BIOLOGIA 1
LIVRO 3
Resoluções das atividades
Sumário
Aula 9 – Código genético e síntese proteica ..............................................................................................................................................................................................1
Aula 10 – Engenharia Genética: Técnica do DNA recombinante ...............................................................................................................................................................3
Aula 11 – Exame de DNA e Projeto Genoma Humano ..............................................................................................................................................................................5
Aula 12 – Introdução à Citologia e à Microscopia ......................................................................................................................................................................................8
Aula 9
Código genético e síntese proteica
Atividades para sala
01 A
O código genético consiste na relação entre os nucleotídios (bases nitrogenadas) no RNAm e os aminoácidos por
eles codiicados. Cada 3 bases nitrogenadas do RNA mensageiro (RNAm) constituem uma unidade denominada
códon, que uma vez traduzida, codiica um certo aminoácido no peptídio.
02 A
O termo genoma descreve o conjunto de genes e, consequentemente, de moléculas de DNA de um organismo,
tendo cada organismo um genoma próprio, idêntico em
todas as suas células somáticas.
Assim, os textos empregam de forma inadequada o termo
“código genético”, uma vez que ambos se referem, na verdade, ao genoma.
d) (F) A substituição das três primeiras bases nitrogenadas por outras implica na alteração do 1o códon no
RNAm transcrito, ou seja, na alteração do 1o aminoácido no peptídio traduzido (exceto se a mutação gerar um códon sinônimo), desde que a mutação não gere um códon de terminação.
e) (V) A supressão da 2a base nitrogenada faz com que
todos os códons a partir daí sejam lidos com uma
base de defasagem, o que altera todos os códons
no RNAm da mutação em diante, e, consequentemente, todos os aminoácidos seguintes, excetuando-se coincidências e surgimento de códons
sinônimos ou de terminação. Perceba que todos os
aminoácidos serão substituídos após a supressão
da 2a base, ao contrário das outras situações, que
alteram apenas um aminoácido.
04 C
Analisando cada item:
Ribossomos são organelas citoplasmáticas responsáveis
pela síntese proteica, atuando, quando associados a moléculas de RNA mensageiro, em uma forma conhecida como
polirribossomos. Em um polirribossomo, o RNAm é simultaneamente traduzido por vários ribossomos, produzindo
várias cópias do peptídio a ser gerado. Assim, analisando
cada item:
a) (F) A supressão das três primeiras bases nitrogenadas implica na eliminação de um códon no RNAm
transcrito, ou seja, na ausência de um aminoácido
no peptídio traduzido.
b) (F) A substituição da 4a base nitrogenada por outra
implica na alteração do 2o códon no RNAm transcrito, ou seja, na alteração do 2o aminoácido no
peptídio traduzido (exceto se a mutação gerar um
códon sinônimo), desde que a mutação não gere
um códon de terminação.
c) (F) A inclusão de mais três bases nitrogenadas no inal
da molécula implica na introdução de um códon no
RNAm transcrito, ou seja, na adição de um aminoácido no inal do peptídio traduzido, desde que a
mutação não gere um códon de terminação.
I. (V) Como, na igura, a tradução está ocorrendo da
esquerda para a direita, o ribossomo 1 percorreu um menor trecho do RNAm, tendo traduzido
menos códons deste, de modo que o polipeptídio
ainda está com poucos aminoácidos, justiicando
estar mais curto.
II. (V) Como o RNAm que está sendo traduzido é o
mesmo, as proteínas produzidas em 2, 3, 4, 5 e 6
apresentam a mesma sequência de aminoácidos.
III. (F) O pareamento de um anticódon ACC, no RNAt,
será dado por um códon UGG no RNAm, pois o
RNA não contém timina, mas sim uracila.
IV. (V) O RNAt transporta aminoácidos até os polirribossomos para que sejam utilizados na síntese de
proteínas.
03 E
Pré-Universitário
1
BIOLOGIA 1
LIVRO 3
05 C
Atividades propostas
01 E
O código genético é universal, ou seja, é o mesmo em praticamente todos os seres vivos conhecidos, de bactérias a
animais, com pouquíssimas exceções, como a existência
de alguns códons codiicando aminoácidos diferentes.
02 C
I. (F) Uma vez que há 64 códons para codiicar os 20 aminoácidos, o código genético é degenerado, isto é,
há mais códons que aminoácidos, de modo que
cada códon deine um único aminoácido, mas um
mesmo aminoácido pode ser codiicado por mais
de um códon.
II. (V) O RNA ribossômico é parte integrante estrutural
do ribossomo, além de funcionar como ribozima,
ou seja, catalisador.
III. (V) No processo de síntese proteica, de início, ocorre
ligação da molécula de RNA transportador com o
aminoácido metionina (equivalente ao códon de
iniciação AUG) à subunidade menor do ribossomo;
em um segundo momento, esse conjunto se liga ao
RNA mensageiro; em um último momento, a subunidade maior é acrescentada ao sistema. Assim, a
subunidade menor pode ser descrita como o sítio de
ligação do RNA transportador ao RNA mensageiro.
03 C
Dá-se o nome de códon a cada trinca de bases nitrogenadas no RNAm que codiica um determinado aminoácido
no peptídio traduzido. Como as moléculas representadas
na igura possuem uracila, caracterizam o RNA. Analisando
os RNA representados, observa-se que o número de aminoácidos codiicados pela sequência de bases entre o sítio
de início da tradução e a mutação é igual ao número de
códons (trincas de bases), ou seja, oito, como se observa a
seguir:
Sequência normal
...AUGACGGGCGACACACAGAGCGACUGGGACUGC...
