exame bioquímica e fisiologia microbiana

EXAME BIOQUÍMICA E FISIOLOGIA MICROBIANA
Mestrado Integrado em Eng.ª Biológica
29 de Junho de 2016
Duração máxima 2 horas
1. Uma suspensão de Escherichia coli foi colocada num meio de cultura em que a
única fonte de carbono é a lactose. Descreva detalhadamente o processo usado
pela bactéria para internalizar a lactose e formar glucose utilizável como fonte
de carbono e energia. (1,5 valores)
2. O metabolismo central tem como objetivo principal gerar energia e poder redutor,
bem como precursores para a biossíntese dos vários componentes celulares.
Na ausência de glucose, mas presença de acetato, as bactérias Gram-negativas
conseguem produzir, entre outros, frutose 6-fosfato, precursor importante para a
síntese de peptidoglicano e lipopolissacárido. Descreva as vias metabólicas
associadas. (1,5 valores).
3. A fermentação láctica é utilizada em processos industriais para a produção de
lacticínios e outros produtos alimentares. Descreva detalhadamente uma das
três possíveis vias metabólicas que os microrganismos utilizam para a produção
de
ácido
láctico,
evidenciando
o
papel desempenhado
pela
lactato
desidrogenase. (1,5 valores)
4. Descreva detalhadamente a composição e as vias biossintéticas associadas à
síntese de biossíntese dos lipopolissacáridos por bactérias Gram-negativas. (2,5
valores)
5. Para a biossíntese de aminoácidos como a metionina e a cisteína, os
microganismos utilizam sulfato como fonte de enxofre. Descreva o processo de
aquisição de sulfato, bem como as transformações associadas até à sua
incorporação nos precursores dos referidos aminoácidos. (1,5 valores)
6. A regulação da expressão génica pode ocorrer a vários níveis. Recentemente,
foram descritos vários RNAs não codificantes que regulam a expressão génica.
Descreva as características gerais dos pequenos RNAs não codificantes
bacterianos, bem como o seu modo de atuação. Dê alguns exemplos de
pequenos RNAs não codificantes, indicando o seu principal papel. (1,5 valores)
7. Descreva o sistema geral usado pelos microrganismos para monitorizar
alterações ambientais e adaptar o seu metabolismo às novas condições.
Exemplifique o caso concreto de adaptação a flutuações de osmolaridade do
ambiente. (1,5 valores)
8. Na sua adaptação ao meio ambiente, muitas espécies desenvolveram sistemas
de regulação da expressão génica que permitem, de forma coordenada, adaptarse ao meio ambiente com sucesso. Estes sistemas são conhecidos por Quorumsensing. Descreva do ponto de vista molecular como funcionam estes sistemas
em bactérias Gram-negativas e Gram-positivas. (1,5 valores)
9. A exposição de E. coli a uma variação brusca da temperatura de 20 para 42ºC
leva a uma resposta celular conhecida por choque térmico. Descreva em que
consiste essa resposta e quais os mecanismos moleculares subjacentes. (1,5
valores)
10. Várias aplicações têm sido descritas para a enzima glucose 6-fosfato
desidrogenase, como a formação de biossensores para a estimativa da
concentração de glucose, ATP e fosfato (Prep Biochem Biotechnol.
2013;43:376-84). A enzima pode ser produzida na forma de proteína
recombinada, contendo no seu C-terminal uma extensão de 6 resíduos de
histidina. Após lise celular a enzima é purificada por técnicas de cromatografia.
a) Descreva um possível processo cromatográfico que permita obter a
enzima purificada num passo cromatográfico único. (1,0 valores)
b) Como
procederia para verificar que o eluato do processo
cromatográfico continha a enzima de interesse. (1,0 valores)
c) Como procederia para verificar que a enzima não perdia atividade
durante o processo de purificação. (1,0 valores)
11. A interação entre bactérias e organismos superiores pode ser vantajosa para
ambos (simbiose) ou resultar numa relação desigual, como é o caso das
situações de infeção. Algumas espécies de Sinorhizobium conseguem
estabelecer com determinadas leguminosas interações simbióticas, de que é
exemplo a fixação de azoto. Descreva como se estabelece essa interação,
detalhando os vários passos necessários ao estabelecimento de nódulos
produtivos, bem como as moléculas envolvidas nessa interação. (2,5 valores)