CITOGENÉTICA_-_síntese_proteica
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- Ácidos Nucleicos e Síntese Proteica - Profª Samara Profª Samara A verdade por trás da descoberta da estrutura do DNA Rosalind Franklin “Mãe do DNA” (1920-1958) Erwin Chargaff (1905-2002) FOTO 51 Profª Samara 1953 – James Watson e Francis Crick Profª Samara DNA (ácido desoxirribonucleico) e RNA (ácido ribonucleico) São macromoléculas chamadas polinucleotídeos. Responsáveis pelo armazenamento, processamento e a expressão das informações genéticas. Tais informações são essenciais para a construção, o funcionamento e a adaptação da célula às mudanças no ambiente. Tudo isso é possível pois o DNA coordena a síntese de todas as proteínas necessárias a estas atividades. Já o RNA é o ácido nucleico que executa a síntese proteica. Profª Samara DNA RNA Desoxirribose Ribose A - T A, U, C, G C - G Fita simples Fita dupla (dupla hélice) Profª Samara Nucleotídeo 1) FOSFATO 2) PENTOSE: ribose ou desoxirribose 3) BASE NITROGENADA: Adenina, Timina, Citosina, Guanina e Uracila Profª Samara Nucleotídeo A espécie humana possui cerca de 3 bilhões de pares de nucleotídeos de DNA em cada uma de suas células. Por sua vez, as moscas-defrutas possuem 140 milhões. Já o arroz, em cada uma de suas células, possui 380 milhões de pares de nucleotídeos. Profª Samara Nucleotídeo Adenina e Guanina: Duplo anel de átomos de carbono (anéis aromáticos); chamadas de purinas ou bases púricas. Citosina, Timina e Uracila: Um anel de carbono; chamadas pirimidinas ou bases pirimídicas. DNA: Adenina – Timina; Citosina – Guanina RNA: Adenina – Uracila; Citosina - Guanina Profª Samara BASES NITROGENADAS PURINAS PIRIMIDINAS adenina citosina guanina timina DNA uracila RNA Profª Samara Profª Samara Ligação entre nucleotídeos A ligação de um nucleotídeo com outro é entre o fosfato de um nucleotídeo e a pentose de outro, quando estão na mesma fita . Profª Samara LIGAÇÃO ENTRE BASES NITROGENADAS A ligação é feita por pontes de hidrogênio. Relação de Chargaff Timina (T) liga-se à Adenina (A) - duas pontes de hidrogênio; Citosina (C) liga-se à Guanina (G) - três pontes de hidrogênio. Profª Samara Profª Samara Profª Samara Profª Samara Profª Samara Profª Samara DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA DNA RNA PROTEÍNA DNA: forma o gene, responsável pela síntese de uma determinada proteína. Tal proteína tem como resultado uma característica hereditária, como o tipo sanguíneo. RNA: constroem a proteína sob o comando do DNA. Profª Samara 1 2 3 Propriedades do DNA Profª Samara Replicação ou autoduplicação: capacidade de fazer cópias de si mesmo As duas fitas servem de molde para a síntese de novos DNA’s DNA Transcrição DNA ou Síntese de RNA: Uma fita serve de molde (cadeia ativa) DNA RNA Profª Samara 1 REPLICAÇÃO 1 Ocorre no NÚCLEO DNA polimerase Interfase ( S ) Processo SEMICONSERVATIVO É a base do crescimento e da reprodução dos SV pois sem replicação é impossível qualquer célula dividir-se, por crescimento ou reprodução. Profª Samara Replicação Eventuais erros da DNA polimerase ao encaixar as bases complementares (A-T; C-G) ocasiona uma MUTAÇÃO PONTUAL Taxa de mutação em eucariotos: 1/10 bilhões de bases Transcriptase reversa (um tipo especial de DNA polimerase encontrada em retrovírus) Taxa de mutação: 8/10mil bases Importância das mutações: fonte básica da variabilidade genética Profª Samara 2 TRANSCRIÇÃO 2 Ocorre no núcleo RNA polimerase Interfase (G1) período de crescimento celular É a primeira etapa da SÍNTESE PROTEICA A mensagem