Sequência mutante
...AUGACGGGCGACACACAGAGCGACUGGAACUGC...
2
3
06 B
Analisando cada item:
I. (V) A maioria das mutações que altera apenas um
nucleotídio (mutações pontuais) acaba gerando
um códon que codiica um aminoácido distinto
daquele que é codiicado originalmente (mutações
de sentido trocado), sendo mais raras aquelas que
originam códons nonsense de terminação (mutações sem sentido, que geram um dos três códons,
UGA, UAA ou UAG) e códons sinônimos (mutações
silenciosas, que geram um códon sinônimo, normalmente, alterando somente a 3ª base do códon).
II. (V) Como mencionado anteriormente, as mutações
de sentido trocado originam um códon diferente
do anterior, não sinônimo e não de terminação;
enquanto as mutações sem sentido originam um
dos três códons de terminação.
III. (V) Mutações sem sentido podem criar códons de terminação antes do momento adequado, antecipando o
im da tradução e originando peptídios mais curtos
pela ausência de um ou mais aminoácidos.
IV. (F) Mutações gênicas promovem alterações em genes
que passam de dominantes a recessivos, ainda que
os genes recessivos que surgiram por mutações
sem sentido originem proteínas defeituosas; em
homozigotos, os dois genes defeituosos implicam
em produção somente de proteínas defeituosas,
o que normalmente é letal, mas em heterozigotos,
a existência de uma cópia funcional do gene evita
efeitos mais graves.
07 C
Sítio de início da tradução
1
Segundo o texto, a guanina oxidada (G*) pode passar a
se emparelhar à timina (T) na replicação do DNA, que é
complementada pela adenina (A) na molécula replicada.
Assim, nas células-ilhas resultantes da divisão celular, o
trecho de DNA em questão, G*CG* – CCC – TG*T – ACG*
– ATA, passará a ser ACA – CCC – TAT – ACA – ATA, em
que são alterados três códons. Como dois desses códons
são idênticos, são dois os aminoácidos que poderão ser
substituídos na proteína sintetizada.
4
5
6
7
Para intensiicar a síntese proteica (tradução), pode-se
promover o aumento na produção de cópias do RNAm
(transcrição), bem como colocar mais ribossomos para traduzir esse mesmo RNAm.
8
08 D
04 B
Os códons são trios de bases nitrogenadas no RNA mensageiro (RNAm) que codiicam determinados aminoácidos
no peptídio. No entanto, existem os códons de parada,
que servem apenas para determinar o im do processo de
tradução. Se o 50º códon do RNA mensageiro é um códon
de parada, é correto airmar que o peptídio traduzido
contém 49 aminoácidos.
2
Se as histonas H4 de boi e ervilha diferem em dois aminoácidos, as sequências de ácidos nucleicos que os traduzem distinguem-se entre si em pelo menos dois códons,
podendo diferir de 2 a 6 bases nitrogenadas. Além disso,
podem haver outras diferenças entre seus ácidos nucleicos
que levam à formação de códons sinônimos em seus RNA
mensageiros, de modo que podem ocorrer diferenças em
vários pontos de seus genes.
Pré-Universitário
BIOLOGIA 1
LIVRO 3
09 D
Ácidos nucleicos são caracterizados como polinucleotídios, isto é, polímeros de nucleotídios. Os nucleotídios
são compostos por uma molécula de açúcar do grupo das
pentoses (desoxirribose no DNA e ribose no RNA), uma
base nitrogenada purina (adenina e guanina) ou pirimidina
(timina no DNA e uracila no RNA) e um grupo ácido fosfórico (fosfato). A molécula de DNA é formada por uma
dupla hélice de polinucleotídios, enquanto a molécula de
RNA é formada por uma ita simples de polinucleotídios.
Em alguns vírus, o DNA é de ita simples; e o RNA, de ita
dupla.
10 B
Uma vez que o antibiótico A inibe a tradução (leitura do
RNAm pelo ribossomo para a montagem da cadeia peptídica), a interrupção na síntese proteica é imediata. Como
o antibiótico B inibe a transcrição (produção de RNAm a
partir da codiicação do gene no DNA), os RNAm já sintetizados são traduzidos, de modo que, nesse caso, a síntese
proteica não é interrompida imediatamente, mas só após
a degeneração dos RNAm já existentes antes da adição do
antibiótico ao meio.
03 C
Um possível problema advindo do cultivo dessas plantas
se dá pela transferência de genes da planta transgênica
cultivada para espécies selvagens na região, com possíveis impactos ambientais negativos pela disseminação da
resistência aos herbicidas nas populações vegetais naturais. No caso descrito no texto, o risco ambiental é baixo
porque a soja transgênica analisada “não tem possibilidade de cruzamento com outras plantas, e o perigo de
polinização cruzada com outro tipo de soja é de apenas
1%”, o que torna praticamente impossível o cruzamento
com espécies selvagens.
