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14.E: Estrutura e função do DNA (exercícios)

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    14.1: Base histórica da compreensão moderna

    A compreensão moderna do DNA evoluiu da descoberta do ácido nucléico para o desenvolvimento do modelo de dupla hélice. Na década de 1860, Friedrich Miescher, médico de profissão, foi a primeira pessoa a isolar substâncias químicas ricas em fosfato dos glóbulos brancos ou leucócitos. Ele chamou essas substâncias químicas (que eventualmente seriam conhecidas como RNA e DNA) de nucleína porque elas estavam isoladas dos núcleos das células.

    Perguntas de revisão

    Se o DNA de uma determinada espécie fosse analisado e descobrisse que ela contém 27 por cento A, qual seria a porcentagem de C?

    1. 27 por cento
    2. 30 por cento
    3. 23 por cento
    4. 54 por cento
    Responda

    C

    Os experimentos de Hershey e Chase ajudaram a confirmar que o DNA era o material hereditário com base na descoberta de que:

    1. fagos radioativos foram encontrados na pastilha
    2. células radioativas foram encontradas no sobrenadante
    3. enxofre radioativo foi encontrado dentro da célula
    4. fósforo radioativo foi encontrado na célula
    Responda

    D

    Resposta gratuita

    Explique os experimentos de transformação de Griffith. O que ele concluiu deles?

    Responda

    As células R vivas adquiriram informações genéticas das células S mortas pelo calor que “transformaram” as células R em células S.

    Por que o enxofre e o fósforo radioativos foram usados para rotular o bacteriófago nos experimentos de Hershey e Chase?

    Responda

    O enxofre é um elemento encontrado nas proteínas e o fósforo é um componente dos ácidos nucléicos.

    14.2: Estrutura e sequenciamento do DNA

    Os blocos de construção do DNA são os nucleotídeos. Os componentes importantes do nucleotídeo são uma base nitrogenada, a desoxirribose (açúcar de 5 carbonos) e um grupo fosfato. O nucleotídeo é nomeado dependendo da base nitrogenada. A base nitrogenada pode ser uma purina, como adenina (A) e guanina (G), ou uma pirimidina, como citosina (C) e timina (T).

    Perguntas de revisão

    A dupla hélice do DNA não tem qual das seguintes?

    1. configuração antiparalela
    2. emparelhamento de bases complementar
    3. ranhuras maiores e menores
    4. uracilo
    Responda

    D

    Em eucariotos, o que é o DNA envolto?

    1. proteínas de ligação de fita simples
    2. braçadeira deslizante
    3. polimerase
    4. histonas
    Responda

    D

    Resposta gratuita

    Forneça um breve resumo do método de sequenciamento Sanger.

    Responda

    A fita de DNA modelo é misturada com uma DNA polimerase, um primer, os 4 desoxinucleotídeos e uma concentração limite de 4 didesoxinucleotídeos. A DNA polimerase sintetiza uma fita complementar ao molde. A incorporação de DDNTPs em locais diferentes resulta em fragmentos de DNA que terminaram em todas as bases possíveis no modelo. Esses fragmentos são separados por eletroforese em gel e visualizados por um detector a laser para determinar a sequência de bases.

    Descreva a estrutura e o emparelhamento de bases complementares do DNA.

    Resposta

    O DNA tem duas fitas em orientação anti-paralela. As ligações açúcar-fosfato formam uma espinha dorsal na parte externa e as bases são emparelhadas por dentro: A com T e G com C, como degraus em uma escada em espiral.

    14.3: Noções básicas de replicação de DNA

    A elucidação da estrutura da dupla hélice forneceu uma dica de como o DNA se divide e faz cópias de si mesmo. Esse modelo sugere que os dois fios da dupla hélice se separam durante a replicação, e cada fio serve como um modelo do qual o novo fio complementar é copiado. O que não ficou claro foi como a replicação ocorreu. Foram sugeridos três modelos: conservador, semiconservador e dispersivo.

    Perguntas de revisão

    Os experimentos de Meselson e Stahl provaram que o DNA se replica por qual modo?

    1. conservador
    2. semiconservador
    3. dispersivo
    4. nenhuma das opções acima
    Resposta

    B

    Se a sequência da cadeia 5'-3' for AATGCTAC, a sequência complementar terá a seguinte sequência:

    1. 3'-AATGCTAC-5'
    2. 3'-CATCGTAA-5'
    3. 3'-TTACGATG-5'
    4. 3'-TAGCATT-5'
    Resposta

    C

    Resposta gratuita

    Como a comunidade científica descobriu que a replicação do DNA ocorre de forma semiconservadora?

    Resposta

    Os experimentos de Meselson com E. coli cultivada em 15 N deduziram esse achado.

