RIBOSSOMOS E SÍNTESE DE PROTEÍNAS

BIOLOGIA - 3o ANO
MÓDULO 34
RIBOSSOMOS E
SÍNTESE DE PROTEÍNAS
anticódon
códon
Como pode cair no enem
(ENEM) Define-se genoma como o conjunto de todo o material genético de uma espécie, que,
na maioria dos casos, são as moléculas de DNA. Durante muito tempo, especulou-se sobre a
possível relação entre o tamanho do genoma — medido pelo número de pares de bases (pb)
—, o número de proteínas produzidas e a complexidade do organismo. As primeiras respostas
começam a aparecer e já deixam claro que essa relação não existe, como mostra a tabela abaixo.
espécie
comum
tamanho
estimado do
genoma (pb)
nº de
proteínas
descritas
nome
Oryza saliva
arroz
5.000.000.000
224.181
Mus musculus
camundongo
3.454.200.000
249.081
Homo sapiens
homem
3.400.000.000
459.114
Rattus norvegicus
rato
2.900.000.000
109.007
Drosophila melanogaster
mosca-da-fruta
180.000.000
86.255
(Internet: www.cbs.dtu.dk e www.ncbi.nlm.nih.gov.)
De acordo com as informações acima:
a) o conjunto de genes de um organismo define o seu DNA;
b) a produção de proteínas não está vinculada à molécula de DNA;
c) o tamanho do genoma não é diretamente proporcional ao número de proteínas produzidas
pelo organismo;
d) quanto mais complexo o organismo, maior o tamanho de seu genoma;
e) genomas com mais de um bilhão de pares de bases são encontrados apenas nos seres vertebrados.
Fixação
,1) (UNIRIO) Um filamento de DNA apresenta-se ordenado com as seguintes bases nitrogenadas:
)
AGT CAT CAG GAA TCC
a) Qual será a sequência correspondente ao produto de transcrição do seu filamento complementar?
b) Quantas ligações peptídicas deverá apresentar a proteína formada a partir do filamento de
DNA em questão? Justifique.
Fixação
2) (UFF) Ao se pesquisar a função dos nucléolos realizaram-se experiências com uma linhagem
mutante do anfíbio Xenopus. Verificou-se que cruzamentos de indivíduos desta linhagem produziam prole com alta incidência de morte __ os embriões se desenvolviam normalmente e,
pouco depois da eclosão, os girinos morriam.
Estudos citológicos mostraram que os núcleos dos embriões ou não apresentavam nucléolos,
ou apresentavam nucléolos anormais.
Conclui-se que a primeira atividade celular afetada nestes embriões foi:
a) o processamento do RNA mensageiro;
b) a produção de RNA mensageiro;
c) a produção de histonas;
d) a produção de ribossomos;
e) a produção de RNA polimerase.
Fixação
3) (PUC) Na genética, os genes são constituídos de ácido desoxirribonucleico, o DNA é formado por três classes de substâncias: um açúcar, a desoxirribose, ácido fosfórico e bases
nitrogenadas que são de dois tipos:
a) as purinas, a adenina, a guanina e as pirimídicas, a timina e a citosina;
b) as purinas, a timina, a citosina e as pirimídicas, a adenina e a guanina;
c) as purinas, a adenina, a timina e as pirimídicas, a citosina e a guanina;
d) as pirimídicas, a adenina, a guanina e as purinas, a timina e a citosina;
e) as principais, a timina, a guanina e as purinas, a adenina e a citosina.
Fixação
F
4) (UFF) O dogma central da biologia molecular estabelece que a informação genética pode ser5
transferida de macromolécula para macromolécula. No esquema abaixo, estão representadas asD
transferências que ocorrem em todas as células, as que ocorrem apenas em alguns tipos especiais
de microrganismos e as que nunca ocorrem.
1
DNA
4
5
5
9
m
6
RNA
2
7
Proteína
3
De acordo com este esquema, as transferências que ocorrem nas células de todos os organismos superiores são indicadas por:
a) 1, 2, 3, 5 e 6
b) 1, 2, 5 e 6
c) 1, 5 e 6
d) 2, 4, 5 e 6
e) 5, 6 e 3
Fixação
5) (UFRJ) Um cientista analisou o conteúdo de bases nitrogenadas de uma amostra pura de
DNA, correspondente a um determinado gene.
