Genética Molecular: Mutações e Expressão Gênica

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<p>Lista de exercício 4 Tradução</p><p>1. A sequência de DNA abaixo será transcrita. A região contida no Box 01 codifica um sítio de ligação ao ribossomo, enquanto as sequências do Box 2 e 3 (negrito) se referem aos íntrons deste gene. Com base nestas informações responda as questões abaixo</p><p>a. Qual a sequência do RNAm maduro?</p><p>ACAUGCGUGGCAUGCGCUGAUACCGGCUUGAGCCUGAGACU</p><p>b. Qual a sequência de aminoácidos da proteína?</p><p>Treonina-Cisteína-Valina-Alanina-Cisteína-Alanina-Ácido aspártico-Treonina-Glicina-Leucina-Serina-Leucina-Arginina</p><p>c. Qual será a sequência da proteína se ocorrer uma deleção do 15º par de bases do DNA (seta vermelha) deste gene? E se ocorrer uma inserção de um par A/T logo após esta posição, qual será a sequência da proteína codificada por este gene? Qual mutação será potencialmente mais danosa à função da proteína?</p><p>Segmento novo de RNAm com deleção do 15º par de bases do DNA:</p><p>ACAUCGUGGCAUGCGCUGAUACCGGCUUGAGCCUGAGACU</p><p>Proteína: Treonina-Serina-Triptofano-Histidina- Alanina- Leucina-Isoleucina-Prolina-Alanina. Há um códon de parada (UGA)</p><p>Segmento novo de RNAm com inserção de A no DNA:</p><p>ACA UGA CGU GGC AUG CGC UGA UAC CGG CUU GAG CCU GAG ACU</p><p>Proteína: Treonina. Há um códon de parada (UGA)</p><p>d. De que forma uma mutação no sítio de ligação ao ribossomo pode afetar a expressão do gene? Explique.</p><p>Uma mutação no sítio de ligação ao ribossomo pode culminar no não reconhecimento do ribossomo, impossibilitando que a tradução ocorra, ou seja, a proteína não será sintetizada.</p><p>e. De que forma uma mutação no intron (Box 2 ou 3) pode alterar a expressão de um gene?</p><p>Como uma sequência de 3 nucleotídeos codificam um aminoácido, a inserção ou deleção de pares de bases no íntron pode alterar o quadro de leitura, alterando todos os aminoácidos que serão inseridos no ribossomo para formar a proteína. Nesse caso, pode-se alterar aumentar ou diminuir o número de aminoácidos, inclusive pela inserção de códon de parada.</p><p>2. A proteína (hipotética) sorrisina é encontrada apenas em algumas pessoas alegres. Verifica-se que as pessoas de uma família que vivem de mau humor não sintetizam sorrisina. Analisando algumas pessoas dessa família, você encontra que, em comparação às pessoas alegres, o mRNA que codifica essa proteína em indivíduos mal humorado é 173 bases menor. Caracterizando este gene, você observou que a região deletada é interna no mRNA. Na análise do DNA, você verifica que a diferença entre os alegres e mau humorados é de apenas um nucleotídeo, e essa alteração ainda está dentro de um intron.</p><p>a) Elabore uma hipótese para explicar o mecanismo molecular de como uma mutação de um único nucleotídeo pode gerar uma deleção interna do RNA de 173 nucleotídeos?</p><p>A deleção de um nucleotídeo no DNA gera pré-RNA mensageiro com um nucleotídeo a menos. Como consequência, a deleção pode modificar a região não transcrita (íntron), culminando no processamento do RNA mensageiro com a deleção de mais nucleotídeos do que o normal (nesse caso, 173 nucleotídeos).</p><p>b) Assumindo que essa região de 173 nucleotídeos é parte da região codificadora da proteína, qual deve ser a consequência dessa deleção para a proteína sorrisina?</p><p>Considerando que os 173 nucleotídeos hipoteticamente removidos como íntrons não deveriam ser removidos, os aminoácidos correspondentes a essa deleção não serão adicionados à proteína sorrisina, culminando na produção defeituosa da enzima, ou seja, proteína sem função biológica de promover o riso.</p><p>3. Qual a sequência de bases correspondente ao peptídeo Met-Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Glu-Lys no seguinte segmento de DNA?</p><p>4. O gene representado a seguir codifica a enzima que catalisa a hidrólise de lactose no intestino de humanos, permitindo a absorção de seus componentes (glicose e galactose). O indivíduo 1, que possui a sequência de nucleotídeos representada a seguir, não consegue fazer a degradação de lactose. Comparando esta sequência com a de um indivíduo 2, que degrada normalmente a lactose, descubra por que o indivíduo 1 não pode usufruir do açúcar do leite.