Biologia Molecular e Engenharia Genética Flashcards
Do que são formados os cromossomos?
A junção de uma única molécula de DNA com proteínas histonas. Histonas são proteínas que interagem com o DNA “enrolando” ele para caber na célula.
O que é um gene?
Trecho/segmento de DNA/cromossomo que contém a informação para produzir um RNA.
Explique o funcionamento do gene.
O gene é transcrito em RNAm, que é traduzido em uma proteína (enzima) que age de forma catalítica na reação responsável pela produção de uma proteína.
Um indivíduo homozigoto dominante e um heterozigoto tem fenótipos iguais.
Dominância completa.
Um indivíduo heterozigoto tem característica intermediária/misturada entre os dois homozigotos.
Dominância incompleta (ausência de dominância).
Ambos os genes de um indivíduo heterozigoto produzem enzimas (diferentes) funcionais, ou seja, as característica dos dois genes se manifestam no fenótipo.
Codominância.
Explique a formação dos nucletídeos (unidades que forma o DNA).
Os nucleotídeos são formados por:
1. Base nitrogenada (A, G, C, T, U)
2. Pentose (desoxirribose ou ribose)
3. Fosfato (PO4³-)
Classifique:
Bases nitrogenadas
- Purinas: Adenina e Guanina (2 anéis carbônicos)
- Pirimidinas: Citosina, Timina e Uracila (1 anel carbônico)
Por que o ATP é tão energético?
Por que o ATP tem na sua molécula ligações fosfoanidras (entre fosfatos) que contém grande energia.
Qual o nome das ligações entre nucletídeos?
Ligação fosfodiéster 3’ 5’ (ligação entre a pentose de um nucletídeo e o fosfato de outro nucletídeo).
Quais são as principais diferenças entre DNA e RNA?
DNA: Desoxirribose, timina e fita dupla
RNA: Ribose, uracila e fita simples
Qual o tipo de ligação entre bases nitrogenadas em uma molécula de DNA?
Pontes de hidrogênio. Entre adenina e timina, 2 pontes de hidrogênio e citosina e guanina, 3 pontes de hidrogênio.
Explique o processo de replicação do DNA.
A enzima DNA helicase quebra as pontes de hidrogênio do DNA e separa as fitas, em seguida, a enzima DNA polimerase adiciona novos nucletídeos às fitas separadas, gerando 2 fitas duplas formadas por uma cadeia original e uma cadeia nova. A molécula de DNA fica mais curta a cada replicação e por isso ela só pode se replicar de 30 a 40 vezes, pois depois desse limite perde-se genes ao invés de telômero.
telômero: “dna lixo” que pode ser eliminado nas replicações do DNA.
Explique por que vírus de RNA são muito mutagênicos.
Os vírus de RNA precisam fazer dois procedimentos para replicar seu ácido nucleico, sendo que o primeiro consiste na criação de uma fita complementar ao seu RNA (formado pela base nitrogenada que faz par com a da fita original) e o segundo a criação de uma fita que “complete” a fita nova, semelhante à original. Portanto, pelo processo de replicação ter vários processos ele é mais mutagênico, pois as chances de informações serem perdidas ou modificadas aumentam.
E é por isso que nós temos DNA como ácidos nucleicos, por que eles são mais estáveis, difíceis de quebrar e menos mutagênicos.
Especificidades da enzima DNA polimerase
- Ela nunca coloca os primeiros nucletídeos, por isso a enzima DNA primase é responsável por colocar os primeiros nucleotídeos da fita.
- Ela só adiciona novos nucleotídeo no sentido 5’3’.
Explique o processo de transcrição.
- A enzima RNA polimerase separa as fitas do DNA somente na parte do gene que vai ser transcrito.
- Em seguida, a mesma enzima adiciona novos nucleotídeos à parte do gene a ser transcrito criando um RNA complementar ao gene.
- Por fim, o RNA (pré RNAm) criado pela enzima se solta e o DNA original volta ao normal.
Parte do DNA que não codifica proteína. Pode ser composto por genes fósseis (genes de antepassados que são inúteis atualmente) e DNA viral incorporado ao genoma humano.
Corresponde a 98,5% do DNA.
DNA lixo ou região hipervariável de DNA.
Por variar muito entre indivíduos, ele (dna lixo) é utilizado para exames de paternidade, uma vez que genes codificantes são idênticos na grande maioria dos indivíduos.