Os valores encontrados estão na tabela abaixo:
Tipos de base
Adenina Citosina Timina
Guanina
Números de base
257
270
485
106
O cientista interpretou esses resultados como sendo comparáveis com um DNA, cuja
molécula é formada apenas por uma cadeia (um filamento). Justifique a conclusão do cientista.
-
Fixação
F
6)
7
i
Humano tem mais de 100 mil genes
Pesquisadores da Incyte Pharmaceuticals Inc., da Califórnia, revelaram que há em torno m
de 140 mil genes dedicados à elaboração de proteínas que programam as células do corpo
humano.
(Jornal do Brasil, 25/09/99)
A síntese das proteínas, de acordo com a informação contida nos genes, ocorre por intermédio de:
a) polirribossomos com moléculas de RNA mensageiro;
b) enzimas presentes nas membranas do complexo de Golgi;
c) ribossomos isolados ligados à membrana do envoltório nuclear;
d) mensagens nas enzimas da membrana do retículo endoplasmático granular.
t
Fixação
7) (UERJ) O gráfico abaixo demonstra a distribuição citoplasmática do número de ribossomos
isolados e polirribossomos, em comparação com o número de cadeias polipeptídicas em formação durante um certo período de tempo.
-
número de cadeias
polipeptídicas em formação
polirrobossomos
ribossomos isolados
(Adaptação de ALBERTS, Bruce & outros. Molecular biology of the cell. New York, Garland Publishing, 1994, p. 239)
Defina a relação existente entre os ribossomos isolados e a formação das cadeias polipeptídicas. Justifique sua resposta.
Fixação
8) (UFRRJ) Considerando as propriedades de duplicação do DNA, observe o resultado do
experimento a seguir.
15
N
14
N
14
Crescimento em 15N
1a Geração
14
N
N
2a Geração
14
N
(Figura: SOLOMON et. al. Biology, 1996. p. 279.)
1a etapa: Em uma cultura com14N, obtém-se o crescimento de colônias de bactérias. Após esse crescimento, promove-se o desenvolvimento de mais duas gerações em cultura com 15N.
2a etapa: Extrai-se o DNA de todas as bactérias e obtém--se o seguinte resultado:
• Cultura de crescimento com 14N: 300 moléculas de DNA todas com 14N.
• Cultura de 1a geração com 15N: 600 moléculas de DNA todas com 14N e 15N.
• Cultura de 2a geração com 15N: 1200 moléculas de DNA nas quais 600 com 15N e 600 com 14N e 15N.
Explique as porcentagens obtidas em todos os extratos das diferentes culturas no experimento. Justifique sua resposta.
Proposto
o
1) (PUC) As tetraciclinas constituem uma classe de antibióticos produzidos por bactérias do
gênero Streptomyces. Elas atuam impedindo que o RNA transportador se fixe ao ribossomo
nas células bacterianas.
Em qual processo biológico este antibiótico atua?
a) Transcrição.
d) Divisão celular.
b) Síntese Proteica.
e) Recombinação.
c) Replicação do DNA.
-
-
Proposto
2) (ENEM)
Durante muito tempo, os cientistas acreditaram que variações anatômicas entre os
animais fossem consequência de diferenças significativas entre seus genomas. Porém, os
projetos de sequenciamento de genoma revelaram o contrário. Hoje, sabe-se que 99% do
genoma de um camundongo é igual ao do homem, apesar das notáveis diferenças entre
eles. Sabe-se também que os genes ocupam apenas cerca de 1,5% do DNA e que menos
de 10% dos genes codificam proteínas que atuam na construção e na definição das formas
do corpo. O restante, possivelmente, constitui DNA não codificante. Como explicar, então,
as diferenças fenotípicas entre as diversas espécies animais? A resposta pode estar na
região não codificante do DNA.
(S. B. Carroll et al. O jogo da evolução. In: Scientific American Brasil, jun./2008. Com adaptações).
A região não codificante do DNA pode ser responsável pelas diferenças marcantes no
fenótipo porque contém:
a) as sequências de DNA que codificam proteínas responsáveis pela definição das formas do
corpo;
b) uma enzima que sintetiza proteínas a partir da sequência de aminoácidos que formam o gene;
c) centenas de aminoácidos que compõem a maioria de nossas proteínas;
d) informações que, apesar de não serem traduzidas em sequências de proteínas, interferem
no fenótipo;
e) os genes associados à formação de estruturas similares às de outras espécies.