    14.4: Replicação de DNA em procariontes

    A replicação do DNA tem sido extremamente bem estudada em procariontes, principalmente por causa do pequeno tamanho do genoma e dos mutantes disponíveis. A E. coli tem 4,6 milhões de pares de bases em um único cromossomo circular e tudo isso é replicado em aproximadamente 42 minutos, partindo de uma única origem de replicação e prosseguindo ao redor do círculo em ambas as direções. Isso significa que aproximadamente 1000 nucleotídeos são adicionados por segundo. O processo é bastante rápido e ocorre sem muitos erros

    Perguntas de revisão

    Qual dos seguintes componentes não está envolvido durante a formação do garfo de replicação?

    1. proteínas de ligação de fita única
    2. helicase
    3. origem da replicação
    4. ligase
    Resposta

    D

    Qual das seguintes opções a enzima primase sintetiza?

    1. Primer de DNA
    2. Primer de RNA
    3. Fragmentos de Okazaki
    4. ligação fosfodiéster
    Resposta

    B

    Em qual direção a replicação do DNA ocorre?

    1. 5'-3'
    2. 3'-5'
    3. 5'
    4. 3'
    Resposta

    UMA

    Resposta gratuita

    A replicação do DNA é bidirecional e descontínua; explique sua compreensão desses conceitos.

    Resposta

    Na origem da replicação, dois garfos de replicação são formados que são estendidos em duas direções. No fio defasado, os fragmentos de Okazaki são formados de forma descontínua.

    O que são fragmentos de Okazaki e como eles são formados?

    Resposta

    Fragmentos curtos de DNA são formados na fita retardada sintetizada em uma direção distante do garfo de replicação. Eles são sintetizados pelo DNA pol.

    Se a taxa de replicação em um determinado procarioto for de 900 nucleotídeos por segundo, quanto tempo levaria 1,2 milhão de genomas de pares de bases para fazer duas cópias?

    Resposta

    1333 segundos ou 22,2 minutos.

    Explique os eventos que ocorrem na bifurcação de replicação. Se o gene da helicase sofrer mutação, qual parte da replicação será afetada?

    Resposta

    Na bifurcação de replicação, os eventos que ocorrem são a ação da helicase, a ligação de proteínas de ligação de fita única, a síntese de primers e a síntese de novas fitas. Se houver um gene da helicase mutado, a bifurcação de replicação não será estendida.

    Qual é o papel de um primer na replicação do DNA? O que aconteceria se você esquecesse de adicionar um primer em um tubo contendo a mistura de reações para uma reação de sequenciamento de DNA?

    Resposta

    O Primer fornece um grupo 3'-OH para que o DNA pol comece a adicionar nucleotídeos. Não haveria reação no tubo sem um primer e nenhuma faixa seria visível na eletroforese.

    14.5: Replicação de DNA em eucariotos

    Os genomas eucarióticos são muito mais complexos e maiores em tamanho do que os genomas procarióticos. O genoma humano tem três bilhões de pares de bases por conjunto haplóide de cromossomos, e 6 bilhões de pares de bases são replicados durante a fase S do ciclo celular. Existem várias origens de replicação no cromossomo eucariótico; os humanos podem ter até 100.000 origens de replicação

    Perguntas de revisão

    As extremidades dos cromossomos lineares são mantidas por

    1. helicase
    2. primase
    3. Pool de DNA
    4. telomerase
    Resposta

    D

    Resposta gratuita

    Como os cromossomos lineares nos eucariotos garantem que suas extremidades sejam replicadas completamente?

    Resposta

    A telomerase tem um modelo de RNA embutido que estende a extremidade 3', então o primer é sintetizado e estendido. Assim, as extremidades estão protegidas.

    14.6: Reparo de DNA

    A replicação do DNA é um processo altamente preciso, mas erros podem ocorrer ocasionalmente, como uma DNA polimerase inserindo uma base errada. Às vezes, erros não corrigidos podem levar a consequências graves, como câncer. Os mecanismos de reparo corrigem os erros. Em casos raros, os erros não são corrigidos, levando a mutações; em outros casos, as próprias enzimas de reparo são mutadas ou defeituosas.

    Perguntas de revisão

    Durante a revisão, qual das seguintes enzimas lê o DNA?

    1. primase
    2. topoisomerase
    3. Pool de DNA
    4. helicase
    Resposta

    C

    O mecanismo inicial para reparar erros de nucleotídeos no DNA é ________.

    1. reparo de incompatibilidade
    2. Revisão da DNA polimerase
    3. reparo por excisão de nucleotídeos
    4. dímeros de timina
    Resposta

    B

    Resposta gratuita

    Qual é a consequência da mutação de uma enzima reparadora incompatível? Como isso afetará a função de um gene?

    Resposta

    As mutações não são reparadas, como no caso da xeroderma pigmentosa. A função gênica pode ser afetada ou não pode ser expressa.