04 E
A terapia gênica consiste na introdução de genes capazes
de corrigir defeitos genéticos de indivíduos por meio da
introdução de um DNA recombinante com o gene adequado. Essa técnica também pode ser usada em indivíduos saudáveis para melhorar o desempenho de atletas,
recebendo o nome de doping genético. No caso em questão, como a miostatina inibe a reprodução das células-satélite do músculo, a injeção de um gene que codiica uma
proteína capaz de bloquear a ação da miostatina estimularia a reprodução das células-satélite do músculo, levando
ao aumento do volume de ibras musculares.
Engenharia Genética: Técnica do DNA
Aula 10 recombinante
Atividades propostas
Atividades para sala
01 A
(V)
(V)
(V)
(F)
A letra A representa o corte do DNA de interesse
(DNA a ser clonado) e do vetor (plasmídio) por enzimas de restrição.
A letra B representa o plasmídio ligado ao DNA de
interesse por enzimas DNA ligase, formando, então,
um plasmídio recombinante.
A letra C representa a expressão do DNA de interesse no plasmídio recombinante, no caso, com a
produção de insulina humana a partir de informação
dada pelo gene humano, que é induzido a funcionar
na bactéria.
Nucleoide é o DNA cromossomial bacteriano disperso diretamente no citoplasma, não sendo afetado
pela introdução do plasmídio recombinante.
02 E
Por meio da técnica do DNA recombinante, que emprega
enzimas de restrição para cortar fragmentos especíicos de
DNA, é possível transferir genes de interesse de um indivíduo para qualquer outro indivíduo. Organismos geneticamente modiicados (OGM) são aqueles que foram alterados por Engenharia Genética, de maneira que, nos seres
transgênicos, essa alteração ocorre por incorporação de
genes de outra espécie. Assim, a técnica pode transferir
genes entre quaisquer espécies, independentemente de
sua classiicação.
01 D
A técnica descrita no texto permitiu aos pesquisadores
produzirem uma célula bacteriana com um cromossomo
artiicial com o DNA dotado de uma sequência de nucleotídios inteiramente especiicada por seus interesses,
abrindo a possibilidade de desenvolver micro-organismos
com DNA modiicado para produzir substâncias úteis ao
homem, como medicamentos e vacinas.
Contudo, não se pode argumentar que a célula foi gerada
artiicialmente porque seus componentes, membrana e
citoplasma, haviam sido produzidos a partir da informação
do DNA da bactéria original, o qual havia sido substituído
pelo DNA artiicial produzido pelos pesquisadores.
02 A
Antígenos são substâncias orgânicas estranhas ao organismo e que geram uma resposta do sistema imunitário.
A alergia (ou anailaxia) é uma hipersensibilidade imunológica a certos antígenos fracos, conhecidos como alérgenos, contra os quais nem todos os indivíduos oferecem resposta. Os tipos mais comuns de alergia estão relacionados
aos anticorpos do grupo das imunoglobulinas E (ou IgE),
que, ao entrarem em contato com os antígenos, liberam
histamina e outros agentes inlamatórios que provocam
a dilatação dos vasos sanguíneos e alteram sua permeabilidade, gerando edema, vermelhidão e coceira. Vegetais
transgênicos, por conterem algumas proteínas diferentes daquelas encontradas nos vegetais não transgênicos,
podem provocar reações alérgicas ao serem consumidos
por indivíduos.
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3
BIOLOGIA 1
LIVRO 3
03 D
As principais ferramentas nessa técnica são as enzimas
de restrição, que cortam o DNA em trechos especíicos.
Outras importantes ferramentas são os vetores, como plasmídios, que suportam o gene de interesse para clonagem
e inserção no organismo a ser modiicado, e a enzima DNA
ligase, que liga fragmentos de DNA distintos, formando o
que se chama de DNA recombinante.
04 A
As enzimas de restrição são encontradas na natureza em
bactérias, agindo na proteção contra vírus bacteriófagos,
ou seja, na remoção do DNA de vírus bacteriófagos que
tentem se incorporar ao genoma bacteriano. Cada uma
das cerca de 30 enzimas de restrição conhecidas é obtida
em uma linhagem diferente de bactérias e corta um trecho
diferente de DNA, especíico para cada enzima.
05 D
Para que o gene de interesse se expresse no indivíduo
modiicado, é necessário que ele seja encontrado em
todas as células do indivíduo. Como é inviável modiicar
todas as células de um organismo pluricelular adulto, a
modiicação deve ser feita nos gametas dos genitores ou
no zigoto do indivíduo. Assim, o zigoto modiicado, ao se
dividir por mitose para originar as várias células do adulto,
transfere o gene para todas essas células, de modo que o
gene se expressa no adulto.
06 E
I. (V) Plantas transgênicas podem ser fabricadas de
modo a produzir substâncias que as tornem mais
resistentes a herbicidas, permitindo o uso de
maior quantidade desses produtos sem prejuízos
à lavoura, ou, então, plantas que sejam tóxicas a
insetos, diminuindo o uso de inseticidas na lavoura.
II. (V) Outro objetivo da manipulação genética é produzir plantas que deem frutos com melhor textura,
proporcionando maior aceitação ao consumidor; o
amadurecimento lento prolonga o tempo de armazenamento e transporte, facilitando sua comercialização.
III. (V) Plantas mais resistentes a geadas, à acidez do solo
e à escassez de água podem ser cultivadas em
ambientes até então restritivos às plantas selvagens, como locais muito frios, de solo tóxico e/ou
muito secos.
07 D
Uma das utilidades da técnica do DNA recombinante está
na produção de vegetais que possuem genes que aumentam sua qualidade, como a resistência a certos agrotóxicos.
