Resoluções das atividades

BIOLOGIA 1
Resoluções das atividades
Aula 8
Ácidos nucleicos
Atividades para sala
01 D
No DNA, ocorrem duas fitas de polinucleotídios. As duas fitas são unidas por pontes de hidrogênio estabelecidas entre os
pares de bases. Desde que exista uma distância mínima entre as duas moléculas de açúcar das tiras opostas, somente certos
pares de bases podem se encaixar na estrutura. Os únicos pares possíveis são entre adenina (A) e timina (T) e entre guanina (G)
e citosina (C). Nota-se que existem duas pontes de hidrogênio formadas entre A e T, e três entre C e G, o que explica porque
A e C e G e T não se ligam. Assim, no DNA, a quantidade de A é igual a de T, e a quantidade de G é igual a de C. Tem-se,
então, que, se o teor de A é de 40%, o teor de T também é de 40%, de modo que a soma A + T tem que ser igual a 80%. A
soma G + C tem que ser igual a 20%, de forma que o teor de G é igual a 10%, assim como o teor de C também é de 10%.
02 B
No processo de replicação (autoduplicação) do DNA, as ligações de hidrogênio entre as duas fitas são quebradas pela
enzima DNA helicase, expondo as bases nitrogenadas de ambas as fitas. A partir daí, a enzima DNA polimerase adiciona
novos nucleotídios às bases expostas, seguindo a regra de pareamento entre adenina e timina e entre guanina e citosina.
Assim, a replicação do DNA é semiconservativa, uma vez que cada molécula-filha conserva uma cadeia do DNA parental
e produz uma nova cadeia. Desse modo, ao cultivar as bactérias em meio com timina radioativa, seu DNA se apresentará
radioativo em suas duas fitas. Ao transferir as bactérias para um meio com timina não radioativa e promover sua reprodução,
o DNA delas se replicará de modo semiconservativo, conservando a fita parental com timina radioativa e produzindo uma
fita nova com nucleotídios com timina não radioativa, gerando moléculas híbridas (com uma fita radioativa e a outra fita não
radioativa). A cada nova reprodução bacteriana, ocorre nova replicação semiconservativa, sempre conservando uma fita
parental e produzindo uma nova fita com nucleotídios com timina não radioativa, como no esquema a seguir.
Geração inicial radioativa
100% com ambas as fitas radioativas (r).
R-r
Transferidas para o meio com
timina não radioativa
Na replicação, conservam-se as fitas parentais radioativas
(r) e produzem-se novas fitas com timina não radioativa (nr).
100% com uma das fitas radioativas
(r) e a outra não radioativa (nr).
1a­ geração
r-nr
r-nr
Na replicação, conservam-se as fitas parentais
e produzem-se novas fitas não radioativas (nr).
50% com uma das fitas radioativas (r) e
a outra não radioativa (nr) e 50% com
ambas as fitas não radioativas (nr).
2a­ geração
r-nr
nr-nr
r-nr
Na replicação, conservam-se as fitas parentais
e produzem-se novas fitas não radioativas.
3a­ geração
r-nr
nr-nr
r-nr
25% com uma das fitas
radioativas (r) e a outra não radioativa (nr) e 75% com ambas
as fitas não radioativas (nr).
Pré-Universitário – Livro 2
1
BIOLOGIA 1
Percebe-se que, a cada nova geração bacteriana no meio
com timina não radioativa, a porcentagem de bactérias
com moléculas de DNA híbridas (com uma fita radioativa
e outra fita não radioativa) se reduz à metade: de 100% na
1a geração para 50% na 2a geração e 25% na 3a geração.
Assim, após a 3a divisão, das 800 bactérias geradas, 25%
delas, ou seja, 200 delas terão moléculas de DNA híbridas com uma fita não radioativa e outra radioativa, e todas
as demais terão DNA com ambas as fitas não radioativas.
