Sequência 2 = 5...AGG CAT TTC AAG TGC GCT TTC CAT Hae III

Transcrição

1 Questão 5 As moléculas de DNA mitocondrial de muitos protozoários conservam diversas características evolutivas, além de sequências intra e interespecíficas que são estudadas nas mais diversas áreas biológicas. Alguns estudos moleculares utilizam enzimas conhecidas como endonucleases de restrição que são capazes de reconhecerem uma sequência específica de nucleotídeos do DNA e o digerem (cortam) num ponto determinado. O emprego dessas enzimas, geram fragmentos menores que podem ser sequenciados, comparados e diferenciados com relação ao gênero e espécie. Essa ferramenta molecular auxilia nos estudos filogenéticos, de interações parasita-hospedeiro e no diagnóstico de doenças infecciosas. O esquema abaixo mostra a sequência de bases reconhecidas pela enzima de restrição Hae III, seu ponto de corte (representado pela seta) e dois fragmentos de DNA a serem examinados. 5 -GG CC-3 Sequência reconhecida pela Hae III Sequência 1 = 5...AGG CCT TTC AAG TGG CCG TTC CAT Hae III Sequência 2 = 5...AGG CAT TTC AAG TGC GCT TTC CAT Hae III Com relação ao que foi exposto responda: A) Sabe-se que é mais fácil separar os nucleotídeos que unem as duas fitas complementares da molécula de DNA do que separar nucleotídeos que pertençam à mesma fita. Com base nas interações moleculares presentes no DNA, justifique essa afirmativa. R5A: As ligações entre nucleotídeos que unem as duas fitas são ligações de hidrogênio ou pontes de hidrogênio (ligações fracas não covalentes) entre as bases púricas pirimídicas. Já as ligações que unem nucleotídeos da mesma fita são ligações covalentes do tipo fosfodiéster, são ligações mais fortes devido ao compartilhamento de elétrons entre os átomos envolvidos. Especificamente, na molécula de DNA, o fosfato é esterificado entre as duas unidades de desoxirriboses dos nucleotídeos envolvidos. B) Considerando a especificidade da enzima de restrição mencionada no texto, quantas bandas (fragmentos) de DNA na Sequência 1 e 2 serão observadas após a digestão e corrida eletroforética? R5B: Sequência reconhecida pela Hae III Sequência 1 = 5...AGG / CCT TTC AAG TGG / CCG TTC CAT Hae III Sequência 1 = 03 fragmentos Sequência 2 = 5...AGG CAT TTC AAG TGC GCT TTC CAT Hae III Sequência 2 = 01 fragmento LEWIS, J.; ALBERTS, B.; BRAY, D. Biologia Molecular da Célula. 5. ed. Porto Alegre, Artmed, Capítulos: 1 Células e Genomas; 2 Química Celular e Biossíntese; 4 DNA; Cromossomas e Genomas; 6 Como as células leem o genoma: do DNA a Proteína; 8 Manipulação de Proteínas; DNA

2 2.4.2 NELSON, D. L.; COX, M. LEHNINGER. Princípios de Bioquímica. 3. ed. São Paulo: Sarvier, Capítulos: 1 A Lógica Molecular da Vida; 3 Biomoléculas; 4 Água; 5 Aminoácidos; Peptídeos e Proteínas; 6 Estrutura Tridimensional das Proteínas; 7 Funções das Proteínas; 8 Enzimas; 9 Questão 6 A maior parte das proteínas globulares são desnaturadas (perdem a sua estrutura) e perdem a sua atividade se aquecidas até 65 C. No entanto, proteínas globulares contendo múltiplas pontes dissulfeto precisam ser aquecidas a temperaturas mais altas e por mais tempo para perder a estrutura e a atividade. Um exemplo é a proteína BPTI (bovine pancreatic trypsin inhibitor) que possui 58 aminoácidos, é formada por uma única cadeia polipeptídica, e contém três pontes dissulfeto. Qual é a base molecular para a elevada resistência de BPTI à desnaturação térmica? R6: Algumas proteínas são ricas em pontes dissulfeto. As suas propriedades mecânicas (viscosidade, dureza, resistência, etc) estão correlacionadas com o número de pontes dissulfeto presentes. As pontes disulfeto são ligações covalentes e são muito mais fortes do que interações não covalentes que estabilizam a estrutura tridimensional das proteínas. A formação de pontes dissulfeto entre cadeias polipeptídicas contribui para propriedades de resistência de proteínas/enzimas garantido maior estabilidade e resistência à desnaturação térmica. Questão 7 Os lipídeos (do grego lipos, gordura) são o quarto principal grupo de moléculas encontradas em todas as células. Diferentemente dos ácidos nucleicos, das proteínas e dos polissacarídeos, os lipídeos não são poliméricos. [...] Os lipídeos exibem uma variedade estrutural maior do que as outras classes de moléculas biológicas. A partir da leitura do texto, assinale verdadeiro (V) ou falso (F) para as sentenças a seguir. ( ) Os óleos vegetais são líquidos à temperatura ambiente, enquanto as gorduras animais são sólidas, devido à maior concentração de ácidos graxos saturados na composição dos óleos. ( ) Os lipídeos desempenham diversas funções no organismo humano, desde o papel estrutural até os de precursores de hormônios e vitaminas, que são de importância crucial para a manutenção da vida.