Por outro lado, o cultivo dessas plantas pode causar o problema da migração de genes da planta transgênica cultivada para plantas convencionais de uma região. Como o
principal método de disseminação desses transgenes se dá
pelo cruzamento por meio da polinização, deve-se evitar o
contato do pólen da planta transgênica com a convencional.
4
08 B
A vacina de DNA consiste na aplicação de um DNA recombinante contendo o gene para a produção do antígeno,
que induz a reação do sistema imune do indivíduo contra
o patógeno, por meio de anticorpos e células de memória.
Por ser estável, o DNA mantém-se ativo por toda a vida do
indivíduo vacinado; dessa forma, a vacina de DNA torna
permanente o estímulo à reação do sistema imune, eliminando a necessidade de doses extra após certo tempo.
Então, analisando os itens:
a) (F) Vacinas de DNA são constituídas por DNA microbiano enxertado em um vetor e adicionado a uma
célula receptora.
b) (V) Vacinas de DNA introduzem o DNA microbiano nas
células do hospedeiro, sendo este transcrito em
RNAm e traduzido em proteínas microbianas.
c) (F) Vacinas de DNA levam à produção de proteínas
microbianas, que induzem a formação de linfócitos B
de memória e anticorpos no hospedeiro.
d) (F) Para que se produzam vacinas de DNA contra vírus
com material genético de RNA, pode-se preparar
a vacina com uma sequência de nucleotídios que é
transcrita em um RNAm traduzível em alguma proteína do vírus em questão.
e) (F) Vacinas de DNA induzem a produção de anticorpos
por toda a vida do indivíduo receptor.
09 D
A terapia gênica é uma técnica que usa princípios de
Engenharia Genética para corrigir defeitos genéticos. No
procedimento mais comum, a técnica ex vivo, removem-se células do indivíduo a ser tratado, adicionando-lhes
vírus modiicados com DNA recombinante contendo
genes para corrigir o defeito em questão. As células, já
modiicadas, são, então, reintroduzidas no indivíduo a
ser tratado. No caso descrito no texto, os genes BRCA,
do termo Breast Cancer (câncer de mama, em inglês), são
genes reguladores da divisão celular cujo defeito aumenta
o risco de câncer. Para reduzi-lo, poderiam ser utilizados
vírus recombinantes com versões adequadas dos referidos
genes.
10 E
I. (F) Para a expressão de uma característica genética, o
ideal é que todas as células do organismo geneticamente modiicado apresentem o gene inserido;
alteração impraticável em fase adulta devido ao
grande número de células. Assim, as modiicações
devem ser feitas no zigoto ou nos gametas que
vão originá-lo, para que todas as células do adulto
apresentem a característica pretendida.
II. (V) Na seleção artiicial, o cruzamento controlado para
a seleção de certa característica envolve cruzamentos por várias gerações, pois com a recombinação
genética aleatória na produção de gametas na
meiose, por crossing-over e separação dos cromossomos homólogos, não se pode garantir como
serão as características da descendência em um
único cruzamento.
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BIOLOGIA 1
LIVRO 3
III. (V) Clones são organismos geneticamente idênticos
a um organismo parental. Assim, uma vez que um
indivíduo com certas qualidades é produzido, seja
por seleção artiicial ou por Engenharia Genética,
a clonagem garantirá a produção de organismos
obrigatoriamente de mesma qualidade.
IV. (F) Como mencionado, na meiose de células germinativas para produzir gametas, a recombinação genética aleatória não garante apenas a característica de
interesse na prole.
Exame de DNA e Projeto Genoma
Aula 11 Humano
Atividades para sala
01 C
O exame de DNA ingerprint (“impressão digital de DNA”)
para paternidade é feito pelo corte do DNA dos indivíduos
envolvidos (criança, supostas mães e supostos pais), por
meio de enzimas de restrição especíicas, seguido pela
separação por eletroforese dos fragmentos de DNA, da
qual resulta um padrão de fragmentos de DNA (bandas)
único para cada pessoa (excetuando-se gêmeos univitelinos), herdado metade do pai e metade da mãe. Os pais
biológicos da criança são aqueles em que ocorre coincidência de todas as bandas da criança com as do pai e da mãe.
Veja:
Bebê
1
2
3
4
5
Pai Mãe
Pai Mãe
Pai Mãe
Pai Mãe
Pai Mãe
zigoto, e as mitocôndrias paternas se degeneram. Dessa
forma, deverá haver coincidência entre o DNA mitocondrial do rapaz e de sua linhagem materna, ou seja, mãe e/
ou avó materna.
03 A
Analisando as relações:
I. Enzimas endonucleases de restrição (I) cortam o DNA
em sequências especíicas (B).
II. Clonagem gênica (II) é a cópia do gene de interesse,
que pode ser feita pela introdução dele em uma célula,
que é, então, induzida a se multiplicar (E).
III. Eletroforese (III) é a separação de fragmentos de DNA
com diferentes tamanhos ao longo de um gel condutor
de corrente elétrica (D).
IV. Transgênico (IV) é um organismo geneticamente modiicado com genes de outra espécie incorporados ao
seu genoma (A).