Como o RNA é produzido no meio com timina não radioativa, não apresentará marcação radioativa, pois quem era
radioativo no meio original era a timina, e o RNA não possui timina e, sim, uracila.
de proteínas produzidas por um organismo. Isso pode
ser evidenciado na tabela da questão pelo fato de o ser
humano possuir um genoma menor que o do arroz, mas,
ainda assim, produzir mais proteínas, de modo que o
tamanho do genoma não é diretamente proporcional ao
número de proteínas produzidas pelo organismo. Assim,
as complexidades morfológica e fisiológica de uma espécie estão relacionadas à quantidade de proteínas, que,
devido ao splicing alternativo, não têm relação direta com
o tamanho do genoma e o número de genes. Do mesmo
modo, a complexidade de um organismo não tem relação direta com seu número de genes, mas com a maior
habilidade em realizar o splicing alternativo, ou seja, de
sintetizar várias proteínas a partir de um único gene.
03 E
Em eucariontes, existem trechos de DNA não-codificante
dentro do gene, chamados de íntrons, para diferenciar
dos trechos de DNA codificante dentro do gene, chamados de éxons. Nesses organismos, então, o gene no DNA
é inicialmente transcrito pela enzima RNA polimerase em
um ­pré-RNA mensageiro (1), que passa então por um processo de edição denominado splicing (2), que é realizado
no núcleo por um sistema denominado spliciossomo, por
meio do qual ocorrem remoção dos íntrons não-codificantes e união dos éxons codificantes para formar um RNAm
que é efetivamente traduzido (3) em peptídio.
a) (F) A etapa 1 representa a transcrição, realizada pela
enzima RNA polimerase, cujo sítio de ligação ao
gene se chama de região promotora.
b) (F) A etapa 2 representa o splicing, no qual há a retirada das regiões não codificantes (íntrons) do pré-RNAm para formar o RNAm.
c) (F) A etapa 3 representa a tradução, realizada no citoplasma pelos ribossomos, em que o RNAm será traduzido em polipeptídio.
d) (F) A diminuição do tamanho do pré-RNAm no splicing
se dá pela retirada dos íntrons, e não dos éxons, o
que é feito pelo spliciossomo, sem relação alguma
com o RNAr.
e)(V)O splicing é realizado no núcleo da célula, sendo
o RNAm maduro enviado ao citoplasma para a
tradução.
04 E
O gene é o segmento de DNA com informação para produzir um RNA capaz de ser traduzido em um peptídio,
sendo que cada molécula de DNA inclui vários genes. O
conjunto de todos os genes de um organismo é conhecido como genoma. Em organismos eucariontes, o gene
no DNA é inicialmente transcrito em um pré-RNA mensageiro, que pode ser então editado em diferentes RNA
mensageiros, cada qual capaz de gerar um diferente peptídio. Esse mecanismo é conhecido como ­splicing alternativo. Assim, um mesmo gene pode ser utilizado como
base para a produção de vários peptídios. Isso justifica o
fato de o tamanho do genoma (e, consequentemente, o
número de genes) não ser um indicativo exato do número
2
Atividades propostas
01 C
A molécula de DNA é formada por uma dupla hélice de
polinucleotídios unidos por pontos de hidrogênio. Ao
se replicar, as ligações de hidrogênio de molécula de
DNA são quebradas, e as hélices se separam, havendo o
pareamento de novos nucleotídios, seguindo a regra de
pareamento entre A e T e G e C. Como cada molécula‑filha apresenta uma fita parental e uma fita nova, pode-se
dizer que a replicação do DNA é semiconservativa.
02 C
a) (F) Ácidos nucleicos são caracterizados como polinucleotídios, polímeros de nucleotídios. Os nucleotídios são compostos por uma molécula de açúcar
do grupo das pentoses (desoxirribose no DNA e
ribose no RNA), uma base nitrogenada purina (adenina e guanina) ou pirimidina (timina e citosina no
DNA e uracila e citosina no RNA) e um grupo ácido
fosfórico (fosfato).
b)(F)A molécula de DNA é formada por uma dupla
hélice de polinucleotídios mantida por pontes de
hidrogênio, que somente podem se formar entre
guanina e citosina e entre adenina e timina de
modo se pode afirmar que os teores de G = C e
A = T, ou G/C = A/T = 1, o que se chama de relação
de Chargaff (que também pode ser descrita como
tendo o total de purinas (G + A) sendo igual ao total
de pirimidinas (C + T).
c) (V) As pontes de hidrogênio que mantêm a dupla-hélice são formadas entre as bases nitrogenadas e se
voltam para dentro da molécula de DNA.
d) (F) Como dito anteriormente, os únicos pares formados são entre guanina e citosina e entre adenina e
timina.
e) (F) A estrutura representada na figura elucida a composição química do DNA, que é ácido devido ao
grupo fosfato de seus nucleotídios, que deriva de
ácido fosfórico.