DNA lixo dentro do gene
Intron
DNA codificante dentro de gene
Exons
Splicing
Processo feito pelo spliciossomo (complexo constituído de RNA) que consiste na eliminação dos íntrons do pré RNAm para formar um RNA maduro.
Aonde ocorrem os processos de transcrição, splicing e tradução?
Transcrição e splicing ocorrem no núcleo. Tradução ocorre no citoplasma.
Plasmídeos
Fragmentos de DNA extracromossomial presente em bactérias.
Qual a vantagem da existência de introns, exons e splicing?
Conseguir produzir mais de uma proteína a partir de um mesmo gene pelo slicing alternativo (eliminar alguns exons junto dos introns formando peptídeos diferentes a partir de um mesmo pré-RNAm).
Isso explica a complexidade do corpo humano, pois algumas espécies mais simples possuem o mesmo número de genes que os humanos e não conseguem produzir a mesma quantidade de proteínas pois não fazem splicing.
Quai são os tipo de RNA e suas especificidades?
- RNAm: Cópia do gene enviada ao ribossomo para síntese proteica.
- RNAr: Forma o ribossomo e tem função estrutural e catalítica (ribozima).
- RNAt: Transportar aminoácidos até o ribossomo para fazer síntese proteica, tem extremidade livre que se liga nos AA com sequência de bases igual a CCA. Além disso, tem uma estrutura chamada alça do anticódon que determina (através de bases nitrogenadas variáveis) qual AA irá ser transportado.
Ribovírus.
Vírus que não formam DNA em nenhuma fase da vida. Como consequência, o RNA sofre replicação, fenômeno que acontece só no ribovírus.
Retrovírus.
Vírus de RNA que formam DNA no ciclo de vida. Ou seja, o RNA forma DNA. O exemplo mais importante é o do HIV, vírus da AIDS.
Só retrovírus tem enzimas capazes de produzir DNA a partir do RNA (referência).
O que é o código genético e quais suas características?
Relação entre bases nitrogenadas no material genético e os aminoácidos nas proteínas. É universal (mesmo para todas as espécies) e imutável. Além disso, o código é degenerado, o que significa que o nº de códons é maior que o nº de AA, ou seja, um AA pode ser determinado por mais de um códon.
3 bases no RNAm -> 1 códon -> 1 AA
Quais as funções dos seguintes códons?
- AUG
- UAA, UAG, UGA
- Produzir metionina; Códon de iniciação.
- Não codificam aminoácido; Códons de terminação.
Mutação nonsense
Afeta códons de terminação, e consequentemente a proteína pode ficar mais longa ou mais curta e perder sua função.
Polirribossomos ou polissomos.
60 a 80 ribossomos num mesmo RNAm para produzir várias proteínas iguais a partir de 1 RNAm. Podem ser livres (proteínas de uso interno) ou aderidos ao REG (proteínas de exportação).
Hipótese do sinal de Blobel
RNAm de proteínas de exportação apresenta sequência de bases nitrogenadas que codifica um peptídeo sinal que orienta o ribossomo até o REG, aonde a proteína continua a ser produzida.
O que é:
Conjunto de técnicas para manipulação do material genético
Engenharia Genética
Corte/colagem de genes entre quaisquer espécies
Técnica do DNA recombinante
Quais são as ferramentas utilizadas na técnica do DNA recombinante?
- Enzimas endonucleases de restrição: tem a função de “cortar” o DNA em trechos específicos de DNA palíndromo e são produzidas por bactérias.
- DNA ligase: tem a função de “colar” o DNA com ligações fosfodiéster 3’5’.
Do que é formado o DNA recombinante?
O DNA recombinante é formado pelo DNA de interesse (gene selecionado) e o vetor (suporte para o DNA de interesse). O vetor pode ser um plasmídeo bacteriano (DNA fora do cromossomo), DNA viral.
Quais são as etapas da técnica do DNA recombinante?
seis
- Corte do DNA por enzima de restrição
- Colagem do DNA por pontes de hidrogênio entre extremidades pegajosas (extremidade de DNA complementares)
- Colagem do DNA por ligações fosfodiéster 3’5’ pela enzima DNA ligase
- Clonagem do DNA recombinante
- Transfecção: introdução do DNA recombinante no organismo a ser modificado (pode ser feito por DNA viral, por bactérias, microinjeção em óvulos/zigotos)
- Seleção dos organismos modificados: junto com o DNA de interesse é introduzido um gene marcador (resistente à droga) para saber se o procedimento deu certo (aplicando a droga e selecionando os que resistiram).