genética é copiada do DNA (molde) para uma molécula de RNAm (fita simples e complementar) CUIDADO!! A transcrição replicação T U Transcrição Profª Samara Formam-se 3 tipos de RNA: RNAm (códon): é o “negativo” do gene, formado por trincas de bases, determina a sequência dos aminoácidos na proteína. RNAt (anticódon): carrega e entrega o aminoácido correto para o ribossomo. Numa extremidade possui uma trinca de bases complementar ao códon, na outra, o aminoácido correspondente. RNAr: forma o ribossomo. Traduz os códons numa sequência de aminoácidos. Une os aminoácidos por ligações peptídicas. Profª Samara Transcrição Profª Samara Transcrição DNA: AAACCCGGGTTT RNAm: UUUGGGCCCAAA SPLICING OU PROCESSAMENTO DO RNAm: Antes de começar a tradução, enzimas especiais retiram porções não codificantes do RNAm chamados ÍNTRONS, “lapidando-o” e deixando apenas os trechos codificantes chamados ÉXONS. Um RNAm pronto para a síntese proteica é formado só por éxons. 3 Tradução 3 Segunda e última etapa da síntese proteica; Ocorre no citoplasma 3 RNAs envolvidos (RNAm, RNAt, RNAr) Profª Samara Tradução Profª Samara Tradução https://www.youtube.com/watch?v=DcCnmPeutP4 Profª Samara CÓDIGO GENÉTICO Profª Samara Características do código genético TRIPLO: baseado em trincas de nucleotídeos permite a formação de 64 códons diferentes, sendo 61 ativos e 3 inativos (stop codon); UNIVERSAL: é válido para todos os SV. DEGENERADO (ou redundante): o código genético é repleto de “sinônimos”. Um único aminoácido pode ser codificado por vários códons diferentes. Ex: prolina (CCC, CCG, CCU, CCA). Profª Samara Exercícios 1. Em relação ao DNA, qual é a alternativa incorreta? a) As moléculas de DNA apresentam sempre a mesma ordem de nucleotídeos, diferindo apenas uma das outras pelo número deles. b) O DNA faz parte da constituição dos cromossomos. c) A molécula de DNA possui a forma de uma dupla hélice. d) O DNA é constituído das bases nitrogenadas, adenina, timina, citosina, guanina. e) O DNA se constitui de desoxirribose e ácido fosfórico. 4 bases nitrogenadas, Profª Samara 1. Em relação ao DNA, qual é a alternativa incorreta? a) As moléculas de DNA apresentam sempre a mesma ordem de nucleotídeos, diferindo apenas uma das outras pelo número deles. b) O DNA faz parte da constituição dos cromossomos. c) A molécula de DNA possui a forma de uma dupla hélice. d) O DNA é constituído das bases nitrogenadas, adenina, timina, citosina, guanina. e) O DNA se constitui de desoxirribose e ácido fosfórico. 4 bases nitrogenadas, 2. Numere a segunda coluna de acordo com a primeira. COLUNA 1 (1) DNA (2) RNA A sequência correta é a) 1 – 2 – 1 – 2 – 2 – 1. b) 2 – 1 – 1 – 2 – 2 – 2. c) 1 – 2 – 2 – 1 – 1 – 2. d) 2 – 1 – 2 – 1 – 1 – 2. e) 1 – 1 – 2 – 2 – 2 – 1. Profª Samara COLUNA 2 ( ) Dupla hélice ( ) Ribose ( ) Fita única ou simples ( ) Desoxirribose ( ) Bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina, timina ( ) Bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina, uracila 2. Numere a segunda coluna de acordo com a primeira. COLUNA 1 (1) DNA (2) RNA A sequência correta é a) 1 – 2 – 1 – 2 – 2 – 1. b) 2 – 1 – 1 – 2 – 2 – 2. c) 1 – 2 – 2 – 1 – 1 – 2. d) 2 – 1 – 2 – 1 – 1 – 2. e) 1 – 1 – 2 – 2 – 2 – 1. Profª Samara COLUNA 2 ( ) Dupla hélice ( ) Ribose ( ) Fita única ou simples ( ) Desoxirribose ( ) Bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina, timina ( ) Bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina, uracila Profª Samara 3. (CESGRANRIO-RJ) Assinale a opção que associa corretamente os ácidos nucléicos relacionados na coluna da direita, em algarismos arábicos, com as funções apresentadas na coluna da esquerda, em algarismos romanos. I) Transmite a informação genética para outras células II) Através da sequência de suas bases determina a posição dos aminoácidos nas proteínas. III)Transporta os aminoácidos, unindo o seu anticódon ao códon do mensageiro. 