BIOLOGIA - 2o ANO
MÓDULO 33
INTRODUÇÃO À
GENÉTICA
E AOS ÁCIDOS
NUCLEICOS
O
HOH2C
H
OH
OH
H H
H
O
HOH2C
H H
OH
OH
H H
O
Pontes de hidrogênio em pares de base A-T e G-C
Polaridade oposta dos dois filamentos
P
A
S
H
OH
S
T
A
G
S
C
S
P
P
A
S
T
S
5’
S
C
G
3’
5’
H+
C
8
H
H
C
C6
açúcar
1
8+
H
8-
N
4C
3
C
O
C
N1
H
6
5C
3
4
N
Adenina
N
7
9 8
C
N
C H
açúcar
H
5
2
N
C2
H
Citosina
S
P
C
O
N
HO
O
5
3 4N
N
açúcar
P
3’ P
6
P
P
Timina
8-
C
2
3’
S
H
C
C1
S
P
P
5’
T
H
H
3’
5’
8
N
H
-
H
8
+
N
H
8+
H
O
N1
C
2
8-
C
Guanina
6
5C
3
4
N
C
N
7
9
8
C H
N
açúcar
AT
AT
DNA
GC
Ação da polimerase
TA
CG
C
TA
CG
G
AT
CG
C
Fita nova
G
A
GC
AT
TA
AT
AT
CG
T
CG
GC
AT
TA
Fita original
AT
T
CG
Resultado final
AT
AT
AT
Fita original
GC
CG
AT
CG
TA
CG
GC
CG
CG
AT
GC
AT
TA
TA
AT
CG
Fita nova
GC
CG
TA
CG
AT
CG
GG
Ação da
RNA polimerase
AT
GC
CG
Fita
passiva
TA
Fita
ativa
G
A C
T
G
AU
GC
CG
C
A
UA
GC
RNA
sendo
formado
CG
CG
CG
G
T
G
C
T
G
C
G
G
C
T
C
fita ativa
do DNA
C
G
A
A
C
C
G
G
T
C
U
C
G
A
G
G
C
C
A
U
A
G
C
A
G
G
A
U
RNA
produto
U
G
U
C
Tradução da
mensagem
Arg
Met
G
C
U A
C
A U C
Arg
Met
U U A
GC C
C G G
U A C
A U G
GC C
C G G
A U C
GC C
4. As subunidades do ribossomo
se separam, soltando a
proteína e o RNAm.
lle
Arg
U
A U G
GC C
3. O RNA-t sai do
ribossomo, que desliza
pelo RNA-m, colocando
na posição de
receber outro RNAt.
U A C
2. A metionina une-se à
arginina por uma ligação
peptídica e se solta
do RNAt onde
estava presa.
C
A U G C G G
Met
1. A síntese começa na
região RNAm com
o códon AUG,
onde chegam
ribossomo e os RNAs-t.
A
U U A
Trecho da
proteína
sintetizada
G
A U C
GC C
U U A
A U G
C G G
A U C
GC C
U U A
RNAm
C
regiões do RNAt
(
e
P
W
estas três bases estão
presentes em todos os RNAs-t
C C A
aminoácido
isoleucina
região onde
se prende o
aminoácido
Met
lle
RNA-t
Arg
U
ribossomo
A U G
G C C
C G G
A
G
códon
A U C
anticódon
G C C
U U A
U A G
anticódon
RNA-m
m
m
a
fi
b
p
c
r
d
e
fi
Como pode cair no enem
(ENEM) Nos dias de hoje, podemos dizer que praticamente todos os seres humanos já ouviram
em algum momento falar sobre o DNA e seu papel na hereditariedade da maioria dos organismos.
Porém, foi apenas em 1952, um ano antes da descrição do modelo do DNA em dupla hélice por
Watson e Crick, que foi confirmado sem sombra de dúvidas que o DNA é o material genético. No artigo em Watson e Crick descreveram a molécula de DNA, eles sugeriram um
modelo de como essa molécula deveria se replicar. Em 1958, Meselson e Stahl realizaram
experimentos utilizando isótopos pesados de nitrogênio que foram incorporados às bases
nitrogenadas para avaliar como se daria a replicação da molécula. A partir dos resultados, confirmaram o modelo sugerido por Watson e Crick, que tinha como premissa básica
o rompimento das pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas
(GRIFFITHS, A.J.F. et al.: Introdução à Genética. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2002.)