3 ( ) As prostaciclinas, tromboxanas e leucotrienos, importantes moléculas lipídicas envolvidas no desenvolvimento do processo da dor, da febre e da regulação da pressão arterial, são produzidas a partir da molécula do ácido araquidônico, um ácido graxo saturado que contém 24 átomos de carbono. ( ) Os triacilglicerois, ou triglicerídeos, lipídeos com função de reserva energética para o organismo humano, são constituídos por três resíduos de ácidos graxos somente saturados, esterificados aos grupos carbonila presentes na molécula do glicerol. R7: F V V F Questão 8 Uma mistura de proteínas, cuja constituição está descrita a seguir (sendo Mr, a massa molecular), foi submetida a fracionamento cromatográfico em coluna de gel filtração (exclusão molecular) em resina Superdex 200 (3,2cm x 30 cm) em ambiente isocrático utilizando Tampão fosfato 20 mm ph 7,4 acrescido de 150 mm de cloreto de sódio como fase móvel, gerando o cromatograma: Aldolase (Mr ) Tireoglobulina (Mr ) Anidrase Carbonica (Mr ) Ferritina (Mr ) Ribonuclease A (Mr ) Conalbumina (Mr ) Ovalbumina (Mr ) A) Identifique a qual proteína corresponde cada uma das frações (1 a 7) visualizadas no cromatograma. R8A: 1- Tireoglobulina; 2- Ferritina; 3- Aldolase; 4- Conalbumina; 5- Ovalbumina; 6- Anidrase Carbônica; 7- Ribonuclease A B) Justifique a sua resposta. R8B: Por se tratar de uma cromatografia de exclusão molecular ou filtração, as proteínas de maior massa molecular vão ser eluídas primeiro e as de menor massa por último (moléculas pequenas passam por dentro dos poros das resinas sendo retardadas), permitindo a separação das proteínas.

4 Questão 9 A anemia falciforme é doença humana hereditária. Sabe-se que existem quase 500 variantes genéticas da hemoglobina na população humana; a maioria delas é muito rara. Os efeitos sobre a estrutura e a função da hemoglobina com frequência são pequenos, mas às vezes podem ser extraordinários. Cada variação é produto de alteração em um gene. Os genes variantes são denominados alelos. A anemia falciforme ocorre em indivíduos que herdaram o alelo para a hemoglobina falciforme de ambos os pais. Os eritrócitos desses indivíduos são anormais e em menor número. O sangue contém muitos eritrócitos longos e finos em forma de foice, além de um grande número de células imaturas. Figura: Comparação entre (a) eritrócitos normais e (b) eritrócitos com formas variadas vistos na anemia falciforme. Quando a hemoglobina das células falciformes (chamada de hemoglobina S) é desoxigenada, ela torna-se insolúvel e forma polímeros que se agregam em fibras tubulares. A hemoglobina normal (hemoglobina A) permanece solúvel após a desoxigenação. As fibras insolúveis induzem a deformação dos eritrócitos, e a proporção das células falciformes aumenta muito à medida que o sangue é desoxigenado. A) Em relação à estrutura química geral dos 20 tipos de α-aminoácidos, quais são as semelhanças e diferenças entre eles? R9A: Todos os 20 tipos de aminoácidos comuns são α-aminoácidos. Eles têm um grupo carboxila e um grupo amino ligados ao mesmo átomo de carbono (o carbono α). Diferem uns dos outros em suas cadeias laterais ou grupos R, que variam em estrutura, tamanho e carga elétrica, e que influenciam a solubilidade dos aminoácidos em água. B) Descreva a diferença estrutural entre a hemoglobina A e S e seu efeito estrutural em ph fisiológico. R9B: As propriedades alteradas da hemoglobina S resultam da substituição de um único aminoácido, Val em vez de Glu na posição 6 das duas cadeias b. O grupo R da valina não tem carga, ao passo que o glutamato tem carga negativa em ph 7,4. Por isso, a hemoglobina S tem duas cargas negativas a

5 menos do que a hemoglobina A (uma a menos em cada cadeia b). A substituição do resíduo Glu pelo Val cria um ponto de contato hidrofóbico adesivo na posição 6 da cadeia b, que está na superfície externa da molécula. Devido a esses pontos, as moléculas de desoxiemoglobina S se associam anormalmente entre si, formando os agrega- dos longos e fibrosos característicos dessa enfermidade.