1) RNA ribossômico 2) RNA transportador 3) RNA mensageiro 4) DNA a) I-3, II-4, III-1 c) I-2, II-4, III-3 b) I-1, II-2, III-3 d) I-4, II-1, III-3 e) I-4, II-3, III-2 Profª Samara 3. (CESGRANRIO-RJ) Assinale a opção que associa corretamente os ácidos nucléicos relacionados na coluna da direita, em algarismos arábicos, com as funções apresentadas na coluna da esquerda, em algarismos romanos. I) Transmite a informação genética para outras células II) Através da sequência de suas bases determina a posição dos aminoácidos nas proteínas. III)Transporta os aminoácidos, unindo o seu anticódon ao códon do mensageiro. 1) RNA ribossômico 2) RNA transportador 3) RNA mensageiro 4) DNA a) I-3, II-4, III-1 c) I-2, II-4, III-3 b) I-1, II-2, III-3 d) I-4, II-1, III-3 e) I-4, II-3, III-2 Profª Samara 4. Os fenômenos 1, 2 e 3 no esquema abaixo e as regiões da célula onde acontecem, são respectivamente: a) 1 - tradução no citoplasma, 2- transcrição no núcleo, 3 - duplicação no núcleo b) 1 - duplicação no núcleo, 2- tradução no citoplasma, 3 - transcrição no citoplasma c) 1 - duplicação no núcleo, 2- transcrição no núcleo, 3 - tradução no núcleo d) 1 - tradução no citoplasma, 2- duplicação no núcleo, 3 - tradução no citoplasma e) 1 - duplicação no núcleo, 2- transcrição no núcleo, 3 - tradução no citoplasma Profª Samara 4. Os fenômenos 1, 2 e 3 no esquema abaixo e as regiões da célula onde acontecem, são respectivamente: a) 1 - tradução no citoplasma, 2- transcrição no núcleo, 3 - duplicação no núcleo b) 1 - duplicação no núcleo, 2- tradução no citoplasma, 3 - transcrição no citoplasma c) 1 - duplicação no núcleo, 2- transcrição no núcleo, 3 - tradução no núcleo d) 1 - tradução no citoplasma, 2- duplicação no núcleo, 3 - tradução no citoplasma e) 1 - duplicação no núcleo, 2- transcrição no núcleo, 3 - tradução no citoplasma Profª Samara 5. (CESCEM-SP) Uma cadeia de RNA mensageiro é formada a partir de uma fita de DNA, que apresenta a seguinte sequência de bases nitrogenadas: TAAATGGCG. Sendo A= adenina, C= citosina, G= guanina, T= timina e U= uracila, a sequência das bases da cadeia do RNA mensageiro formada deve ser: a) CGGGCAAUA b) UTTTUCCGC c) UTAAUUUGU d) ACCCAUUGU e) AUUUACCGC Profª Samara 5. (CESCEM-SP) Uma cadeia de RNA mensageiro é formada a partir de uma fita de DNA, que apresenta a seguinte sequência de bases nitrogenadas: TAAATGGCG. Sendo A= adenina, C= citosina, G= guanina, T= timina e U= uracila, a sequência das bases da cadeia do RNA mensageiro formada deve ser: a) CGGGCAAUA b) UTTTUCCGC c) UTAAUUUGU d) ACCCAUUGU e) AUUUACCGC Profª Samara 6. A tabela a seguir mostra alguns códons do RNA mensageiro e os aminoácidos por eles codificados: Códon do RNAm ACC AGU AUG CCU CUG GAC Aminoácido GGA UCA UGG Treonina Serina Metionina Prolina Leucina Ácido aspártico Glicina Serina Triptofano AGC Serina Observe a sequência dos 12 primeiros pares de nucleotídeos da região codificadora de um gene. Filamento I --- TAC AGT TGG CCT --- Filamento II --- TAC TCA ACC GGA --- a) Indique a sequência de bases complementares formada a partir do filamento I dessa molécula de DNA em um processo de transcrição. Profª Samara 6. A tabela a seguir mostra alguns códons do