Proposto
3) (UNIFICADO) Partindo-se do conhecimento do RNAm (CCU GAG), indique, nas opções
abaixo, qual a sequência correta do DNA e do RNA transportador:
a) GCA CUC C
b) CCA GAG C
CCA GUG
GGT CTC
U
c) GGA CTC
G
GGA CUC
d) GGU CTC
A
GGA TCT
e) GGT TAG
-
G TTA AGC
Proposto
4) (UFF) O fumo está relacionado ao aumento de risco para o câncer de pulmão. O hábito de fumar expõe
os fumantes a substâncias com atividade carcinogênica. O Benzo(a)pireno, um dos principais agentes carcinogênicos presentes na fumaça do cigarro, tem a capacidade de promover mutações no DNA levando a
mudança da base guanina para timina. Suponha que um trecho da fita molde de DNAdo gene X representado
a seguir possa ser alterado em presença do benzo[a]pireno, em um dos dois sítios indicados.
Sítios de mutação:
1
2
Trecho da fita
Molde do gene X normal 3’ __ ACC - ATG - CCG - GCA __ 5’
Considere que o RNA mensageiro seja formado a partir das trincas mostradas no esquema acima.
Indique as alterações que ocorrerão na síntese da proteína X quando a mutação for localizada
nos diferentes sítios, justificando cada resposta com a utilização do código genético a seguir:
Código Genético*
Primeira Letra
A
Segunda Letra
G
UUU
UUU
U
UUC Fenilalanina UCC
C
UUA Leucina
UUG
UCA
UCG
UUU
UUC
CCU
CCC
UUA
UUG
Leucina
CCA
CCG
A
Serina
Prolina
G
UAU
UAC Tirosina
UAU
Cisterina
UAC
UAA Parada
UAG
Parada
UAA
Triptofano
UAG
CAU
CAC Hisidina
UAU
UAC
CAA Giulamina UAA
CAG
UAG
Arginina
Proposto
5) (UFF)
Após o anúncio histórico da criação de vida artificial no laboratório do geneticista Craig
Venter __ o mesmo responsável pela decodificação do genoma humano em 2001 __, o presidente dos EUA, Barack Obama, pediu a seus conselheiros especializados em biotecnologia
para analisarem as consequências e as implicações da nova técnica.
(O Globo on-line, 22/05/2010)
A experiência de Venter ainda não explica como a vida começou, mas reforça novamente
que, sob determinadas condições, fragmentos químicos são unidos para formar a principal
molécula responsável pelo código genético da vida.
Para a síntese de uma molécula de DNA em laboratório, a partir de uma fita molde de DNA,
além do primer, deve-se utilizar:
a) nucleotídeos de timina, citosina, guanina e adenina; DNA e RNA polimerase;
ab) nucleotídeos de timina, citosina, guanina e uracila; e DNA polimerase;
c) nucleotídeos de timina, citosina, guanina e adenina; e DNA polimerase;
d) nucleotídeos de timina, citosina, guanina e uracila; e RNA polimerase;
e) nucleotídeos de timina, citosina, guanina, uracila e adenina; e DNA polimerase.
Proposto
6) (UFRJ) A sequência de DNA de um gene dos procariotos pode ser deduzida a partir da
sequência de seu RNA mensageiro (mRNA). Já no caso dos eucariotos, frequentemente essa
técnica não é adequada para determinar a sequência completa dos nucleotídeos do gene.
Explique por que, no caso dos eucariotos, nem sempre é possível obter a sequência de um
gene a partir do mRNA.
Proposto
a7) (UERJ) Uma mutação em uma célula dá origem a um códon de terminação UAG na porção
central de um RNA mensageiro que codifica uma determinada proteína. Uma mutação em outro
gene dessa mesma célula leva à alteração de uma base nitrogenada no anticódon do RNA
transportador (RNAt) da tirosina. Essa alteração faz o RNAt reconhecer o códon UAG como
sendo da tirosina e a continuar a transportá-la normalmente.
Identifique a trinca de bases do DNA que originou o anticódon mutado e indique como a
presença desse RNAt alterado pode interferir nas estruturas primárias das proteínas sintetizadas
a partir de genes normais.
