11.E: Mecanismos da Genética Microbiana (Exercícios)

11.1: O que são genes?

Um gene é composto de DNA que é “lido” ou transcrito para produzir uma molécula de RNA durante o processo de transcrição. Um dos principais tipos de molécula de RNA, chamado RNA mensageiro (mRNA), fornece as informações para o ribossomo catalisar a síntese de proteínas em um processo chamado tradução. Os processos de transcrição e tradução são coletivamente chamados de expressão gênica.

Escolha múltipla

O DNA faz tudo, exceto qual das seguintes?

1. serve como material genético passado de pai para filho
2. permanece constante, apesar das mudanças nas condições ambientais
3. fornece as instruções para a síntese do RNA mensageiro
4. é lido pelos ribossomos durante o processo de tradução

Responda

D

De acordo com o dogma central, qual das seguintes opções representa o fluxo de informação genética nas células?

1. proteína em DNA em RNA
2. DNA em RNA em proteína
3. RNA para DNA em proteína
4. DNA em proteína em RNA

Responda

B

Verdadeiro/falso

As células estão sempre produzindo proteínas de todos os genes que possuem.

Responda

Falso

Preencha o espaço em branco

O processo de fazer uma cópia de RNA de um gene é chamado ________.

Responda

transcrição

O ________ de uma célula permanece constante, enquanto seu fenótipo muda em resposta às influências ambientais.

Responda

genótipo ou genoma

Resposta curta

Duas células observavelmente diferentes podem ter o mesmo genótipo? Explique.

Pensamento crítico

Uma cultura pura de uma bactéria desconhecida foi colocada em placas de uma variedade de meios. Você percebe que a morfologia da colônia é notavelmente diferente em placas de meio mínimo com glicose em comparação com a observada nas placas de ágar de soja tripticase. Como você pode explicar essas diferenças na morfologia das colônias?

11.2: Replicação do DNA

O processo de replicação do DNA é semiconservador, o que resulta em duas moléculas de DNA, cada uma com uma fita parental de DNA e uma fita recém-sintetizada. Nas bactérias, o início da replicação ocorre na origem da replicação, onde o DNA superenrolado é desenrolado pela DNA girase, feito de fita simples pela helicase e ligado por proteína de ligação de fita simples para manter seu estado de fita simples.

Escolha múltipla

Qual das alternativas a seguir é a enzima que substitui os nucleotídeos de RNA em um primer com nucleotídeos de DNA?

1. DNA polimerase III
2. DNA polimerase I
3. primase
4. helicase

Responda

B

Qual das opções a seguir não está envolvida no início da replicação?

1. ligase
2. DNA girase
3. proteína de ligação de fita simples
4. primase

Responda

UMA

Qual das seguintes enzimas envolvidas na replicação do DNA é exclusiva dos eucariotos?

1. helicase
2. DNA polimerase
3. ligase
4. telomerase

Responda

D

Qual das seguintes opções seria sintetizada usando 5′-CAGTTCGGA-3' como modelo?

1. 3′-AGGCTTGAC-4′
2. 3′-TCCGAACTG-5′
3. 3′-GTCAAGCCT-5′
4. 3′-CAGTTCGGA-5′

Responda

C

Preencha o espaço em branco

A enzima responsável por relaxar o DNA superenrolado para permitir o início da replicação é chamada de ________.

Responda

DNA girase ou topoisomerase II

A replicação unidirecional de uma molécula circular de DNA, como um plasmídeo, que envolve cortar uma fita de DNA e deslocá-la ao sintetizar uma nova fita, é chamada de ________.

Responda

replicação em círculo rolante

Verdadeiro/falso

Mais primers são usados na síntese de fios retardados do que na síntese de fios principais.

Responda

É verdade

Resposta curta

Por que a primase é necessária para a replicação do DNA?

Qual é o papel da proteína de ligação de fita simples na replicação do DNA?

Abaixo está uma sequência de DNA. Imagine que esta é uma seção de uma molécula de DNA que se separou em preparação para a replicação, então você está vendo apenas uma fita de DNA. Construa a sequência complementar de DNA (indicando as extremidades de 5' e 3').

Sequência de DNA: 3'-T A C T G A C T G A C G A T C-5'

Pensamento crítico

Analise a Figura 11.2.1 e a Figura 11.2.2. Por que era importante que Meselson e Stahl continuassem seu experimento com pelo menos duas rodadas de replicação após a marcação isotópica do DNA inicial com ¹⁵ N, em vez de interromper o experimento após apenas uma rodada de replicação?

Se desoxirribonucleotídeos que não possuem os grupos 3'-OH forem adicionados durante o processo de replicação, o que você espera que ocorra?