V. Engenharia Genética (V) é o conjunto de procedimentos e técnicas empregadas na manipulação do DNA (C).
04 A
O Projeto Genoma Humano, desenvolvido entre 1990 e
2003, teve o objetivo de sequenciar todos os genes da
espécie humana, ou seja, determinar a sequência de bases
nitrogenadas no DNA de cada gene, o que possibilitou a
identiicação da sequência de bases de seus respectivos
RNAm e, assim, dos peptídios codiicados por eles e suas
funções. A expectativa é, com o mapeamento, identiicar
principalmente genes relacionados a doenças e à propensão a doenças, possibilitando o diagnóstico e o tratamento precoce dessas enfermidades.
Atividades propostas
01 B
As três faixas marcadas indicam bandas do
bebê que só aparecem na mãe do casal 3
A faixa marcada indica uma banda do
bebê que só aparece no pai do casal 3
Assim, conclui-se que o casal 3 é o dos pais da criança.
02 D
O DNA mitocondrial tem origem exclusivamente materna,
visto que o DNA do espermatozoide não permanece no
O exame de DNA permite a identiicação de indivíduos pelo seu código genético, podendo ser usado em
casos em que se necessita determinar a paternidade.
Nesse caso, o DNA dos envolvidos, ou seja, do indivíduo, da mãe e do(s) provável(is) pai(s), é comparado no
exame. De início, o DNA dos envolvidos é fragmentado
por meio de enzimas de restrição e separado por eletroforese, após a qual as moléculas de DNA aparecem no
diagrama como bandas, em que fragmentos idênticos
de amostras distintas assumem a mesma posição. São
utilizadas, então, sondas radioativas complementares ao
DNA não codiicante (“DNA lixo”) para marcá-lo. Uma
vez que este é hipervariável, varia enormemente de um
indivíduo para outro, de modo que cada indivíduo (excetuando-se gêmeos univitelinos) tem um padrão único de
bandas marcadas com as referidas sondas. Entretanto,
como metade do DNA do indivíduo é herdada de cada
um dos pais, metade das bandas marcadas do indivíduo
devem ser iguais às de sua mãe, e outra metade deve
ser igual às de seu pai. Logo, a coincidência da posição
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5
BIOLOGIA 1
LIVRO 3
de bandas de amostras distintas no diagrama de eletroforese indica igualdade entre elas, conirmando que, de fato, metade
do DNA do indivíduo é idêntico ao de seu pai, o que comprova a paternidade. Assim, comparando-se as bandas dos envolvidos no caso, pode-se observar que as bandas da criança ausentes na mãe vêm do pai:
Regiões
genômicas
Possíveis
alelos
Mãe
Filho
Pai
Comuns à mãe e à criança
A
B
C
1
2
3
4
5
Comuns ao pai e à criança
1
2
3
4
5
Comuns à mãe e à criança
Comuns ao pai e à criança
Comuns ao pai e à criança
1
2
3
4
5
Comuns à mãe e à criança
Comuns ao pai e à criança
D
E
1
2
3
4
5
Comuns à mãe e à criança
1
2
3
4
5
Comuns ao pai e à criança
Comuns à mãe e à criança
Desse modo, as regiões que o ilho recebeu, obrigatoriamente, do pai são, respectivamente, 2, 4, 2, 1 e 3.
02 A
O texto descreve a realização de um exame de DNA para descobrir a identidade de uma vítima de acidente pelo DNA por
meio de seus restos mortais. Segundo o texto, “o número de cópias de um mesmo cromossomo por célula maximiza a chance
de se obter moléculas não degradadas pelo calor da explosão”, aumentando as chances de se obter DNA viável da vítima
para comparação com o DNA parental. Entre as opções, os peritos necessitam escolher, entre cromossomos autossômicos
(em cada célula, duas cópias de DNA de cada par de autossomos), cromossomos sexuais (em cada célula, duas cópias de
DNA de cromossomo X em mulheres e uma cópia de cromossomo X e outra de cromossomo Y em homens) ou DNA mitocondrial (em cada célula, milhares de cópias, uma vez que há milhares de mitocôndrias, cada qual com um DNA mitocondrial).
Assim, como há mais cópias de DNA mitocondrial por célula, a maior chance de obter DNA não degradado pela explosão é
exatamente pela análise desse DNAmt.
03 C
A técnica de Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) emprega uma enzima denominada Taq polimerase, extraída de bactérias Thermus aquaticus, para produzir várias cópias de uma molécula de DNA. Esse processo é denominado clonagem ou
ampliicação de DNA, útil em técnicas como o DNA recombinante e o exame de DNA.
04 C
Na dúvida entre dois irmãos gêmeos dizigóticos (bivitelinos) em relação à paternidade de uma criança, o exame de DNA pode
indicar corretamente o pai, uma vez que o seu material genético não é igual (1a situação, com Alfredo). Contudo, na segunda
situação (Renato), o exame de DNA não esclarece a dúvida sobre a paternidade, uma vez que gêmeos monozigóticos possuem DNA exatamente idêntico, de modo que ambos terão o DNA igualmente compatível com o da criança.
05 C
Eritrócitos, também chamados de hemácias ou glóbulos vermelhos, são células sanguíneas que não possuem núcleo, logo,
não contêm material genético utilizável em exames de DNA.
06 A
No caso em questão, deve-se comparar, no diagrama fornecido, o DNA do réu (2) com o da amostra masculina obtida na
vagina da vítima (4). Observe:
6
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LIVRO 3
Conteúdo
vaginal
Fração
feminina
Amostras
de sangue
Vítima
Fração
masculina
Réu
de uma pessoa ser condenada injustamente pelo
crime. Entretanto, o criminoso portador de mosaicismo pode não ser identiicado positivamente se a
amostra de DNA no local do crime for comparada a
uma célula com DNA diferente do da amostra.