Pré-Universitário – Livro 2
BIOLOGIA 1
03 E
No DNA, ocorrem duas fitas de polinucleotídios. As duas fitas são unidas por pontes de hidrogênio estabelecidas entre os
pares de bases. Desde que exista uma distância mínima entre as duas moléculas de açúcar das tiras opostas, somente certos
pares de bases podem se encaixar na estrutura. Os únicos pares possíveis são entre adenina (A) e timina (T) e entre guanina
(G) e citosina (C). É interessante notar que existem duas pontes de hidrogênio formadas entre A e T e três entre C e G, o que
explica porque A e C e G e T não se ligam. Assim, no DNA, a quantidade de A é igual à de T, e a quantidade de G é igual à
de C. Pode-se afirmar então que o total de purinas é igual ao de pirimidinas, isto é, A + G = T + C. Substituindo-se G por C
em ambos os lados da igualdade, pode-se afirmar também que A + C = T + G.
04 E
O pareamento entre as bases nitrogenadas G e C é feito por três ligações de hidrogênio, enquanto entre A e T é feito por
apenas duas. Quanto mais ligações de hidrogênio, mais energia será necessário aplicar para rompê-las e separar as duas fitas
do DNA. Desse modo, quanto maior a relação (G + C)/(A + T), maior a temperatura de desnaturação da molécula de DNA.
Como a amostra 3 apresenta maior teor de guaninas e citosinas, apresentará mais ligações de hidrogênio a serem quebradas,
exigindo maior temperatura de desnaturação.
05 D
No processo de replicação (autoduplicação) do DNA, as pontes de hidrogênio entre as duas fitas são quebradas pela enzima
DNA helicase, expondo as bases nitrogenadas de ambas as fitas. A partir daí, a enzima DNA polimerase adiciona novos nucleotídios às bases expostas, seguindo a regra de pareamento entre adenina e timina e entre guanina e citosina. Assim, a replicação
do DNA é semiconservativa, uma vez que cada molécula-filha conserva uma cadeia do DNA parental e produz uma nova cadeia.
Desse modo, ao cultivar as bactérias em meio com N14, seu DNA apresentará esse isótopo em suas duas fitas. Ao transferir
as bactérias para um meio com N15 e promover sua reprodução, o DNA das mesmas se replicará de modo semiconservativo,
conservando a fita parental com N14 e produzindo uma fita nova com nucleotídios com N14, gerando moléculas híbridas (com
uma fita com N14 e outra com N15). A cada nova reprodução bacteriana, ocorre nova replicação semiconservativa, sempre
conservando uma fita parental e produzindo uma nova fita com nucleotídios com N15, como no esquema a seguir.
Geração inicial N14
100% com ambas as fitas
com N14.
N14–N14
Na replicação, conservam-se as fitas parentais
com N14 e produzem-se novas fitas com N15.
Transferidas para
meios com N15
100% com uma das fitas com
N15 e a outra com N14.
1a­ geração
N15–N14
N15–N14
Na replicação, conservam-se as fitas
­parentais e produzem-se novas fitas com N15.
50% com uma das fitas com N15 e a outra
com N15 e 50% com ambas as fitas com N15.
2a­ geração
N15–N14
N15–N15
N15–N14
Na replicação, conservam-se as fitas ­parentais
e produzem-se novas fitas com N15.
25% com uma das fitas com N15 e a outra
com N15 e 75% com ambas as fitas com N15.
3a­ geração
N15–N14
N15–N15
N15–N14
Pré-Universitário – Livro 2
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BIOLOGIA 1
Deve-se perceber que, a cada nova geração bacteriana no
meio com N15, a porcentagem de bactérias com moléculas de DNA híbridas (com uma fita com N14 e outra com
N15) se reduz à metade: de 100% na 1ª geração para 50%
na 2ª geração e 25% na 3ª geração.
