segunda-feira, 12 de dezembro de 2011

Genmol - Avaliação de reposição, com respostas


Genética Molecular        Avaliação de reposição    12/12/2011

1)      Há duas formas de agrupar os seres vivos a partir de seu ancestral comum, o progenoto. Quais são elas?
R: Acredita-se que três grandes grupos de seres vivos evoluíram a partir do progenoto: as Eubactérias, as Arqueobactérias e os Eucariotos. A primeira forma de grupá-los faz com que todos derivem diretamente do cancestral comum. A outra forma supõe que as Eubactérias e as Arqueobactérias derivaram diretamente do ancestral comum e os Eucariotos foram uma evolução das Eubactérias.

2)      Os experimentos de Griffith e de Avery e cols. apontam o DNA como reservatório da informação genética. Aponte as diferenças mais importantes entre eles (NÂO DESCREVA OS EXPERIMENTOS!)
R: Grifith empregou camundongos e bactérias mortas pelo calor, enquanto Avery e cols empregaram placas de Petri e extratos muito purificados de DNA, RNA e PTN obtidos da bactéria.

3)      Na estrutura do DNA as bases estão voltadas para dentro da fita. Que vantagem existe nisso para a conservação da informação genética?
R: a criação de uma região hidrofóbica que reduz muito o acesso de moléculas ao interior da fita dupla, reduzindo os eventuais danos às bases por hidrólise ou outro ataque de moléculas reativas.

4)      Quando o DNA é replicado, um complexo de enzimas e proteínas entra em ação, chamado replicossomo. Quais são as enzimas e proteínas deste complexo e suas funções?
R: Há duas DNA polimerases, que estendem fitas simples de DNA, copiando cada uma de uma das fitas molde pré-existentes e iniciando no primer; há uma RNA primase, que adiciona primers pareados com a fita descontínua; há um conjunto de proteínas ligadoras de fita simples, chamadas SSB, que protegem a alça despareada da fita descontínua na forquilha de replicação; há uma helicase, que auxilia a separação das fitas de DNA que serão copiadas; há uma girase, que relaxa a tensão provocada pelo giro do DNA fita dupla, resultante do avanço da forquilha de replicação; (há outras moléculas menos comentadas na sala de aula)

5)      Devido à ausência de atividade 3´-5´ polimerásica, as DNA polimerases não conseguem replicar as extremidades de cromossomos lineares de DNA fita dupla. Nos eucariotos esta função é de uma enzima em particular. Qual seu nome e como funciona (descreva de forma sucinta).
R: A enzima é a telomerase, uma DNA polimerase RNA dirigida (ou transcriptase reversa). Esta enzima utiliza um molde interno de RNA que contém a sequência complementar ao telômero daquela espécie de organismo e adiciona bases à extremidade 3´ do DNA nas pontas do cromossomo.

6)      Há muitos tipos de RNA na célula eucariota; designe três deles e descreva brevemente suas funções na célula? 
R: O mRNA é uma molécula de tamanho muito variável, que contém o transcrito de um gene, eventualmente bastante processado no caso dos eucariotos. O tRNA é um pequeno RNA de tamanho pouco variável que serve para transportar um aminoácido específico (para cada tRNA) para o ribossomo na síntese protéica. O rRNA é uma molécula relativamente longa, que está agrupada em três classes de tamanho. Duas destas classes compõem, com as proteínas, a sub-unidade maior do ribossoma e uma outra a sub-unidade menor.

7)      Porque a transcrição não pode ser acoplada à tradução nos eucariotos?
R: Porque a síntese do RNA ocorre no núcleo, assim como sua maturação em mRNA, enquanto a síntese protéica ocorre no citoplasma.

8)      No processo de splicing diferentes mRNAs maduros podem ser gerados. O que não pode ocorrer neste processo?
R: a troca de ordem dos exons no mRNA maduro

9)      A síntese proteica se inicia diferentemente nos procariotos e eucariotos. Onde reside a diferença?
R: Na forma como o ribossomo se liga ao mRNA: nos procariotos será sempre numa sequência interna no mRNA denominada sítio ligador de ribossomo. Nos eucariotos, exceto em casos excepcionais, a ligação será na extremidade do mRNA.

10)   Qual é o verdadeiro “tradutor” do código genético na célula?
R: A aminoacil tRNA sintetase.
11)   Se o código genético é universal, porque um mRNA contendo num gene de procarioto pode ter uma expressão muito reduzida num eucarioto, mesmo sob comando de um promotor eucarioto constitutivo forte?
R: por causa de uma eventual distorção do uso de códons (codon bias).

12)   A conservação da informação genética é vital para a sobrevivência de uma espécie. Na replicação podem acontecer erros, com o aparecimento de bases errôneas na fita recém sintetizada. Porque isso acontece?
R: Pela incorporação de tautômeros de base.