RNA mensageiro e os aminoácidos por eles codificados: Códon do RNAm ACC AGU AUG CCU CUG GAC Aminoácido GGA UCA UGG Treonina Serina Metionina Prolina Leucina Ácido aspártico Glicina Serina Triptofano AGC Serina Observe a sequência dos 12 primeiros pares de nucleotídeos da região codificadora de um gene. Filamento I --- TAC AGT TGG CCT --- Filamento II --- TAC TCA ACC GGA --- a) Indique a sequência de bases complementares formada a partir do filamento I dessa molécula de DNA em um processo de transcrição. AUG UCA ACC GGA Profª Samara 6. A tabela a seguir mostra alguns códons do RNA mensageiro e os aminoácidos por eles codificados: Códon do RNAm ACC AGU AUG CCU CUG GAC Aminoácido GGA UCA UGG Treonina Serina Metionina Prolina Leucina Ácido aspártico Glicina Serina Triptofano AGC Serina Observe a sequência dos 12 primeiros pares de nucleotídeos da região codificadora de um gene. Filamento I --- TAC AGT TGG CCT --- Filamento II --- TAC TCA ACC GGA --- b) Quais serão os aminoácidos integrantes da proteína formada com as informações do filamento II Profª Samara 6. A tabela a seguir mostra alguns códons do RNA mensageiro e os aminoácidos por eles codificados: Códon do RNAm ACC AGU AUG CCU CUG GAC Aminoácido GGA UCA UGG Treonina Serina Metionina Prolina Leucina Ácido aspártico Glicina Serina Triptofano AGC Serina Observe a sequência dos 12 primeiros pares de nucleotídeos da região codificadora de um gene. Filamento I --- TAC AGT TGG CCT --- Filamento II --- TAC TCA ACC GGA --- b) Quais serão os aminoácidos integrantes da proteína formada com as informações do filamento II AUG AGU UGG CCU METIONINA SERINA TRIPTOFANO PROLINA Profª Samara 6. A tabela a seguir mostra alguns códons do RNA mensageiro e os aminoácidos por eles codificados: Códon do RNAm ACC AGU AUG CCU CUG GAC Aminoácido GGA UCA UGG Treonina Serina Metionina Prolina Leucina Ácido aspártico Glicina Serina Triptofano AGC Serina Observe a sequência dos 12 primeiros pares de nucleotídeos da região codificadora de um gene. Filamento I --- TAC AGT TGG CCT --- Filamento II --- TAC TCA ACC GGA --- c) Caso a terceira base nitrogenada do segundo códon do filamento II seja trocada por uma guanina, a proteína formada a partir do códon de RNAm sofrerá alteração? Justifique sua resposta. Profª Samara 6. A tabela a seguir mostra alguns códons do RNA mensageiro e os aminoácidos por eles codificados: Códon do RNAm ACC AGU AUG CCU CUG GAC GGA UCA UGG Aminoácido Treonina Serina Metionina Prolina Leucina Ácido aspártico Glicina Serina Triptofano Observe a sequência dos 12 primeiros pares de nucleotídeos da região codificadora de um gene. Filamento I --- TAC AGT TGG CCT --- Filamento II --- TAC TCA ACC GGA --- Serina do segundo códon do filamento II seja trocada c) Caso aAGC terceira base nitrogenada por uma guanina, a proteína formada a partir do códon de RNAm sofrerá alteração? Justifique sua resposta. TCA TCG AGU AGC > Não, pois o códon no RNA será AGC, correspondente à Serina assim como o AGU. Isso acontece pois o Código Genético é degenerado, ou seja, diferentes códons podem corresponder a um mesmo aminoácido. 