1. Amostra de sangue
da vítima.
2. Amostra de sangue
do acusado.
Discordante
entre o suspeito
e a amostra
3. Fração feminina
do esfregaço
vaginal da vítima.
4. Fração masculina
do esfregaço
vaginal da vítima.
1
2
3
Coincidente
entre o suspeito
e a amostra
4
Conclui-se, então, que a amostra na fração masculina do
esfregaço vaginal não possui DNA correspondente ao do
réu. Como o DNA deve ser idêntico, todas as bandas deveriam ser coincidentes entre o DNA do réu e da amostra.
07 D
Mosaico é o termo que descreve, em genética, um indivíduo
com células de constituição genética distinta, resultante
de várias situações, sendo a mais comum a ocorrência de
mutações em células não sexuais, as quais não são hereditárias. A ocorrência de mosaicos pode diicultar a análise
dos exames de DNA, uma vez que a coleta do material
genético das células distintas do indivíduo em mosaico
mostra um DNA diferente do restante das células. Assim,
analisando cada item:
a) (F) O mosaicismo pode surgir a partir de mutações
espontâneas, mas que não necessariamente resultam em lesões malignas, ou seja, cânceres.
b) (F) O mosaicismo pode ocorrer em poucas células de
um indivíduo que, adulto, tem trilhões de células,
sendo muitas vezes difícil de ser identiicado.
c) (F) Se essa mutação ocorrer nas células que originam
as células germinativas, todos os gametas do indivíduo terão o gene mutante, bem como 100% de
seus descendentes; se essa mutação ocorrer nas
células que originam somente as células somáticas, nenhum dos gametas do indivíduo terá o gene
mutante, tampouco 100% de seus descendentes.
d) (V) A análise de várias células de um indivíduo por
exame de DNA pode indicar quais são as portadoras de mosaicismo pela sequência diferente de
nucleotídios em seu DNA mutante.
e) (F) No exame de DNA ingerprint (“impressão digital de DNA”), para a identiicação de criminosos,
compara-se o DNA de uma amostra encontrada
no local do crime com o DNA do suspeito, conirmando-se que a amostra de DNA é realmente do
suspeito apenas se houver 100% de coincidência
entre os DNAs analisados. Assim, mesmo que outra
pessoa apresente uma mutação semelhante à do
suspeito, é impossível haver 100% de coincidência
das sequências nucleotídicas, o que reduz o risco
08 C
a) (F) Na técnica do exame de DNA, utiliza-se enzimas
de restrição que cortam trechos especíicos de
DNA, gerando as chamadas bandas. A ocorrência de polimorismos pode ocasionar cortes em
regiões diferentes, produzindo fragmentos maiores
ou menores que o normal, e/ou marcáveis ou não
marcáveis por uma sonda especíica, originando
diferenças no padrão geral de bandas, incluindo
aquelas marcadas por sondas.
b) (F) Apesar de todos os indivíduos de uma mesma
espécie possuírem alguns padrões em comum de
bandas de DNA, o padrão geral de cada indivíduo
é único, como já mencionado, excetuando clones e
irmãos gêmeos univitelinos.
c) (V) Polimorismos de DNA podem ser analisados pela
quebra do DNA do genoma por uma enzima de
restrição apropriada, seguida pela identiicação de
bandas especíicas por meio de sondas radioativas.
A identiicação de uma banda dentro dos fragmentos de DNA resultantes do corte é feita por eletroforese, que separa esses fragmentos de DNA pelo
tamanho. Polimorismos, tais como genes alelos de
um mesmo lócus, resultam em bandas de tamanhos diferentes.
d) (F) Combinando técnicas de genética clássica e de genética molecular, é possível estimar a localização de um
determinado marcador genético no cromossomo.
e) (F) Existem enzimas de restrição conhecidas que cortam o DNA em sequências de nucleotídios especíicas para cada uma delas. Em relação aos alelos,
existem poucos para um gene, normalmente apenas dois (dominante e recessivo), embora haja casos
de múltiplos alelos para um gene, como no sistema
ABO de grupos sanguíneos. Um alelo recessivo
surge por meio da mutação do alelo dominante,
que pode ocorrer em vários pontos do DNA e dar
ao alelo um caráter polimórico. Entretanto, vários
polimorismos não necessariamente caracterizam
vários alelos, pois podem ocorrer em genes diferentes (não alelos) ou mesmo em segmentos de
DNA não codiicante (“DNA lixo”).
09 B
I. (F) A compreensão das funções de cada gene pode
elucidar os mecanismos por trás de várias doenças
e auxiliar no seu tratamento, mas não se pode airmar que todas as doenças passarão a ter cura.
II. (V) A identiicação de genes relacionados a doenças e
sua detecção em indivíduos por meio de técnicas
de exame de DNA proporcionarão um diagnóstico
precoce de doenças genéticas e de fundo genético.
III. (V) A identiicação da função de cada gene vai permitir
a associação do gene determinado a alguma condição patológica em particular.