13)   Depois da replicação a informação genética também pode sofrer danos. Dímeros de timina são formados pela ação da radiação UV no DNA. Que enzima corrige este problema e como atua?
R: A fotoliase; quebra o anel ciclo-butano formato entre dímeros de timina adjacentes.

14)   Nos procariotos, o controle da expressão gênica depende da ligação de proteínas ao DNA. Como se chama este sítio de ligação e como atua esta proteína? (seja genérico, não dê exemplos de controles de genes específicos).
R: O sítio é denominado operador. Uma molécula de repressor ativo, ligada a este sítio, impede que a RNA polimerase se ligue ao promotor, que lhe é adjacente.

15)   Qual a diferença fundamental de atuação entre um promotor eucarioto e um procarioto?
R: Os promotores procariotos estão sempre “visíveis” à RNA polimerase, isto é, podem ser sempre ligados por ela, exceto se os operadores estiverem ocupados por um repressor. Nos eucariotos os promotores estão em geral “invisíveis” e a RNA polimerase só os reconhece quando são previamente ligados por muitas proteínas do complexo de iniciação da transcrição.

16)   Quando desejamos clonar um gene eucarioto para expressá-lo posteriormente, empregamos o mRNA deste gene. Porque?
R: Porque a presença dos introns existentes no gene em geral impede a expressão da proteína desejada, já que o organismo que vai ser empregado como hospedeiro da construção genética não fará splicing ou o fará de forma diferente ao eucarioto doador do gene.

17)   Numa biblioteca de cDNA de células de raiz de uma planta, posso encontrar sempre genes que se expressam em outras células. O que isso significa?
R: Significa que as células de um mesmo organismo têm um repertório de genes expressos em comum, em geral os genes chamados constitutivos.

18)   Querendo estudar a estrutura de um gene eucariotos, que tipos de bibliotecas devo usar? Porque?
R: Uma biblioteca genômica em geral basta, porque conterá intros, exons e regiões reguladoras do gene. Entretanto, em alguns casos pode ser bom TAMBÉM ter uma biblioteca de cDNA para estudar eventuais sítios de splicing novos na sequência do gene.

19)   Na construção de uma biblioteca de fragmentos genômicos obtidos com digestão parcial do DNA com a enzima EcoRI empreguei um vetor que contém um gene ampR e cujo spitio de clonagem para a enzima EcoRI está dentro de um gene kanR (que confere ao hospedeiro a resistência à canamicina). Como avalio a qualidade da biblioteca? Porque?
R: Plaqueando uma alíquota da biblioteca numa placa de Petri contendo meio adicionado de canamicina e comparando o número de colônias obtido com aquele observado no plaqueamento de igual volume da biblioteca num meio contendo apenas ampicilina. A razão disso é que apenas clones vazios (que não nos interessam) conferirão à hospedeira resistência a canamicina, enquanto que no meio com ampicilina crescerão todos os clones da biblioteca.

20)   Posso produzir uma planta resistente a um vírus inserindo na planta um transgene que gera um segmento de RNA com duas regiões de pelo menos 50 pares de base, distantes algumas dezenas de pares de base, que pareiam entre si. Como isso determina a resistência ao vírus?
R: Através do mecanismo conhecido como interferência de RNA. O RNA fita dupla será levado ao citoplasma, cortado em pequenos fragmentos de 21 pb que, adicionados ao complexo Argonauta vão conduzir à clivagem de um mRNA específico do vírus, que pareia com uma das fitas dos fragmentos. Sem o mRNA, o vírus não consegue completar ser ciclo infeccioso.

21)   A densidade dos genes nos eucariotos é uniforme. Porque?
R: A densidade não é uniforme!

22)   Nos eucariotos os introns tendem a crescer de tamanho em relação aos exons à medida que a complexidade do organismo aumenta. O que isso tem a ver com o tamanho de seus genomas? Porque?
R: O aumento do tamanho dos introns contribui para o aumento do genoma sem que haja um aumento do número de genes, mas não é a razão principal do aumento dos genomas eucariotos, que reside nas regiões intergênicas.

23)   Como as regiões repetidas influenciam a relação entre número de genes e tamanho dos genomas em eucariotos?
R: Com o aumento do número de repetições nas regiões intergênicas o genoma aumenta sem aumentar o número de genes. Isso é especialmente visível nos eucariotos superiores.

24)   Os genomas de mitocôndrias podem ser muito diferentes de uma espécie para outra de organismo, mas as funções das mitocôndrias são essencialmente as mesmas. Como se explica esta disparidade?
R: A fração de genes que é transferida do genoma mitocondrial ao genoma da célula hospedeira ao longo da evolução é muito variável de um organismo para outro e explica esta divergência no tamanho dos genomas das mitocôndrias.

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