Proposto
8) (UFF) Para estudar a ação de certo medicamento, dividiu-se uma cultura de células em crescimento exponencial em quatro amostras idênticas que foram rotuladas como X, Y, W e Z. A seguir,
adicionou-se uridina marcada radioativamente com 3H à amostra X, uridina marcada radioativamente
com 3H e medicamento à amostra Y, o aminoácido metionina marcado radioativamente com 32S à
amostra W e o aminoácido metionina marcado radioativamente com 32S e medicamento à amostra Z.
Após algum tempo, preparou-se as frações nuclear e citosólica de cada uma das quatro amostras.
Mediu-se a seguir, o nível de radioatividade (3H e 32S) incorporada nessas frações. Os resultados estão
representados nos gráficos abaixo:
a) Identifique as macromoléculas que incorporam, respectivamente, o 3H e o 32S.
b) A partir das análises dos gráficos, descreva o efeito do
medicamento na biossíntese de macromoléculas.
c) Informe que fração __ nuclear ou citosólica __ se
apresentaria marcada caso o nucleosídeo utilizado, na
amostra X, fosse a timidina marcada radioativamente
com 3H. Explique sua resposta.
Proposto
9) (UERJ) Em células eucariotas, o antibiótico actinomicina D atua bloqueando o mecanismo de transcrição
da informação gênica, impedindo a síntese de RNA. Já o antibiótico puromicina é capaz de bloquear o
processo de tradução da informação e, portanto, a síntese de proteínas.
Considere um experimento em que a actinomicina D foi adicionada a uma cultura de células eucariotas, medindo-se, em função do tempo de cultivo, a concentração de três diferentes proteínas, A, B e
C, no citosol dessas células. Em experimento similar, esse antibiótico foi substituído pela puromicina,
sendo medidas as concentrações das mesmas proteínas.
A tabela a seguir mostra os resultados dos dois experimentos.
-
o
Antibiótico
e
a Actinomicina
D
e
Puromicina
Tempo de
cultivo
(min.)
0
Concentração das proteínas
no citosol (µM)
A
B
C
2x10-2
2x10-2
2x10-2
30
15x10-4
12x10-3
18x10-3
60
90
0
10
30
60
2x10-5
5x10-6
2x10-2
15x10-4
8x10-5
1x10-5
7x10-3
3x10-3
2x10-2
15x10-4
8x10-5
1x10-5
16x10-3
14x10-3
2x10-2
15x10-4
8x10-5
1x10-5
Considere que a meia-vida de uma molécula na célula é igual ao tempo necessário para que a
concentração dessa molécula se reduza à metade.
Estabeleça a ordem decrescente dos tempos de meia-vida dos RNA mensageiros das proteínas
A, B e C. Compare, também, o tempo de meia-vida dessas proteínas e estabeleça a relação entre
esses tempos.
Proposto
10) (UERJ) A mutação no DNA de uma célula eucariota acarretou a substituição, no RNA mensageiro de uma proteína, da 15a base nitrogenada por uma base C. A disposição de bases da
porção inicial do RNA mensageiro da célula, antes de sua mutação, é apresentada a seguir:
início da tradução
→
AUGCUUCUCAUCUUUUUAGCU...
Observe os códons correspondentes a alguns aminoácidos:
Aminoácido codificado
Códon
fenilalanina
fenilalanina
leucina
leucina
leucina
metionina
valina
valina
UUU
UUC
UUA
UUG
CUC
AUG
GUU
GUA
Sabe-se que o códon de iniciação de leitura é AUG. A probabilidade de que a proteína a
ser traduzida pelo RNA mensageiro da célula que sofreu mutação não apresente alterações
na disposição de seus aminoácidos é de:
a) 0
b) 0,25
c) 0,50
d) 1,00
Proposto
-11) (UFRJ) No ADN, a transcrição dos genes não está restrita a somente uma das suas cadeias. Para alguns genes, a sequência de nucleotídeos transcrita pode estar em uma cadeia,
ao passo que a sequência do outro gene pode estar localizada na cadeia oposta. No entanto,
sabe-se que no mesmo trecho nunca ocorre a transcrição simultânea das duas cadeias de
uma molécula de ADN. Tal evento inibiria o processo da tradução.
Explique por que ocorreria a inibição da tradução, se a transcrição de uma cadeia do ADN
ocorresse ao mesmo tempo que a transcrição da sua cadeia complementar no mesmo trecho.