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Módulo 03 - O Código Genético Biologia - 1º Volume - Extensivo - Pré-vestibular 1. De que Maneira o Gene Determina o Fenótipo? Sabemos que na estrutura celular dos seres vivos existem quatro tipos de macromoléculas: açúcares, lipídios, proteínas e ácidos nucleicos. As duas primeiras não são características e específicas dos diversos organismos. Assim, a glicose de um fermento é a mesma existente no homem; o panículo adiposo de um rato é similar ao de um elefante. O mesmo não acontece, porém, com as proteínas e com os ácidos nucleicos, substâncias específicas para cada organismo. Os milhares de organismos que existem na natureza são, geral mente, representados por diferenças proteicas. Podemos afirmar que as proteínas de terminam o fenótipo. Para tanto, desempenham duas funções gerais, atuando como (1) materiais estruturais e (2) mediadores e reguladores metabólicos. Os componentes celulares são estruturados principalmente a partir de proteínas. Sendo mediadores e reguladores metabólicos, agem como enzimas e hormônios. 2. O Conceito de Gene O gene, ou se ja, o DNA, determina o fenótipo do organismo, especificando a síntese de determinadas moléculas de proteínas. Estruturalmente o gene é equivalente a um cístron, ou seja, um segmento de DNA que codifica a sequência de aminoácidos de uma proteína. 3. O Código Genético Um código é um sistema de símbolos, usado para transmitir uma determinada informação. A linguagem escrita, por exemplo, é um tipo de código inventado pelo homem. Usando 26 símbolos (letras), podemos formar um número ilimitado de palavras, que só têm significado para quem entende português. É possível comparar o código genético a um alfabeto de quatro letras que são as iniciais das quatro bases nitrogenadas: A (adenina), C (citosina), G (guanina) e T (timina). Com as quatro letras, são forma das palavras de três letras denominadas códons. Portanto, cada códon é uma sequência de três bases que codificam um aminoácido específico. Os códons do DNA são transcritos para códons do RNAm, como se observa na tabela abaixo. CÓDONS DNA CÓDONS RNAm AMINOÁCI -DOS CO -DIFICADOS CCA GGU Glicina AGA UCU Serina Sistema Integrado Copyright 1999-2019 - UNIP/Objet ivo - Todos os direitos reservados CGA GCU Alanina AAA UUU Fenilalanina 4. As Propriedades do Código Genético O código genético apresenta duas propriedades: a degeneração e a universalidade. O código genético é degenerado, ou seja, cada aminoácido é codificado por dois ou mais códons. Arginina, por exemplo, é um aminoácido codificado por seis códons: CGU, CGC, CGA, CGG, AGA e AGG. O código é universal, o que significa que parece ser o mesmo em todos os organismos estudados. Esta é mais uma evidência evolutiva mostrando que todas as formas de vida têm uma origem comum. 5. O Código Genético Completo O código existente no DNA é transcrito para o RNA que comumente aparece nas tabelas, como a que apresentamos acima. Observe que três dos códons existentes não têm sentido, o que significa que não codificam qualquer tipo de aminoácido. É o caso de UAA, UAG e UGA, chamados de códons terminais por indicarem o término de um cístron. Exercícios Propostos 1. (UERJ) – O esquema abaixo representa o mecanismo de biossíntese proteica em um trecho de DNA de uma célula eucariota. Observe que sua hélice inferior será transcrita e que as bases nitrogenadas, em destaque, compõem um íntron, a ser removido no processamento do pró-RNAm. Sistema Integrado Copyright 1999-2019 - UNIP/Objet ivo - Todos os direitos reservados Identifique a sequência de bases que irá compor o trecho de RNA mensageiro a ser traduzido em proteína e determine o número de aminoácidos a serem introduzidos na proteína nascente. 