11.3: Transcrição de RNA

Durante o processo de transcrição, a informação codificada na sequência de DNA de um ou mais genes é transcrita em uma fita de RNA, também chamada de transcrição de RNA. A molécula de RNA de fita simples resultante, composta por ribonucleotídeos contendo as bases adenina, citosina, guanina e uracilo, atua como uma cópia molecular móvel da sequência original de DNA. A transcrição em procariontes e eucariotos requer que a dupla hélice do DNA se desenrole parcialmente na região da síntese de RNA.

Escolha múltipla

Durante qual estágio da transcrição bacteriana a subunidade σ da RNA polimerase está envolvida?

1. iniciação
2. alongamento
3. terminação
4. emenda

Responda

UMA

Qual dos seguintes componentes está envolvido no início da transcrição?

1. primer
2. origem
3. promoter
4. iniciar o códon

Responda

C

Qual das alternativas a seguir não é uma função da tampa de 5' e da cauda poli-A de 3' de uma molécula madura de mRNA eucariótico?

1. para facilitar o empalme
2. para evitar a degradação do mRNA
3. para auxiliar na exportação da transcrição madura para o citoplasma
4. para ajudar na ligação do ribossomo à transcrição

Responda

UMA

O mRNA maduro de um eucarioto conteria cada uma dessas características, exceto qual das seguintes?

1. RNA codificado em éxon
2. RNA codificado por intron
3. Boné de 5'
4. Cauda de poliéster de 3 pés

Responda

B

Preencha o espaço em branco

Um mRNA ________ é aquele que codifica vários polipeptídeos.

Responda

policistrônico

O complexo proteico responsável pela remoção de sequências de RNA codificadas por íntron dos transcritos primários em eucariotos é chamado de ________.

Responda

Spliceossoma

Resposta curta

Qual é a finalidade do processamento de RNA em eucariotos? Por que os procariontes não exigem processamento semelhante?

Abaixo está uma sequência de DNA. Imagine que esta é uma seção de uma molécula de DNA que se separou em preparação para a transcrição, então você está vendo apenas a fita antisense. Construa a sequência de mRNA transcrita a partir deste modelo.

Cadeia de DNA antisense: 3'-T A C T G A C T G A C G A T C-5'

Pensamento crítico

Preveja o efeito de uma alteração na sequência de nucleotídeos na região —35 de um promotor bacteriano.

11.4: Síntese de proteínas (Tradução)

A síntese de proteínas consome mais energia de uma célula do que qualquer outro processo metabólico. Por sua vez, as proteínas representam mais massa do que qualquer outra macromolécula de organismos vivos. Eles realizam praticamente todas as funções de uma célula, servindo como elementos funcionais (por exemplo, enzimas) e estruturais. O processo de tradução, ou síntese de proteínas, a segunda parte da expressão gênica, envolve a decodificação por um ribossomo de uma mensagem de mRNA em um produto polipeptídico.

Escolha múltipla

Qual das alternativas a seguir é o nome da sequência de três bases no mRNA que se liga a uma molécula de tRNA?

1. Site IP
2. códon
3. anticódon
4. Site de ligação CCA

Responda

B

Qual componente é o último a se juntar ao complexo de iniciação durante o início da tradução?

1. a molécula de mRNA
2. a pequena subunidade ribossômica
3. a grande subunidade ribossômica
4. o iniciador tRNA

Responda

C

Durante o alongamento na tradução, a qual sítio ribossômico uma molécula de tRNA carregada de entrada se liga?

1. Um site
2. Site IP
3. Site eletrônico
4. Site B

Responda

UMA

Qual dos seguintes é o aminoácido que aparece no terminal N de todos os polipeptídeos procarióticos e eucarióticos recém-traduzidos?

1. triptofano
2. metionina
3. selenocisteína
4. glicina

Responda

B

Quando o ribossomo atinge um códon sem sentido, qual das seguintes opções ocorre?

1. uma metionina é incorporada
2. o polipeptídeo é liberado
3. uma ligação peptídica se forma
4. o site A se liga a um tRNA carregado

Responda

B

Preencha o espaço em branco

A terceira posição dentro de um códon, na qual as mudanças geralmente resultam na incorporação do mesmo aminoácido no polipeptídeo em crescimento, é chamada de ________.

Responda

posição de oscilação

A enzima que adiciona um aminoácido a uma molécula de tRNA é chamada ________.

Responda

Aminoacil-tRNA sintetase

Verdadeiro/falso

Cada códon dentro do código genético codifica um aminoácido diferente.

Responda

Falso

Resposta curta

Por que a tradução termina quando o ribossomo atinge um códon de parada? O que acontece?

Como o processo de tradução difere entre procariontes e eucariotos?

O que significa o código genético ser quase universal?

Abaixo está uma sequência de DNA antisense. Traduza a molécula de mRNA sintetizada usando o código genético, registrando a sequência de aminoácidos resultante, indicando os terminais N e C.