7. (ENEM) João ficou intrigado com a grande quantidade de notícias envolvendo DNA: clonagem da ovelha Dolly, terapia gênica, testes de paternidade, engenharia genética, etc. Para conseguir entender as notícias, estudou a estrutura da molécula de DNA e seu funcionamento e analisou os dados do quadro a seguir. Em I está representado o trecho de uma molécula de DNA. Observando o quadro, pode-se concluir que (A) a molécula de DNA é formada por duas cadeias caracterizadas por sequências de bases nitrogenadas. (B) na molécula de DNA, podem existir diferentes tipos de complementação de bases nitrogenadas. (C) a quantidade de A presente em uma das cadeias é exatamente igual à quantidade de A da cadeia complementar. (D) a quantidade de A presente em uma das cadeias é exatamente igual à quantidade de A da cadeia complementar. (E) no processo de mitose, cada molécula de DNA dá origem a 4 moléculas de DNA exatamente iguais. 7. (ENEM) João ficou intrigado com a grande quantidade de notícias envolvendo DNA: clonagem da ovelha Dolly, terapia gênica, testes de paternidade, engenharia genética, etc. Para conseguir entender as notícias, estudou a estrutura da molécula de DNA e seu funcionamento e analisou os dados do quadro a seguir. Em I está representado o trecho de uma molécula de DNA. Observando o quadro, pode-se concluir que (A) a molécula de DNA é formada por duas cadeias caracterizadas por sequências de bases nitrogenadas. (B) na molécula de DNA, podem existir diferentes tipos de complementação de bases nitrogenadas. (C) a quantidade de A presente em uma das cadeias é exatamente igual à quantidade de A da cadeia complementar. (D) a quantidade de A presente em uma das cadeias é exatamente igual à quantidade de A da cadeia complementar. (E) no processo de mitose, cada molécula de DNA dá origem a 4 moléculas de DNA exatamente iguais. 8. (ENEM 2011) Nos dias de hoje, podemos dizer que praticamente todos os seres humanos já ouviram em algum momento falar sobre o DNA e seu papel na hereditariedade da maioria dos organismos. Porém, foi apenas em 1952, um ano antes da descrição do modelo do DNA em dupla hélice por Watson e Crick, que foi confirmado sem sombra de dúvidas que o DNA é material genético. No artigo em que Watson e Crick descreveram a molécula de DNA, eles sugeriram um modelo de como essa molécula deveria se replicar. Em 1958, Meselson e Stahl realizaram experimentos utilizando isótopos pesados de nitrogênio que foram incorporados às bases nitrogenadas para avaliar como se daria a replicação da molécula. A partir dos resultados, confirmaram o modelo sugerido por Watson e Crick, que tinha como premissa básica o rompimento das pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas. GRIFFITHS, A. J. F. et al. Introdução à Genética. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2002. Considerando a estrutura da molécula de DNA e a posição das pontes de hidrogênio na mesma, os experimentos realizados por Meselson e Stahl a respeito da replicação dessa molécula levaram à conclusão de que (A) a replicação do DNA é conservativa, isto é, a fita dupla filha é recém-sintetizada e o filamento parental é conservado. (B) a replicação de DNA é dispersiva, isto é, as fitas filhas contêm DNA recémsintetizado e parentais em cada uma das fitas. (C) a replicação é semiconservativa, isto é, as fitas filhas consistem de uma fita parental e uma recém-sintetizada. (D) a replicação do DNA é conservativa, isto é, as fitas filhas consistem de moléculas de DNA parental. (E) a replicação é semiconservativa, isto é, as fitas filhas consistem de uma fita molde e uma fita codificadora. 