O gráfico a seguir correspondente ao resultado obtido
na primeira etapa do experimento, na qual as células se
reproduziram em meio normal com N14, com 100% das
moléculas de DNA com ambas as fitas com N14.
Z
Quantidade de DNA
Quantidade de DNA
Densidade do
DNA com duas
fitas com N14
Densidade do
DNA híbrido
N14/N15
Densidade do
DNA com duas
fitas com N15
O gráfico a seguir correspondente ao resultado obtido na
3ª geração desenvolvida em meio com N15, com 25% das
moléculas de DNA com uma fita com N14 e outra com N15
e 75% das moléculas de DNA com ambas as fitas com N15.
Densidade do
DNA com duas
fitas com N14
Densidade do
DNA híbrido
N14/N15
Quantidade de DNA
X
Densidade do
DNA com duas
fitas com N15
O seguinte gráfico correspondente ao resultado obtido na
1ª geração desenvolvida em meio com N15, com 100% das
moléculas de DNA com uma fita com N14 e outra com N15.
Y
Quantidade de DNA
Densidade do
DNA com duas
fitas com N14
Densidade do
DNA híbrido
N14/N15
Densidade do
DNA com duas
fitas com N15
Os gráficos que correspondem, respectivamente, à primeira, à segunda e à terceira gerações em meio com N15
são Y, Z e X.
06 B
Densidade do
DNA com duas
fitas com N14
Densidade do
DNA híbrido
N14/N15
Densidade do
DNA com duas
fitas com N15
O seguinte gráfico correspondente ao resultado obtido na
2ª geração desenvolvida em meio com N15, com 50% das
moléculas de DNA com uma fita com N14 e outra com N15
e 50% das moléculas de DNA com ambas as fitas com N15.
4
Os organismos guardam todo o seu material genético no
DNA. Esse material mantém todo funcionamento do organismo, influenciando diretamente na reprodução, hereditariedade e síntese proteica. O gene é o segmento de
DNA com informação para produzir um RNA capaz de ser
traduzido em um peptídio, sendo que cada molécula de
DNA inclui vários genes. O conjunto de todos os genes
de um organismo é conhecido como genoma. Em eucariontes, o DNA está associado a proteínas básicas denominadas histonas, formando com elas os cromossomos.
Segundo a Teoria Uninêmica, cada cromossomo equivale
a uma única molécula de DNA, ou seja, uma única dupla
hélice de DNA.
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BIOLOGIA 1
07 A
Os fatores descritos por Mendel na Genética clássica são
hoje caracterizados como genes. Assim, as letras utilizadas
pelo cientista para descrever os fatores mendelianos correspondem aos atuais genes. De acordo com o modelo
“1 gene, 1 peptídio”, o gene é o segmento de DNA com
informação para produzir um peptídio, que é, ou faz parte
de, uma proteína, sendo que cada molécula de DNA inclui
vários genes.
08 D
Na estrutura em dupla hélice do DNA, para cada adenina
numa fita, ocorrerá uma timina na fita complementar (e
vice-versa), e para cada guanina numa fita, ocorrerá uma
citosina na fita complementar (e vice-versa). Assim, se a
fita não molde do DNA é AAT CCG ACG GGA, sua complementar, a fita molde será TTA GGC TGC CCT. Quando
a fita molde for transcrita em RNAm, haverá a regra de
paridade, mas com uracila no lugar de timina. Assim, o
RNAm produzido será AAUCCGACGGGA.
09 B
A receita do bolo representa a “receita” da proteína, ou
seja, a informação codificante dos éxons. Essas informações se encontram mescladas dentro das letras em disposição aleatória, ou seja, a informação não codificante
dos íntrons.
10 B
Partindo de um mesmo pré-RNA mensageiro, o processo
de splicing alternativo é essencial para entender essa diferença entre o número de genes e o número de proteínas
que podem ser sintetizadas pelo organismo. Devido a cortes e remontagens, diferentes tipos de RNAm podem ser
codificados, e, assim, a tradução gênica e a síntese proteica são diretamente afetadas.
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