2. (Ebmsp-2018) – Até pouco tempo, acreditava-se que os genes – porções codificantes do DNA – eram compostos por arranjos contínuos de nucleotídeos. Somente na década de 70, do século XX, confirmou-se a existência de trechos codificantes não sequenciais ao se identificar RNA mensageiros que apresentavam um número de nucleotídeos menor do que o número de nucleotídeos presentes no gene que o codificou. Com base nessa informação e nos conhecimentos sobre biologia molecular, explique, como um mesmo gene em seres eucariontes é capaz de codificar diversas proteína que apresentam suas estruturas primárias diferenciadas 3. (UNISA-MED-2017) – Analise a tabela, que contém uma parte docódigo genético. Códons Produto codificado AUG metionina (códon deinício) CAU, CAC histidina GGU, GGG, GGA, GGC glicina CGU, CGA, CGC, CGG, AGA, AGG arginina UGU, UGC cisteína UAA, UAG, UGA Considere um segmento de DNA com a seguinte sequência de bases nitrogenadas, em que a seta indica o sentido da transcrição: a) Suponha que um ribossomo traduziu o RNA mensageiro sintetizado a partir desse segmento de DNA, quantos aminoácidos são codificados por este ribossomo? Cite o nome do último aminoácido que fará parte Sistema Integrado Copyright 1999-2019 - UNIP/Objet ivo - Todos os direitos reservados da molécula transcrita. b) Caso ocorra uma mutação e a décima quinta base nitrogenada seja substituída pela base timina (T), qual será o anticódon do RNA transportador que se emparelha no códon codificado após a mutação? De acordocom a propriedade do código genético, explique por que essa mutação pode serconsiderada silenciosa. 4. Analise as alternativas abaixo, relacionadas com o código genético: I. Um mesmo códon pode codificar mais de um aminoácido. II. Um aminoácido pode ser codificado por diferentes códons. III. O código usado na espécie humana é o mesmo dos vírus. Estão corretas a) I e II b) I e III c) II e III d) Apenas II e) I, II e III 5. O código genético é considerado degenerado porque a) um aminoácido só pode ser codificado por mais de um trio de nucleotídeos. b) alguns aminoácidos podem ser codificados por mais de um trio de nucleotídeos. c) determinados trios de nucleotídeos podem corresponder a mais de um aminoácido. d) com o tempo, alguns trios de nucleotídeos degeneram-se, deixando de codificar aminoácidos. e) uma mutação pode alterar a sequência de um trio de nucleotídeos. Gabarito 1. RESOLUÇÃO: Sequência: A-U-G-G-A-A-A-A-A-U-A-C Número de aminoácidos: 4 2. RESOLUÇÃO: Os seres eucariontes apresentam em seus genes porções codificantes que são denominadas de exons e porções não codificantes denominadas de introns. Durante a formação do RNA mensageiro, em um processo denominado splicing padrão, apenas os exons serão utilizados na composição dessa molécula, o que determina em um único tipo de proteína a ser produzida. No splicing alternativo é possível que certos exons possam ser inseridos ou excluídos do RNAm transcrito, ou seja, porções que se comportavam como introns passam a ser mantidas ou porções exons passam a ser retiradas resultando em padrões diferenciados de RNAm na codificação de múltiplas proteínas. 3. RESOLUÇÃO: Sistema Integrado Copyright 1999-2019 - UNIP/Objet ivo - Todos os direitos reservados a) São codificados seis aminoácidos, sendo cinco tipos diferentes. O último aminoácido será a histidina. b) O anticódon será GCU. A mutação pode ser considerada silenciosa porque codifica para o mesmo aminoácido. 4. RESOLUÇÃO: Resposta: C 5. RESOLUÇÃO: Resposta: B Professor: Fernando de Paiva Santos Aula: O Código Genético Professor: Fernando de Paiva Santos Aula: O Código Genético – Exercícios Sistema Integrado Copyright 1999-2019 - UNIP/Objet ivo - Todos os direitos reservados