ACESSO VESTIBULAR QUESTÕES DE PROCESSAMENTO DE RNA OU SPLICING 01. (MAMA 2007.1) PÁGINAS OCULTAS NO LIVRO DA VIDA Os biólogos supunham que apenas as proteínas regulassem os genes dos seres humanos e dos outros organismos complexos. Mas um sistema controlador negligenciado, baseado no RNA, pode conter as chaves do desenvolvimento e da evolução. Por John S. Mattick. O dogma central da biologia molecular, com seus mais de 50 anos de idade, é que as informações genéticas do DNA são transcritas como moléculas intermediárias de RNA, que por sua vez são traduzidas nas proteínas. Os genes seriam, em geral, sinônimos de proteínas. O corolário disso é que as proteínas, além de seus papéis estruturais e enzimáticos nas células, devem ser os agentes básicos de regulação da expressão, ou ativação, dos genes....as proteínas realmente ajudam a regular a expressão dos genes, mas um sistema regulador paralelo e oculto, com base em RNAs que atuam diretamente sobre o DNA e outras moléculas, também é importante.essa rede sinalizadora pode ser o que permite aos seres humanos, por exemplo, atingir uma complexidade estrutural muito além de qualquer outra vista no mundo unicelular...... uma descoberta feita em 1977... mostrou que os genes de eucariontes não são blocos contíguos de elementos reguladores e codificadores de proteínas. Ao contrário, não passam de mosaicos de éxons (seqüências de DNA argumentação e um número considerável de outros dados experimentais sugerem que muitos genes em organismos complexos (e talvez até a maioria dos genes em mamíferos) não codifiquem proteínas, mas dão origem que codificam fragmentos de proteínas) e seqüências intermediárias, ou íntrons, que não codificam proteínas. No núcleo, os genes são copiados em sua totalidade, como transcritos de RNA primário, depois, um processamento denominado de splicing (montagem de genes) remove os RNAs intrônicos e reconstitui uma seqüência de codificação contínua( o RNA mensageiro, ou mrna), que é traduzida em proteína no citoplasma...... Uma observação que tornou mais fácil rejeitar a importância dos íntrons é que a quantidade de DNA de um organismo não corresponde exatamente à sua complexidade......em termos simples a charada é esta: menos de 1,5% do genoma humano codifica proteínas, mas a maioria é transcrita em RNA. Ou o genoma humano (e dos outros organismos complexos) está cheio de transcrição inútil, ou esses RNAs desempenham alguma função reguladora. Essa linha de argumentação e um número considerável de outros dados experimentais sugerem que muitos genes em organismos complexos não codificam proteínas, mas dão origem a RNAs com função reguladora
Sobre os dados apresentados no texto e nas gravuras, pode-se afirmar: ( ) a variabilidade genética apresentada por organismos complexos depende diretamente do tamanho de seus genomas e da quantidade de suas proteínas resultantes de sua atividade gênica. ( ) a maior parte do DNA lixo, na realidade, pode estar relacionada à expressão e regulação gênica em organismos complexos, independentemente do tamanho de sues genomas. ( ) não apenas a produção de proteínas exônicas mas principalmente as proteínas resultantes de processos RNA-dependentes, parecem estar ligadas a mecanismos extrínsecos ao DNA, estando relacionadas, a princípio, com a grande complexidade de mamíferos, como o ser humano. ( ) a complexidade de um organismo, parece estar relacionada principalmente aos componentes de montagem de estruturas como patas ou asas, independentemente dos sistemas de regulação intrínsecos ao sistema de montagem dessas estruturas. ( ) parte do RNA intrônico e até exônico, pode, após o processamento por mecanismos de splicings, resultar em poderosos mecanismos de interação com DNA e proteínas, modificando a tradução em diversos níveis, resultando em mecanismos de regulação e expressão gênicas originadoras de complexidade estrutural e fisiológica. ( ) aparentemente, a regra que o DNA-lixo não seria funcional, parece atualmente sem sentido, mesmo sabendo-se que estas seqüências não sofreram alterações significativas durante a evolução, o que demonstra que elas não representam indícios de marcadores da evolução biológica humana. ( ) é muito provável que muitas, senão a maioria, das variações genéticas que determinam a suscetibilidade à maioria das doenças residam na arquitetura reguladora de nosso genoma, que controla o crescimento e desenvolvimento. QUESTÕES 02 E 03 Um gene, muitas proteínas. A visão clássica da expressão dos genes era simples: um gene de DNA é inicialmente transcrito em forma de RNA, depois o mecanismo de splicing celular remove os trechos de lixo chamados íntrons e liga as partes significativas, os éxons, em uma versão final de RNA mensageiro, que então é traduzida para uma proteína. Mas agora está claro que essas regras nem sempre se aplicam. Em organismos complexos, a transcrição inicial de RNA pode sofrer splicing alternativo os éxons podem ser descartados, e os íntrons, ou partes deles, mantidos para produzir múltiplos RNA mensageiros, e, portanto proteínas diferentes, a partir de um mesmo gene. EXPRESSÃO DE GENES CLÁSSICA Uma seqüência de DNA é transcrita numa cópia de uma só fita feita de RNA. O mecanismo celular então faz o splicing nessa transcrição inicial: os íntrons, cada qual definido por seqüências particulares de nucleotídeos em seu princípio e seu fim, conhecidas respectivamente como pontos de splicing 5 (cinco-linha) e 3 (três linha), são removidos e descar-tados, enquanto os éxons são ligados numa versão de RNA mensageiro (mrna) do gene, que será traduzido numa proteína pela célula