Quais são as formas de clonar um DNA recombinante?
- Técnica in vivo: introdução do DNA recombinante em uma báctéria para que quando a bactéria se reproduzir ela criar várias cópias do DNA recombinante
- Técnica in vitro: Em tubo de ensaio, com enzimas apropriadas (ex.: PCR, reação de cadeia de polimerase)
PCR ou reação de cadeia de polimerase
Clonagem de DNA in vitro em altas temperaturas (aumentando a velocida das reações) pela enzima TAQ DNA polimerase (enzima de bactéria que resiste às altas temperaturas).
Como funciona a PCR?
Pelo aumento de temperatura, a fita de DNA é separada pela quebra das pontes de hidrogênio entre bases nitrogenadas. Posteriormente, a temperatura é levemente reduzida e a enzima TAQ DNA polimerase é colocada em ação adicionando novos nucleotídeos às fitas (sempre no sentido 5’3’). Esse ciclo se repete várias vezes para que sejam produzidas várias cópias de DNA.
Principais usos dos transgênicos
- Biofábricas de produtos úteis ao homem (ex.: produção de insulina, GH, fator VII p/ hemofílicos)
- Plantas de qualidade superior (mais nutritivas, mais resistentes a insetos, a herbicidas)
- Terapia gênica ou geneterapia
Principais riscos de transgênicos
- Reações alérgicas
- Perda de biodiversidade
- Transferência de genes para espécies nativas
Terapia gênica ou geneterapia
Correção de defeitos genéticos pela inserção dos genes apropriados. Essa técnica é feita, normalmente, através de vírus recombinantes (ex.: retrovírus).
Técnica ex vivo
tipo de terapia gênica
As células do doente são retiradas, o vírus recombinante é inserido e depois as células já modificadas são devolvida para o doente.
Técnica in vivo
tipo de terapia gênica
Aplica o vírus recombinante direto no paciente. Risco alto de reações imunológicas graves.
Doping genético
Uso de técnicas de geneterapia para melhorar o desempenho em alguma atividade.
Vacina de DNA
Aplicação de DNA recombinante contendo gene de um antígeno, que é transcrito e traduzido pelo corpo gerando a produção de anticorpos e de células de memória. Ou seja, o efeito da vacina é permanente. Principal técnica é a biobalística (pistola/canhão de genes).
Vacina de RNA
Aplicação do RNAm do antígeno, o qual é traduzido pelo corpo e gera a produção de anticorpos e células de memória. O efeito não é permanente como na de DNA, mas é mais eficiente que a vacina comum, pois gera uma resposta imunológica forte. Principal exemplo é a vacina contra o coronavírus da Pfizer.
Técnica CRISPR-cas9 ou edição de genes
Modificação de genes dentro do genoma.
Principal ferramenta da técnica CRISPR-cas 9
Enzima cas 9 acoplada de um DNA guia para cortar o DNA em qualquer lugar. A colagem é feita pelas enzimas de reparo de DNA do próprio corpo com o trecho de DNA de interesse.
Em relação à técnica de DNA recombinante, essa técnica é muito mais fácil, barata e eficiente.
Ferramentas utilizadas nos testes de DNA
- Enzimas de restrição: para cortar o DNA em lugares específicos
- Eletroforese: para separação de fragmentos de DNA baseada na carga elétrica
- Sondas radioativas: trechos de DNA radioativo (artificial) complementares ao DNA interesse (nos exames de partenidade é o VNTR)
- Filme radiográfico: para fazer uma impressão dos genes que se ligaram ao DNA radioativo
VNTR: trechos de DNA lixo formado por sequências de nucleotídeos que se repetem várias vezes, e que de um indivíduos para o outro varia no nº de repetições.
Como é feito o teste de DNA?
- Fragmentação do DNA dos envolvidos por enzimas de restrição
- Separação dos fragmentos pela eletroforese
- Marcação do DNA de interesse através de sondas radioativas
- Análise do padrão de bandas (fragmentos de DNA híbrido) no filme radiográfico
Verdadeiro ou falso:
O Projeto Genoma Humano desvendou o código genético
Falso
Como ler um diagrama de eletroforese da
Técnica Didesóxi (sequenciamento de DNA)
O sequenciamento de DNA feito pela técnica didesóxi é lido na eletroforese de baixo para cima, do 1º nucleotídeo para o último.
