da mesma célula.

14) Que tipo de sinal está descrito a seguir? Por que? “Degradação do fosfatidilinositol-4,5-bifosfato (PIP2), fosfolipídio de membrana, que gera o trifosfato de inositol (IP3) e o diacilglicerol (DAG)”.

Um segundo mensageiro. Porque tanto o DAG quanto o IP3 funcionam como segundos mensageiros em vários casos de sinalização intracelular.

15) Observe a figura ao lado. Sabendo que GAP é quebrado em P.A. e GEF, diga que tipo de receptor está representado e porque.

Um receptor enzimático (ou ligado a enzima), uma vez que as duas subunidades se agregam ao se ligarem ao indutor  e assim quebram, provavelmente através de atividade enzimáticaa, o GAP em P.A. e GEF . É irrelevante saber o que é GAP, GEF e P.A.

16) Nomeie e descreva o tipo de glicosilação que ocorre nas cisternas de Golgi

O-glicosilação de proteínas (a resposta mais fácil). Trata-se da adição de açúcares em resíduos de serina e treonina (na hidroxila destes aminoácidos).

17) Para que servem as proteínas COP e clatrina?

Para auxiliar na curvatura da membrana durante a formação de vesículas e para o revestimento destas.

18) O que diferencia um endossomo primário de um endossomo secundário?

A posição na célula, o pH interno e a capacidade de se fusionar com vesículas contendo enzimas líticas.

19) A célula elimina organelas envelhecidas pelo mecanismo de autofagia, que inclui a formação do autofagossomo. Quem fornece a membrana para a formação do autofagossomo? Como o seu conteúdo é destruído?

A origem da membrana é o R.E.L. e a digestão do conteúdo é pela fusão de enzimas hidrolíticas.

20) Quais as funções da meiose e da mitose?

Esta última questão foi anunciada repetidamente. Ainda assim teve gente que errou. As funções destes dois processos estão descritas em detalhe em qualquer livro de biologia celular.

Links úteis para a prova final

Algumas questões de sistema de endomembranas e citoesqueleto: http://genmol.blogspot.com.br/2015/02/algumas-questoes-de-sistema-de.html

Translocação de proteínas para a mitocôndria: http://genmol.blogspot.com.br/2015/02/translocacao-de-proteinas-para.html

Apoptose: http://genmol.blogspot.com.br/2015/03/apoptose.html

Exercício de Comunicação intercelular e transmissão intracelular de sinais (bloco de perguntais mais gerais): http://genmol.blogspot.com/2014/09/exercicio-de-comunicacao-intercelular-e.html

COMUNICAÇÃO INTERCELULAR E TRANSMISSÃO INTRACELULAR DE SINAIS: http://genmol.blogspot.com.br/2014/08/comunicacao-intercelular-e-transmissao.html

Citoesqueleto: http://genmol.blogspot.com.br/2014/09/citoesqueleto.html

Guia para as aulas de Citoesqueleto/junções celulares e Comunicação/transmissão de sinais: http://genmol.blogspot.com.br/2014/08/guia-para-as-aulas-de.html

Formação das vesículas – sinopse: http://genmol.blogspot.com.br/2014/09/formacao-das-vesiculas-sinopse.html

Exercícios sobre Sistema de endomembranas: http://genmol.blogspot.com.br/2014/09/exercicios-sobre-sistema-de.html

A origem dos vírus: http://genmol.blogspot.com.br/2014/06/as-origens-dos-virus.html

Links para estudo garimpados do GenMol (várias provas e exercícios na parte de replicação/transcrição/tradução/código genético/controle da expressão gênica : http://genmol.blogspot.com.br/2014/02/links-para-estudo-garimpados-do-genmol.html

Apoptose