UNIVERSIDADE ESTADUAL DO PIAUÍ CAMPUS PROf. ALEXANDRE ALVES DE OLIVEIRA – PARNAÍBA

PRF. ANTÔNIO JOAQUIM DE SOUZA CASTRO

1. Quais as diferenças de composição e estrutura entre RNA e DNA. Como se

distingue entre uracila e timina, e entre ribose e desoxirribose?

2. Escreva a seqüência de bases da fita complementar do DNA dupla fita que

apresenta uma fita com a seqüência:

(5') ATGCCGTATGCATTGCATTC (3')

Exprima, em porcentagem, a composição de bases do DNA de fita dupla.

3. Uma molécula de ácido nucleico tem a composição de bases abaixo. O que você

pode afirmar sobre

esta molécula?

C = 24,1% G = 18,5% T = 24,6% A = 32,8%

4. Explique por que ácidos nucleicos são desnaturados quando submetidos a alta

temperatura ou pHs extremos? Uma molécula de DNA desnaturada por aquecimento

pode ser renaturada? Como?

5. Descreva o experimento de Meselson-Stahl. Qual seria o resultado deste

experimento se a replicação do DNA fosse conservativa?

6. Combine as propriedades ou funções na coluna à direita com a DNA polimerase na

coluna da esquerda:

(a) DNA polimerase I (1) envolvida na replicação

(b) DNA polimerase II (2) requer um iniciador e um molde

(c) DNA polimerase III (3) envolvida no reparo de DNA

(4) sintetiza a maior parte do DNA durante a replicação

(5) remove o iniciador e preenche as lacunas durante

a replicação

7. O fragmento de DNA no esquema abaixo é de fita dupla em ambas as

extremidades, porém de fita simples no meio. As extremidades da fita superior estão

indicadas.

5'____________________________3'

__________P HO_________

a) O fosfato (P) indicado na fita inferior está na extremidade 5' ou 3' do fragmento ao

qual ele pertence ? (Indique no esquema).

b) Como você esperaria que a lacuna fosse preenchida pelos processos de reparo do

DNA "in vivo" ?

c) Quantos fragmentos você esperaria encontrar na fita inferior se o experimento fosse

realizado "in vitro", na presença de todos os desoxirribonucleotídeos-trifosfato e DNA

polimerase, mas na ausência de DNA ligase?

8. Que propriedades do DNA e da DNA polimerase sugerem que a duas fitas não

podem ser replicadas pelo crescimento no mesmo sentido (como mostra a figura

abaixo)? Como a célula supera o problema? Esquematize a formação da ligação

fosfodiester durante a replicação a partir do nucleotídeo trifosfato livre, mostrando o

grupo fosfato que é incorporado.

9. Genes de eucariotos são geralmente constituídos de introns e exons. Estas

seqüências são tanto transcritas como traduzidas? A remoção dos íntrons (splicing)

tem que ser um processo extremamente preciso. Por que?

10. As DNA polimerases necessitam de um iniciador, ao qual se liga um novo

nucleotídeo para o crescimento da cadeia polinucleotídica. É necessário um iniciador

para a ação da RNA polimerase?

11. A seguinte fita simples de DNA vai se transcrita in vitro:

5'- ATGTACCGAAGTGGTTT - 3'

Faça a transcrição deste filamento.

12. Defina "promotor", enumere as suas propriedades.

13. No desenho abaixo, da esquerda para a direita, indique as pontas 5' e 3' em cada

uma das fitas. Selecione uma das opções abaixo e explique o porquê de suas

escolhas:

a) fita codificadora de DNA

b) fita complementar ou fita molde de DNA

c) fita de mRNA

d) fita de tRNA (anticódon para Metionina)

14. Faça um x no ácido nucleico (pode ser mais de um) que corresponde aos

conceitos abaixo:

código genético ( ) DNA ( ) mRNA ( ) rRNA ( ) tRNA

códon ( ) DNA ( ) mRNA ( ) rRNA ( ) tRNA

anti-códon ( ) DNA ( ) mRNA ( ) rRNA ( ) tRNA

moldura de leitura ( ) DNA ( ) mRNA ( ) rRNA ( ) tRNA

15. . Baseando-se na lista de códons e amino ácidos abaixo, discuta as afirmações

abaixo.

AGU = serina

AGC = serina

AAG = lisina

AAA = lisina

AUG = metionina

AUA = isoleucina

a) O código genético é degenerado.

b) A alteração de um único nucleotídeo no DNA que dirige a síntese destes códons

poderia levar à substituição de uma isoleucina por uma lisina no polipeptídeo.

c) A alteração de um único nucleotídeo no DNA que dirige a síntese destes códons

necessariamente levaria à substituição de um aminoácido no polipeptídeo codificado.

16. Um tRNA com o anticódon ACU se ligaria a um ribossomo na presença de um dos

códons da questão 15. Qual? Olhando a tabela ao final deste exercício faça a previsão

do anti-códon para terminação da tradução e a seqüência das bases correspondentes

no DNA codificador .