8. (ENEM 2011) Nos dias de hoje, podemos dizer que praticamente todos os seres humanos já ouviram em algum momento falar sobre o DNA e seu papel na hereditariedade da maioria dos organismos. Porém, foi apenas em 1952, um ano antes da descrição do modelo do DNA em dupla hélice por Watson e Crick, que foi confirmado sem sombra de dúvidas que o DNA é material genético. No artigo em que Watson e Crick descreveram a molécula de DNA, eles sugeriram um modelo de como essa molécula deveria se replicar. Em 1958, Meselson e Stahl realizaram experimentos utilizando isótopos pesados de nitrogênio que foram incorporados às bases nitrogenadas para avaliar como se daria a replicação da molécula. A partir dos resultados, confirmaram o modelo sugerido por Watson e Crick, que tinha como premissa básica o rompimento das pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas. GRIFFITHS, A. J. F. et al. Introdução à Genética. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2002. Considerando a estrutura da molécula de DNA e a posição das pontes de hidrogênio na mesma, os experimentos realizados por Meselson e Stahl a respeito da replicação dessa molécula levaram à conclusão de que (A) a replicação do DNA é conservativa, isto é, a fita dupla filha é recém-sintetizada e o filamento parental é conservado. (B) a replicação de DNA é dispersiva, isto é, as fitas filhas contêm DNA recémsintetizado e parentais em cada uma das fitas. (C) a replicação é semiconservativa, isto é, as fitas filhas consistem de uma fita parental e uma recém-sintetizada. (D) a replicação do DNA é conservativa, isto é, as fitas filhas consistem de moléculas de DNA parental. (E) a replicação é semiconservativa, isto é, as fitas filhas consistem de uma fita molde e uma fita codificadora. 9. (ENEM 2015) A palavra “biotecnologia” surgiu no século XX, quando o cientista Herbert Boyer introduziu a informação responsável pela fabricação da insulina humana em uma bactéria, para que ela passasse a produzir a substância. Disponível em: www.brasil.gov.br. Acesso em: 28 jul. 2012 (adaptado). As bactérias modificadas por Herbert Boyer passaram a produzir insulina humana porque receberam A) a sequência de DNA codificante de insulina humana. B) a proteína sintetizada por células humanas. C) um RNA recombinante de insulina humana. D) o RNA mensageiro de insulina humana. E) um cromossomo da espécie humana. 9. (ENEM 2015) A palavra “biotecnologia” surgiu no século XX, quando o cientista Herbert Boyer introduziu a informação responsável pela fabricação da insulina humana em uma bactéria, para que ela passasse a produzir a substância. Disponível em: www.brasil.gov.br. Acesso em: 28 jul. 2012 (adaptado). As bactérias modificadas por Herbert Boyer passaram a produzir insulina humana porque receberam A) a sequência de DNA codificante de insulina humana. B) a proteína sintetizada por células humanas. C) um RNA recombinante de insulina humana. D) o RNA mensageiro de insulina humana. E) um cromossomo da espécie humana. Profª Samara *QUESTÃO DESAFIO* (UEL) Em uma população, foi identificado um indivíduo que possui resistência genética a um vírus que provoca uma importante doença. Em um estudo comparativo, verificou-se que esse indivíduo produz uma proteína que confere tal resistência, com a seguinte sequência de aminoácidos: serina-tirosina-cisteína-valina-arginina. A partir da tabela de código AGC - serina AGU - serina genético, a seguir: UAU - tirosina UAC - tirosina UGC - cisteína GUA - valina AGG - arginina UGU - cisteína GUU - valina CGA - arginina E considerando que o RNA mensageiro deste gene contém: 46,7% de uracila; 33,3% de guanina; 20% de adenina e 0% de citosina, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de bases da fita-molde deste gene. a) TCA - ATG - ACA - CAT - TGG b) TCA - ATA - ACG - CAT - TCC c) TCA - ATA - ACA - CAA - TCC d) AGU - UAU - UGU - GUU - AGG e) AGC - UAC - UGC -CAA- CGA