Pré-Universitário
7
BIOLOGIA 1
LIVRO 3
IV. (F) Não há métodos preventivos contra doenças hereditárias. Entretanto, a identiicação de genes relacionados a doenças nos genitores pode permitir, por
meio de aconselhamento genético, que casais com
alto risco de terem ilhos doentes optem por não
ter crianças, bem como a identiicação de embriões
com genes para doenças. Em técnicas de fertilização
in vitro, permitirão a seleção de embriões saudáveis
para a gravidez.
10 D
O termo eugenia designa os estudos e as práticas cientíicas
e sociais voltadas para a melhoria da qualidade genética de
uma população, sendo um tema muito controverso e sujeito a
questionamentos éticos. Como o termo eugenia diz respeito
a humanos, o melhoramento genético das raças de rebanhos bovinos não é considerado uma prática dessa técnica.
Aula 12 Introdução à Citologia e à Microscopia
Atividades para sala
01 B
Bactérias são seres constituídos de células procarióticas,
que não contêm núcleo delimitado por carioteca, mas sim
um nucleoide, cujo material genético está disperso no citoplasma e é constituído de um único cromossomo formado
por DNA circular e desnudo (não associado a proteínas histonas). Células bacterianas em geral se reproduzem de modo
assexuado, com uma divisão celular denominada amitose,
caracterizando o processo de bipartição ou cissiparidade. A
simplicidade do material genético e a habilidade de gerar
clones na reprodução assexuada são aspectos que justiicam o uso de bactérias em Engenharia Genética, como na
técnica do DNA recombinante para a produção de seres
transgênicos.
02 E
As células possuem uma região chamada núcleo, cuja
função é abrigar o material genético dos organismos. Em
algumas células, esse núcleo é delimitado por uma membrana (membrana nuclear ou carioteca). Algumas células, porém, não possuem uma carioteca, e o seu material
genético está diretamente em contato com o citoplasma.
Nesses casos, o núcleo não está organizado e é preferencialmente chamado de nucleoide, característico de seres
procariontes. Além disso, não há organelas membranosas
em células procarióticas. Pode-se então dizer que elas
não apresentam a propriedade de compartimentalização.
Dessa forma, o chamado sistema de endomembranas
(composto por RE, complexo golgiense, mitocôndrias etc.)
está ausente. As únicas organelas encontradas em organismos procariontes são os ribossomos.
03 E
A Teoria Celular, elaborada por cientistas como Schleiden,
Schwann e Virchow, no século XIX, apresenta quatro
premissas básicas:
8
1. A célula é a unidade morfoisiológica básica com a qual
todos os seres vivos são formados, de modo que os
itens I e II são verdadeiros.
2. Todas as propriedades de um ser vivo dependem das
propriedades de suas células.
3. Toda célula se origina de uma célula preexistente, e a
continuidade da vida é mantida por meio da replicação
de seu material genético, de modo que o item III é verdadeiro.
4. A célula é a menor unidade da vida, portanto partículas
subcelulares, tais como as organelas, não podem ser
consideradas estruturas vivas.
04 B
O olho humano desarmado tem limite de resolução de cerca
de 0,1 a 0,2 mm, tamanho maior que a maioria das células.
O microscópio óptico possibilita um grau de aumento de
cerca de 1 000 vezes e limite de resolução de cerca de 100
a 200 nm, que permite visualizar várias estruturas celulares.
Algumas delas, no entanto, só são visíveis ao microscópio
eletrônico, que possibilita um aumento de 300 mil vezes,
resultando em um limite de resolução de cerca de 0,3 nm,
que permite visualizar estruturas inacessíveis ao microscópio
óptico. Estruturas como parede celular, núcleo, cloroplastos
e vacúolos são visíveis tanto ao microscópio óptico quanto
ao eletrônico. Usando corantes especíicos, estruturas como
cromossomos, nucléolos e mitocôndrias são visíveis tanto
ao microscópio óptico quanto ao eletrônico. Estruturas
como membrana plasmática, complexo golgiense, lisossomos e ribossomos são visíveis apenas ao microscópio eletrônico, mas não ao microscópio óptico. Assim, podem ser
observados em células vivas, não coradas, examinadas ao
microscópio óptico, cloroplastos, vacúolos e núcleo.
Atividades propostas
01 D
Para uma estrutura ser caracterizada como uma célula,
deve apresentar pelo menos quatro componentes obrigatórios:
Material genético em forma de moléculas de DNA, as
quais controlam aspectos como reprodução, hereditariedade e controle metabólico;
Membrana celular lipoproteica para manter a homeostase por meio do controle das trocas de substâncias
com o meio;
Capacidade de produzir energia, seja por respiração,
fermentação, fotossíntese ou quimiossíntese;
Ribossomos para a produção de proteínas.
Dessa maneira, toda célula apresenta membrana plasmática, DNA e RNA.




02 A
a) (V) De acordo com a Lei de Spencer, quanto menor a
célula, maior a relação superfície/volume desta, e
consequentemente melhor sua nutrição. Como as
células procarióticas são pequenas, apresentam
Pré-Universitário
BIOLOGIA 1
LIVRO 3
b) (F)
c) (F)
d) (F)
e) (F)
grande relação superfície/volume, não precisando
de compartimentalização, ou seja, de sistema de
endomembranas. Em células eucarióticas, de maiores dimensões, a menor relação superfície/volume
que haveria é compensada pelo aumento de superfície, proporcionado pela compartimentalização.