17. Uma globina de 146 aminoácidos sofreu uma mutação no códon correspondente

ao sexto aminoácido da cadeia (ver tabela ao final do exercício). A análise do DNA

indicou uma mudança de TTC para TAC na fita molde. Pergunta- se:

a) A mutação provocou a troca de um aminoácido por outro? Em caso afirmativo,

quais são estes aminoácidos?

b) Quais as implicações para a estrutura da proteína?

17. Uma fita de um fragmento de DNA isolado de E. coli tem a seguinte sequência

5'...AGGTTACCTAGTTGC...3'

Qual é a sequência do polipeptídeo que seria codificado pelo mRNA sintetizado.

Assuma que o quadro de leitura começa com o primeiro nucleotídeo.

18. Abaixo está anotado o gene completo da insulina como se encontra no Banco de

dados NCBI. Para facilitar a leitura e a contagem, há um número que denota a

primeira base da fila e as bases estão separadas por um espaço colocado a cada 10

bases. O códon de iniciação e o códon de terminação estão sublinhados e em negrito.

Qual o número de aminoácidos na proteína resultante da transcrição desta seqüência?

Explique porque.

1 gctgcatcag aagaggccat caagcacatc actgtccttc tgccatggcc ctgtggatgc

61 gcctcctgcc cctgctggcg ctgctggccc tctggggacc tgacccagcc gcagcctttg

121 tgaaccaaca cctgtgcggc tcacacctgg tggaagctct ctacctagtg tgcggggaac

181 gaggcttctt ctacacaccc aagacccgcc gggaggcaga ggacctgcag gtggggcagg

241 tggagctggg cgggggccct ggtgcaggca gcctgcagcc cttggccctg gaggggtccc

301 tgcagaagcg tggcattgtg gaacaatgct gtaccagcat ctgctccctc taccagctgg

361 agaactactg caactagacg cagcccgcag gcagcccccc acccgccgcc tcctgcaccg

421 agagagatgg aataaagccc ttgaaccagc

19. O gene de uma proteína, cuja seqüência parcial está indicada abaixo, sofreu uma

série de mutações pontuais independentes, o que levará à produção de diferentes

RNAs mensageiros, Indique a seqüência de aminoácidos do peptídeo correspondente

(a tabela se encontra no fim dos exercícios) e explique a conseqüência do tipo de

mutação que ocorreu em cada um dos RNAs resultantes.

5'UUCACACAGGAAACAGCUAUGCGAAGCGUGGCUUGUAACU....3'

(a) 5'UUCACACAGGAAACAGCUAUGCGAAGCGGGGCUUGUAACU....3'

(b) 5'UUCACACAGGAAACAGCUAUGCGAAGCAUGGCUUGUAACU.....3'

(c) 5'UUCACACAGGAAACAGCUAUGCGAAGCGUCGCUGUAUACU......3'

(d) 5'UUCACACAGGAAACAGCUAUGCGAAGCGUUGGCUUGUAACU....3'

20. Considere a seguinte sequência de um fragmento de DNA isolado de bactéria:

5'CTGATAAGGGATTTAAATTATGTGTCAATCACGAATGCTAATCGCTTAACACTTC

3'

a) Assumindo que esta seqüência corresponde à seqüência da fita codificadora, qual

seria a seqüência de aminoácidos do polipeptídeo produzido quando um mRNA

transcrito deste gene for traduzido? Que características na seqüência do mRNA

determinam qual é o códon iniciador? Considere a primeira base como o início da

transcrição.

b) De acordo com o princípio de oscilação no pareamento de bases ("wobble"), qual o

número mínimo de tRNAs necessário para decodificar os seis códons de leucina -

UUA, UUG, CUU, CUC, CUA e CUG ? Explique.

21. O códon AUG funciona tanto para iniciar uma cadeia polipeptídica quanto para

dirigir a incorporação de uma metionina em posições internas de uma proteína. Quais

os mecanismos de seleção do códon AUG para a iniciação da tradução em

procariotos?

22. No que consiste a sequência de Shine Dalgarno? Ela é universal? Explique.

23. Compare a expressão gênica em procariotos e eucariotos quanto a:

a) grau de acoplamento da transcrição e da tradução.

b) número de produtos gênicos em um transcrito primário.

c) número de proteínas resultantes da tradução de um transcrito primário.

d) proporção de seqüências codificadoras no DNA.

e) organização de genes em operons.

24. Defina expressão gênica constitutiva. Compare expressão gênica induzida com

repressão gênica. Use o esquema proposto por Jacob e Monod para o operon da

lactose e defina os termos operon, gene estrutural, gene regulador, operador,

promotor, indutor, repressor e co-repressor.

25. Numa cultura de E.coli em um meio contendo tanto lactose quanto glicose, qual

dos açúcares é metabolizado preferencialmente? Qual é o mecanismo que permite

esta seletividade? O que acontece quando a glicose se esgota durante o crescimento

da bactéria?

26. Para o cultivo de E.coli utilizaram-se meios contendo além dos sais necessários,

os componentes:

a) lactose d) glicose + cAMP

b) lactose + glicose e) lactose + glicose + cAMP

c) glicose

Analise a produção de β- galactosidase em cada caso, justificando a resposta

segundo o modelo de Jacob e Monod.

27. Qual o efeito da deleção do gene regulador do operon lac? Haveria outro tipo de

mutação resultando no mesmo efeito?