Cadeia de DNA antisense: 3'-T A C T G A C T G A C G A T C-5'

Pensamento crítico

Marque o seguinte na figura: sítios ribossômicos E, P e A; mRNA; códons; anticódons; polipeptídeo em crescimento; aminoácido entrante; direção da translocação; pequena unidade ribossômica; grande unidade ribossômica.

Antes da elucidação do código genético, cientistas proeminentes, incluindo Francis Crick, previram que cada códon de mRNA, codificando um dos 20 aminoácidos, precisava ter pelo menos três nucleotídeos. Por que não é possível que os códons sejam mais curtos?

11.5: Mutações

Uma mutação é uma mudança hereditária na sequência de DNA de um organismo. O organismo resultante, chamado de mutante, pode ter uma mudança reconhecível no fenótipo em comparação com o tipo selvagem, que é o fenótipo mais comumente observado na natureza. Uma alteração na sequência de DNA é conferida ao mRNA por meio da transcrição e pode levar a uma sequência alterada de aminoácidos em uma proteína na tradução.

Escolha múltipla

Qual das alternativas a seguir é uma mudança na sequência que leva à formação de um códon de parada?

1. mutação missense
2. mutação sem sentido
3. mutação silenciosa
4. mutação de deleção

Resposta

B

A formação de dímeros de pirimidina resulta de qual das seguintes?

1. erros espontâneos da DNA polimerase
2. exposição à radiação gama
3. exposição à radiação ultravioleta
4. exposição a agentes intercalantes

Resposta

C

Qual das alternativas a seguir é um exemplo de mutação frameshift?

1. uma exclusão de um códon
2. mutação missense
3. mutação silenciosa
4. deleção de um nucleotídeo

Resposta

D

Qual das alternativas a seguir é o tipo de reparo do DNA no qual os dímeros de timina são diretamente decompostos pela enzima fotoliase?

1. reparo direto
2. reparo por excisão de nucleotídeos
3. reparo de incompatibilidade
4. revisando

Resposta

UMA

Qual das seguintes afirmações sobre o teste de Ames é verdadeira?

1. É usado para identificar mutantes auxotróficos recém-formados.
2. É usado para identificar mutantes com atividade biossintética restaurada.
3. É usado para identificar mutantes espontâneos.
4. É usado para identificar mutantes sem atividade de fotorreativação.

Resposta

B

Preencha o espaço em branco

Um mutagênico químico estruturalmente semelhante a um nucleotídeo, mas com regras diferentes de emparelhamento de bases, é chamado de ________.

Resposta

análogo de nucleosídeo

A enzima usada no reparo da luz para dividir dímeros de timina é chamada de ________.

Resposta

fotoliase

O fenótipo de um organismo mais comumente observado na natureza é chamado de ________.

Resposta

tipo selvagem

Verdadeiro/falso

Os agentes cancerígenos são tipicamente mutagênicos.

Resposta

É verdade

Resposta curta

Por que é mais provável que inserções ou deleções sejam mais prejudiciais para uma célula do que mutações pontuais?

Pensamento crítico

Abaixo estão várias sequências de DNA que sofrem mutação em comparação com a sequência do tipo selvagem: 3'-T A C T G A C T G A C G A T C-5'. Imagine que cada uma é uma seção de uma molécula de DNA que se separou na preparação para a transcrição, então você está vendo apenas a fita modelo. Construa as sequências de DNA complementares (indicando as extremidades 5' e 3') para cada sequência de DNA mutada, depois transcreva (indicando as extremidades 5' e 3') as fitas modelo e traduza as moléculas de mRNA usando o código genético, registrando a sequência de aminoácidos resultante (indicando os terminais N e C). Que tipo de mutação é cada uma?

Cadeia de modelo de DNA mutado #1:3'-T A C T G T C T G A C G A T C-5' Sequência complementar de DNA: Sequência de mRNA transcrita do modelo: Sequência de aminoácidos do peptídeo: Tipo de mutação:

Cadeia de modelo de DNA mutado #2:3'-T A C G G A C T G A C G A T C-5' Sequência complementar de DNA: Sequência de mRNA transcrita do modelo: Sequência de aminoácidos do peptídeo: Tipo de mutação:

Linha de modelo de DNA mutado #3:3'-T A C T G A C T G A C T G A C T A T C-5 ' Sequência complementar de DNA: Sequência de mRNA transcrita do modelo: Sequência de aminoácidos do peptídeo: Tipo de mutação:

Linha de modelo de DNA mutado #4:3'-T A C G A C T G A C T G A C T A T C-5' Sequência complementar de DNA: Sequência de mRNA transcrita do modelo: Sequência de aminoácidos do peptídeo: Tipo de mutação:

Por que você acha que o teste de Ames é preferível ao uso de modelos animais para rastrear compostos químicos quanto à mutagenicidade?