Considerando a estrutura da molécula de DNA e a posição das pontes de hidrogênio na
mesma, os experimentos realizados por Meselson e Stahl a respeito da replicação dessa
molécula levaram à conclusão de que:
a) A replicação do DNA é semiconservativa, isto é, a fita dupla filha é recém-sintetizada e o
filamento parental é conservado.
b) A replicação do DNA é dispersiva, isto é, as fitas-filhas contêm DNA recém-sintetizado e
parentais em cada uma das fitas.
c) A replicação é semiconservativa, isto é, as fitas filhas consistem de uma fita parental e uma
recém-sintetizada.
d) A replicação do DNA é conservativa, isto é, as fitas filhas consistem de moléculas de DNA parental.
e) A replicação é semiconservativa, isto é, as fitas filhas consistem de uma fita molde e uma
fita codificadora.
Fixação
1) (UNIRIO) Supondo que o peso molecular médio de um aminoácido é de 100 daltons, quantos
nucleotídeos em média estão presentes em uma sequência codificadora de ARNm, responsável
pelo sequenciamento dos aminoácidos em um peptídeo com peso molecular de 27000 daltons?
a) 810
b) 300
c) 270
d) 81000
e) 2700
Fixação
2) O jornal Folha de S. Paulo (23.09.2002) noticiou que um cientista espanhol afirmou ter
lencontrado proteínas no ovo fóssil de um dinossauro que poderiam ajudá-lo a reconstituir o
?DNA desses animais.
a) Faça um esquema simples, formado por palavras e setas, demonstrando como, a partir de
uma sequência de DNA, obtém-se uma proteína.
b) A partir de uma proteína, é possível percorrer o caminho inverso e chegar à sequência de
DNA que a gerou? Justifique.
Fixação
3) (UERJ) Observe a sequência de bases nitrogenadas que compõem a porção inicial de um
RNA mensageiro transcrito em uma determinada proteína de uma célula eucariota:
AUGGCUAAAUUAGAC..........
Nessa proteína, o aminoácido introduzido pelo códon iniciador foi removido durante o processo de síntese. Admita que uma mutação tenha atingido o códon correspondente ao aminoácido número 3 da estrutura primária desse polipeptídeo, acarretando a troca de uma base A,
na célula original, pela base U, na célula mutante. A tabela abaixo permite a identificação dos
códons dos aminoácidos encontrados tanto na proteína original como na mutante, codificados
pelo trecho inicial desse RNA mensageiro:
Aminoácido
alanina
arginina
aspártico
fenilalanina
leucina
lisina
metionina e códon de iniciação
serina
tirosina
triptofano
Códons
GCU, GCC, GCA, GCG
CGU, CGC, CGA, CGG, AGA, AGG
GAU, GAC
UUU, UUC
UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG
AAA, AAG
AUG
UCU, UCC, UCA, UCG, AGU, AGC
UAU, UAC
UGG
Agora, a estrutura primária da proteína mutante tem como terceiro aminoácido:
a) tirosina; c) triptofano;
b) leucina; d) fenilalanina.
Fixação
m4) (ENEM) Define-se genoma como o conjunto de todo o material genético de uma espécie,
que, na maioria dos casos, são as moléculas de DNA. Durante muito tempo, especulou-se
sobre a possível relação entre o tamanho do genoma — medido pelo número de pares de
bases (pb) —, o número de proteínas produzidas e a complexidade do organismo. As primeiras
-respostas começam a aparecer e já deixam claro que essa relação não existe, como mostra
-a tabela abaixo.