De acordo com a Lei de Hertwig, a relação entre o
núcleo e o citoplasma é mais ou menos constante
para a maioria das células (relação núcleo-plasmá1
1
tica ou RNP) em torno de ou .
3
4
O mesossomo é uma dobra de membrana plasmática em células procarióticas relacionada a atividades de respiração aeróbia e divisão celular, mas não
é considerada uma organela.
A compartimentalização das células eucarióticas
promove um acréscimo das suas superfícies internas, aumentando sua relação superfície/volume.
Ribossomos são as únicas organelas encontradas
em todos os tipos de células, sendo também as únicas organelas encontradas em células procarióticas.
03 B
As únicas organelas presentes em procariontes são os
ribossomos. Em células procarióticas, os ribossomos são
menores, ditos 70S, enquanto em células eucarióticas os
ribossomos são maiores, ditos 80S. Antibióticos, como
estreptomicina, tetraciclina e cloranfenicol atacam os
ribossomos 70S de bactérias, sem afetar os ribossomos
80S de eucariontes, inibindo a síntese proteica de modo
seletivo nas células procarióticas.
06 D
De acordo com a Lei de Driesch ou Lei do Volume Constante, células do mesmo tipo em indivíduos da mesma
espécie possuem o mesmo volume. Assim, as células de
uma criança têm o mesmo tamanho das de um adulto, cuja
maior quantidade de células é o que diferencia o indivíduo
nas duas fases da vida.
07 D
Ao se dividirem e gerarem células menores, as células da
zona de crescimento da raiz mantêm uma grande relação
superfície/volume, facilitando o rápido intercâmbio de
substâncias nutrientes e de material de excreção.
08 E
Como a maioria das células é menor que o limite de
resolução do olho humano, somente com o advento do
microscópio é que a Biologia pôde avançar até seu estado
atual. O microscópio óptico utiliza feixes de luz e lentes
para ampliar a imagem; sendo ele simples, contém apenas
uma lente; e sendo composto, contém duas lentes. A lente
mais próxima do olho do observado é denominada ocular
(A), e a lente mais próxima do objeto de estudo é denominada objetiva (C).
Observação: Comparando a igura a seguir com a da questão, encontra-se:
Lente ocular
Prisma
04 B
Dá-se o nome de transcrição ao processo pelo qual o DNA
é copiado em RNA, e dá-se o nome de tradução ao processo pelo qual o RNA orienta a síntese de proteínas nos
ribossomos. Em células eucarióticas, que contêm núcleo
organizado por carioteca, a transcrição ocorre no núcleo,
e, a seguir, a tradução ocorre no citoplasma. Em células
procarióticas, cujo material genético está diretamente disperso no citoplasma, transcrição e tradução podem ocorrer de modo simultâneo no mesmo compartimento celular
– o citoplasma, conforme evidenciado na igura. Assim,
o diagrama mostra a transcrição e a tradução do código
genético em procariontes.
Lente objetiva
Espécime
Platina
Condensador
Filtro de luz
Controles de
movimento da platina
Controles de ajuste
de foco
05 C
Em células procarióticas, o DNA é desnudo (não associado a histonas), circular e organizado em apenas um
cromossomo disperso no citoplasma, no qual forma um
nucleoide não delimitado por carioteca. Além do DNA
cromossomial, as células procarióticas possuem plasmídios, DNA extracromossomial desnudo e circular, com
genes não essenciais à vida da célula e relacionados a
fenômenos como a conjugação bacteriana e a resistência a antibióticos. Assim, os componentes que contêm
DNA na célula procariótica são o nucleoide e o plasmídio.
Lâmpada
A:
B:
C:
D:
E:
F:
G:
H:
Espelho
lente ocular;
iltro de luz;
lente objetiva;
condensador (para concentrar a luz sobre o objeto de
estudo);
controle do ajuste do foco;
platina (suporte para o objeto de estudo);
corpo do microscópio;
base do microscópio.
Pré-Universitário
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BIOLOGIA 1
LIVRO 3
09 C
Para que seja possível observar determinada estrutura, seu
valor multiplicado pelo aumento do microscópio tem que
ser igual, no mínimo, ao limite de resolução do olho humano
de cerca de 200 μm. Dessa forma, pode-se escrever:
Estrutura × Aumento = Limite de resolução do olho
No caso em questão, sabendo que o aumento total máximo
do microscópio óptico está em torno de 1 000 vezes:
Menor estrutura visível ao MO × Aumento máximo do
MO = Limite de resolução do olho humano
Menor estrutura visível ao MO × 1 000 = 200 μm
200 µm
= 0,2 μm
1 000
Como não há a opção, substitui-se a unidade de μm
para nm, lembrando que 1 μm = 103 nm
Menor estrutura visível ao MO =
Menor estrutura visível ao MO = 0,2 μm · 103 nm = 200 nm.
10 E
Em microscopia, utilizam-se corantes para permitir a visualização de estruturas celulares, como no método H&E, no
qual o corante hematoxilina cora estruturas ácidas (como
os ácidos nucleicos do núcleo) em roxo, e o corante eosina
cora estruturas básicas (como as proteínas básicas do citoplasma) em cor-de-rosa. Em células com intensa atividade
de síntese proteica, o citoplasma apresentará grande
quantidade de ribossomos, formados principalmente por
RNAr (ácido ribonucleico), o que tornará o citoplasma
ácido e corado pela hematoxilina.
10
Pré-Universitário