11.6: Como os procariontes assexuados alcançam a diversidade genética

Como os organismos cujo modo reprodutivo dominante é o assexual criam diversidade genética? Em procariontes, a transferência horizontal de genes (HGT), a introdução de material genético de um organismo para outro na mesma geração, é uma forma importante de introduzir a diversidade genética. O HGT permite que até mesmo espécies distantes compartilhem genes, influenciando seus fenótipos.

Escolha múltipla

Qual é o mecanismo pelo qual a excisão inadequada de um profago de um cromossomo bacteriano resulta no empacotamento de genes bacterianos próximos ao local de integração em uma cabeça de fago?

1. conjugação
2. transdução generalizada
3. transdução especializada
4. transformação

Resposta

C

Qual das alternativas a seguir se refere à absorção de DNA nu do ambiente circundante?

1. conjugação
2. transdução generalizada
3. transdução especializada
4. transformação

Resposta

D

O plasmídeo F está envolvido em qual dos seguintes processos?

1. conjugação
2. transdução
3. transposição
4. transformação

Resposta

UMA

Qual das alternativas a seguir se refere ao mecanismo de transferência horizontal de genes naturalmente responsável pela disseminação de genes de resistência a antibióticos em uma população bacteriana?

1. conjugação
2. transdução generalizada
3. transdução especializada
4. transformação

Resposta

UMA

Preencha o espaço em branco

Uma pequena molécula de DNA que tem a capacidade de se extirpar de forma independente de um local em uma molécula de DNA maior e se integrar ao DNA em outro lugar é chamada de ________.

Resposta

transposon ou elemento transponível

________ é um grupo de mecanismos que permitem a introdução de material genético de um organismo para outro organismo dentro da mesma geração.

Resposta

Transferência horizontal de genes

Verdadeiro/falso

Organismos que se reproduzem assexuadamente carecem de mecanismos para gerar diversidade genética dentro de uma população.

Resposta

Falso

Resposta curta

Descreva brevemente duas maneiras pelas quais o DNA cromossômico de uma célula doadora pode ser transferido para uma célula receptora durante o processo de conjugação.

Descreva o que acontece quando uma mutação sem sentido é introduzida no gene que codifica a transposase dentro de um transposon.

11.7: Regulação gênica - Teoria dos Operons

O DNA genômico contém genes estruturais, que codificam produtos que servem como estruturas celulares ou enzimas, e genes regulatórios, que codificam produtos que regulam a expressão gênica. A expressão de um gene é um processo altamente regulado. Enquanto a regulação da expressão gênica em organismos multicelulares permite a diferenciação celular, em organismos unicelulares, como procariontes, ela garante que os recursos de uma célula não sejam desperdiçados produzindo proteínas de que a célula não precisa naquele momento.

Escolha múltipla

É provável que um operon de genes que codificam enzimas em uma via biossintética seja qual dos seguintes?

1. induzível
2. reprimível
3. constitutivo
4. monocistrônico

Resposta

B

Diz-se que um operon que codifica genes que são transcritos e traduzidos continuamente para fornecer à célula níveis intermediários constantes dos produtos proteicos é qual dos seguintes?

1. reprimível
2. induzível
3. constitutivo
4. ativado

Resposta

C

Qual das seguintes condições leva à expressão máxima do operon lac?

1. lactose presente, glicose ausente
2. lactose presente, glicose presente
3. ausência de lactose, ausência de glicose
4. ausência de lactose, presença de glicose

Resposta

UMA

Qual das alternativas a seguir é um tipo de regulação da expressão gênica exclusivo dos eucariotos?

1. atenuação
2. uso do fator σ alternativo
3. modificação química de histonas
4. alarmonas

Resposta

C

Preencha o espaço em branco

A sequência de DNA, à qual os repressores podem se ligar, que fica entre o promotor e o primeiro gene estrutural é chamada de ________.

Resposta

operador

A prevenção da expressão de operons que codificam as vias de uso do substrato para substratos diferentes da glicose quando a glicose está presente é chamada de _______.

Resposta

catabolite a repressão

Resposta curta

Quais são as duas maneiras pelas quais as bactérias podem influenciar a transcrição de vários operons diferentes simultaneamente em resposta a uma condição ambiental específica?

Pensamento crítico

A figura a seguir é do trabalho original de Monod sobre crescimento diauxico, mostrando o crescimento de E. coli na presença simultânea de xilose e glicose como as únicas fontes de carbono. Explique o que está acontecendo nos pontos A — D com relação à fonte de carbono que está sendo usada para o crescimento e explique se o operon de uso de xilose está sendo expresso (e por quê). Observe que a expressão das enzimas necessárias para o uso da xilose é regulada de maneira semelhante à expressão das enzimas necessárias para o uso da lactose.