,
nome
tamanho estimado
no de
s
espécie
comum
do genoma (pb)
proteínas descritas
Oryza sativa
arroz
5.000.000.000
224.181
Mus musculus
camundongo
3.454.000.000
249.081
Homo sapiens
homem
3.400.000.000
459.114
Rattus norvegicus
rato
2.900.000.000
109.077
Drosophia
melanogaster
mosca-dafruta
180.000.000
86.255
De acordo com as informações acima:
a) O conjunto de genes de um organismo define o seu DNA.
b) A produção de proteínas não está vinculada à molécula de DNA.
c) O tamanho do genoma não é diretamente proporcional ao número de proteínas produzidas
pelo organismo.
d) Quanto mais complexo o organismo, maior o tamanho de seu genoma.
e) Genomas com mais de um bilhão de pares de bases são encontrados apenas nos seres
vertebrados.
Fixação
5) (PUC) Com relação ao código genético e à síntese de proteínas, assinale a afirmativa FALSA.
a) Na molécula de DNA, encontramos sempre desoxirribose e cinco tipos de bases: adenina,
guanina, citosina, timina e uracila.
b) Os ácidos nucleicos podem aparecer livres na célula ou podem estar associados a proteínas,
compondo os cromossomos e ribossomos na forma de moléculas complexas de nucleoproteínas.
c) Duas grandes etapas estão envolvidas na síntese das proteínas: a transcrição, que compreende a passagem do código genético do DNA para o RNA, e a tradução, que compreende
o trabalho do RNA de organização dos aminoácidos na sequência determinada pelo código
genético.
d) A mutação constitui uma alteração na sequência de bases nitrogenadas de um segmento
de DNA e pode ser provocada por radiações, por raios cósmicos, por raios-X, ou mesmo por
exposição aos raios ultravioleta do sol.
e) Todas as células do corpo têm a mesma coleção de genes, mas, apesar disso, encontramos
células com formas e funções diferentes. Este processo chama-se diferenciação celular.
Fixação
6) Experimentos realizados no século XX demonstraram que hormônios femininos e mediadores
químicos atuam no comportamento materno de determinados animais, como cachorros, gatos
e ratos, reduzindo o medo e a ansiedade, o que proporciona maior habilidade de orientação
espacial. Por essa razão, as fêmeas desses animais abandonam a prole momentaneamente,
a fim de encontrar alimentos, o que ocorre com facilidade e rapidez. Ainda, são capazes de
.
encontrar rapidamente o caminho de volta para proteger os filhotes.
(VARELLA, D. Borboletas da alma: escritos sobre ciência e saúde. Companhia das Letras, 2006 [adaptado].)
Considerando a situação descrita sob o ponto de vista da hereditariedade e da evolução
biológica, o comportamento materno decorrente da ação das substâncias citadas é:
a) Transmitido de geração a geração, sendo que indivíduos portadores dessas características
terão mais chances de sobreviver e deixar descendentes com as mesmas características.
b) Transmitido em intervalos de gerações, alternando descendentes machos e fêmeas, ou seja,
em uma geração recebem a característica apenas os machos e, na outra geração, apenas as
fêmeas.
c) Determinado pela ação direta do ambiente sobre a fêmea quando ela está no período gestacional, portanto, todos os descendentes receberão as características.
d) Determinado pelas fêmeas, na medida em que elas transmitem o material genético necessário
à produção de hormônios e dos mediadores químicos para sua prole de fêmeas, durante o
período gestacional.
e) Determinado após a fecundação, pois, os espermatozoides dos machos transmitem as características para a prole e, ao nascerem, os indivíduos são selecionados pela ação do ambiente.
Proposto
1) (UERJ) Alguns vírus, como o da poliomielite, contêm RNA de fita simples (+), que podem funcionar diretamente como mensageiros na célula infectada. Esses RNA possuem uma sequência
nucleotídica necessária para que o códon de iniciação da síntese proteica seja identificado,
como mostra o esquema a seguir:
sequência de reconhecimento
sequência traduzida
códon de
iniciação
códon de
terminação
Considere, para um RNAm desse tipo, que sintetiza um peptídeo viral, as seguintes informações:
• se a base nitrogenada adenina do códon de iniciação é a de número 1, a base uracila do
códon de terminação será a de número 133, seguindo-se o sentido da tradução;
• o códon UGG aparece duas vezes na porção desse RNA que codifica o peptídeo.