SPLICING ALTERNATIVO A transcrição inicial do gene pode ser editada de várias formas (à direita), em que a atividade de splicing está representada em linhas tracejadas. Um éxon pode ser deixado de fora (a). O mecanismo de splicing pode reconhecer os pontos de splicing alternativos 5 para um íntron (b) ou os pontos de splicing 3 (c). Um íntron pode ser mantido na transcrição final de mrna (d). E éxons podem ser mantidos num sistema de exclusão mútua (e) Éxon que sempre sofre splicing Éxon de splicing alternativo Íntron 02. A partir dos seus conhecimentos sobre o código genético e expressão de genes, identifique as proposições verdadeiras e as falsas. ( ) a expressão de um determinado gene, se configura na produção de uma proteína específica, sem interferência do ambiente externo; ( ) a variabilidade genética ou genotípica das espécies, pode ser medida através de alguns indicadores, como: taxa de mutações, ocorrência de permutas e tipos diferentes das proteínas produzidas. ( ) quanto menos complexo um organismo, maior a probabilidade de um gene sintetizar muitas proteínas. ( ) no splicing alternativo, a informação armazenada nos genes de um organismo complexo pode ser editada de várias formas, resultando em maior variedade fenotípica de suas proteínas, sem, no entanto, aumentar a variabilidade genotípica. ( ) a recodificação do RNAm splicing"-ocorre no núcleo e tem por objetivo a variabilidade gênica, aumentando as possibilidades de evolução das espécies. ( ) os íntrons descartados durante o processamento do RNAm no citosol,são fundamentais para o processo de regulação normal da atividade gênica, atuando no silenciamento de genes ativados inadequadamente. ( ) os splicings alternativos do RNÁm apresentam um caráter contraditório e fundamental para a evolução biológica: ao mesmo tempo que equipa espécies para enfrentar melhor a seleção natural, devido ao maior número de proteínas produzidas, não resulta em modificações no DNA, permitindo que o produto de milhões de anos de seleção, o que demonstra adaptação - continue preservado. 03. Sobre os mecanismos relacionados ao código genético e suas repercussões para variabilidade genética nos seres vivos, identifique as proposições verdadeiras e as falsas. ( ) com a retirada dos íntrons e reunião dos éxons, ocorre a formação do RNAm homogêneo, produto primário da transcrição, que poderá ser usado para a síntese de proteínas celulares; ( ) sabe-se hoje que, os íntrons, chamados inicialmente de "lixo genético", na realidade podem ser utilizados na confecção das proteínas celulares, aumentando assim as possibilidades de geração de variabilidade nas espécies, sem modificação genética efetiva, preservando assim o patrimônio genético original; ( ) para aumentar a variabilidade genética de uma espécie,é prescindível, a ocorrência natural de cruzamentos com organismos distintos, da mesma espécie, independentemente dos mecanismos de splicings ;
( ) a ocorrência de splicings aumenta a variabilidade dos genes de determinada população, sem, entretanto provocar mutações, sendo, portanto um mecanismo eficiente de geração de variabilidade sem danos ao material hereditário; ( ) os íntrons descartados durante o mecanismo de splicing, são os principais responsáveis por danos no material genético celular, as mutações, sendo, portanto um importante mecanismo evolutivo. ( ) as mutações ainda são a principal fonte de geração de variabilidade genética das espécies, entretanto, os splicings do RNAm aumentam a diversidade fenotípica 04. O esquema representa, de forma simplificada, o processo de expressão da informação genética contida nos seres vivos de padrão eucarionte. A respeito dos mecanismos de ação e da importância desse processo biológico, é correto afirmar: A) A transcrição e a tradução gênica são processos biológicos exclusivos dos seres que apresentam material genético delimitado pela carioteca. B) O splicing permite, durante a formação do RNA mensageiro, eliminar as porções inativas presentes no gene, unindo, em uma única cadeia, apenas as porções ativas. C) Cada gene é capaz de codificar, a partir da sequência de suas bases nitrogenadas, apenas um único tipo de proteína final. D) Durante a transcrição, o DNA produz uma cópia da sua própria molécula para que possa, dessa forma, sequenciar uma nova molécula de RNA. E) Os éxons presentes na sequência gênica são descartados durante a tradução gênica por apresentarem apenas porções não codificantes do código genético. 05. UEFS 2010.1. O diagrama ilustra, de forma simplificada, o processo de transcrição e tradução do código genético nos seres eucariontes. A partir da análise do diagrama juntamente com o conhecimento pertinente ao tema, pode-se afirmar: A) O gene A, como qualquer outro gene presente em células eucarióticas, é responsável pela expressão de apenas uma única característica genética. B) O processo ilustrado é característico da etapa S da interfase, durante a ativação do material genético. C) O momento X representa o splicing, que permite a eliminação das porções inativas (íntrons) e a fusão das porções ativas (éxons), durante a formação do RNAm. D) Os ribossomos permanecem ativos, coordenando a formação do RNAm, durante toda a etapa de transcrição do código genético. E) A replicação é o processo que sempre precede a transcrição e a tradução da informação genética.
GABARITO: 1. FVVFVFV 2. FVFVFFV 3. FVFFFV 4. B 5. C