Observe, na tabela abaixo, a identificação de alguns códons:
Códon
Aminoácido codificado ou função
AUG
UAA, UAG, UGA
UGG
metionina - iniciação
terminação
triptofano
O aminoácido metionina, introduzido no peptídeo pelo códon iniciador, é imediatamente
removido após o término da tradução.
A percentagem de triptofano na composição da molécula desse peptídio é de:
a) 1,48%
b) 1,55%
c) 4,44%
d) 4,65%
Proposto
-2) Em um segmento da cadeia ativa de DNA, que servirá de molde para a fita de RNA menasageiro, há 30 timinas e 20 guaninas. No segmento correspondente da fita complementar do
DNA há 12 timinas e 10 guaninas. Levando-se em consideração essas informações, responda:
a) Quantas uracilas e quantas guaninas comporão a fita do RNA mensageiro transcrito do
DNA ativado?
b) Quantos aminoácidos deverão compor a cadeia de polipepitídeos que será formada? Justifique sua resposta.
-
Proposto
3) O esquema resume parcialmente as relações funcionais dos ácidos nucleicos que ocorrem
na maioria das células vivas.
DNA
código genético
RNA
RNA de transferência
RNA mensageiro
DNA filho
proteína
Considerando apenas células eucariontes, as etapas que representam, respectivamente,
transcrição, duplicação e tradução são:
a) I, II e III d) III, I e II
b) I, III e II c) II, I e III
Proposto
4) Um gene de bactéria com 600 pares de bases nitrogenadas produzirá uma cadeia polipeptídica com número de aminoácidos, aproximadamente, igual a:
a) 200 d) 1200
b) 300 e) 1800
c) 600
Proposto
P
5) (ENEM) A identificação da estrutura do DNA foi fundamental para compreender seu papel6
na continuidade da vida. Na década de 1950, um estudo pioneiro determinou a proporção dasp
bases nitrogenadas que compõem moléculas de DNA de várias espécies.
Exemplos de materiais analizados
BASES NITROGENADAS
ADENINA
GUANINA
CITOSINA
TIMINA
Espermatozoide humano
30,7%
19,3%
18,8%
31,2%
Fígado humano
30,4%
19,5%
19,9%
30,2%
Medula óssea de rato
28,8%
21,4%
21,5%
28,5%
Espermatozoide de ouriço-do-mar
32,8%
17,7%
18,4%
32,1%
Plântulas de trigo
27,9%
21,8%
22,7%
27,6%
1
Bactéria E.co4
26,1%
24,8%
23,9%
25,1%
A comparação das proporções permitiu concluir que ocorre emparelhamento entre as basese
2
nitrogenadas e que elas formam:
a) Pares de mesmo tipo em todas as espécies, evidenciando a universalidade da estrutura do DNA.•
b) Pares diferentes de acordo com a espécie considerada, o que garante a diversidade da vida.•
c) Pares diferentes em diferentes células de uma espécie, como resultado da diferenciação•
1
celular.
d) Pares específicos apenas nos gametas, pois essas células são responsáveis pela perpetum
ação das espécies.
e) Pares específicos somente nas bactérias, pois esses organismos são formados por uma
única célula.
Proposto
l6) (UFRJ) Considerando as propriedades de duplicação do DNA, observe o resultado do experimento a seguir.
14
N
14
Crescimento em
15
N
1a Geração
14
N
N
2a Geração
14
N
1a etapa: Em uma cultura com 15N, obtém-se o crescimento de colônias de bactérias; após
sesse crescimento promove-se o desenvolvimento de mais duas gerações, em cultura com 14N.
2a etapa: Extrai-se o DNA de todas as bactérias e obtémse o seguinte resultado:
• Cultura de crescimento com 15N: 300 moléculas de DNA todas com 15N.
• Cultura de 1a geração com N: 600 moléculas de DNA todas com 15N e 14N.
• Cultura de 2a geração com 14N: 1200 moléculas de DNA nas quais 600 com 14N e 600 com
15N e 14N.
- Explique as porcentagens obtidas em todos os extratos das diferentes culturas no experimento.
Justifique sua resposta.