</p><p>Em comparação com o indivíduo 1, o indivíduo 2 apresenta uma troca do nucleotídeo adenina por uma citosina, nas posições indicadas. Tal modificação indica que a citosina é necessária para a produção da enzima que catalisa a hidrólise de lactose.</p><p>5. No sorgo, um determinado alelo apresenta a seguinte sequência de bases:</p><p>A cadeia antissenso dessa molécula tem a timina como primeira base na posição 3´. A partir desse alelo pergunta-se:</p><p>a) Qual é a sequência de bases no mRNA?</p><p>AUG CAC CGA AGA AUU CCA CCA CAA CAA CAA UGA A</p><p>b) Qual o número de aminoácidos que farão parte da proteína codificada por esse alelo?</p><p>10 aminoácidos, pois UGA é um códon de parada</p><p>c) Se forem sintetizadas 10 moléculas de proteína, qual o número total de tRNA e de ribossomos que irão participar?</p><p>1 ribossomo, 6 RNAt (um RNAt para cada aminoácido)</p><p>d) Qual é a sequência de aminoácidos na proteína?</p><p>Metionina-Histidina-Arginina-Arginina-Isoleucina-Prolina-Prolina-Prolina-Prolina-Prolina</p><p>6. A seguir de dada a sequência inicial do primeiro éxon de um gene eucariótico (fita sense). Os códons estão separados por pontos.</p><p>3’ – TAC.AAA.CGC.TAC.TTT.AGT – 5’</p><p>a) Qual é a sequência do mRNA correspondente a sequência acima?</p><p>AUG.UUU.GCG.AUG.AAA.UCA</p><p>b) Qual é a sequência de aminoácidos correspondentes à sequência acima?</p><p>Metionina.Fenilalanina.Alanina.Metionina.Lisina.Serina</p><p>c) Como seria essa sequência de aminoácidos de ocorressem as seguintes mutações? (as mutações não são cumulativas: considere cada item independente)</p><p>I. Uma transição no terceiro nucleotídeo do segundo códon?</p><p>AUG.UUC.GCG.AUG.AAA.UCA</p><p>Metionina.Fenilalanina.Alanina.Metionina.Lisina.Serina</p><p>Não há mudança pois ambos códons (UUU e UUC) codificam para a fenilalanina</p><p>II. Uma transverção no primeiro nucleotídeo do segundo códon?</p><p>AUG.AUU.GCG.AUG.AAA.UCA</p><p>Metionina.Isoleucina.Alanina.Metionina.Lisina.Serina</p><p>Há uma troca do aminoácido fenilalanina por uma isoleucina</p><p>III. Uma transverção no terceiro nucleotídeo do segundo códon?</p><p>AUG.UUA.GCG.AUG.AAA.UCA</p><p>Metionina.Leucina.Alanina.Metionina.Lisina.Serina</p><p>Há uma troca do aminoácido fenilalanina por uma leucina</p><p>IV. Uma transição no primeiro nucleotídeo do primeiro códon?</p><p>GUG.UUU.GCG.AUG.AAA.UCA</p><p>Valina.Leucina.Alanina.Metionina.Lisina.Serina</p><p>Há uma troca do aminoácido metionina por uma valina</p><p>V. Uma transição no primeiro nucleotídeo do quarto códon?</p><p>AUG.UUU.GCG.GUG.AAA.UCA</p><p>Metionina.Leucina.Alanina.Valina.Lisina.Serina</p><p>Há uma troca do aminoácido metionina por uma valina</p><p>VI. Uma adição de um A logo depois do primeiro códon?</p><p>AUG.AUU.UGC.GAU.GAA.AUC.A</p><p>Metionina.Isoleucina.Cisteína.Ácido aspártico. Ácido glutâmico.Isoleucina</p><p>7. Esquematize um gene eucarioto de RNA, evidenciando:</p><p>a) Promotor e regiões consenso;</p><p>b) Sítio +1 da transcrição</p><p>c) Códon de Início da tradução</p><p>d) Éxons</p><p>e) Introns</p><p>f) Região 5’ transcrita, mas não traduzida;</p><p>g) Região 3’ transcrita, mas não traduzida;</p><p>h) Sítio de término da transcrição;</p><p>8. Os esquemas a seguir representam as formas alélicas de um gene estrutural. Indique o número de aminoácidos no polipeptídio codificado por cada gene, admitindo que a fita molde é a superior. Se o produto do gene A1 é uma enzima funcional, o que dizer a respeito dos produtos de seus alelos? Obs: códon de iniciação: 5’ AUG 3’ (metionina) e códons de terminação: 5’ UAA 3’, 5’ UAG 3’ e 5’ UGA 3’</p><p>Gene A1: 1 (ATG) + 49 (147/3) + 1 (TAC) + 113 (339/3) = 164 aminoácidos</p><p>Gene A2: 1 (ATG) + 49 (147/3) = 50 aminoácidos</p><p>Gene A3: 1 (ATG) + 49 (147/3) + 1 (TAC) + 113 (339/3) + 5 (TGG,GGT,TCT,AAA,GAG) = 169 aminoácidos</p><p>Gene A2 e A3 não codificam enzimas funcionais pois apresentam número de aminoácidos diferente de 164, necessário para se produzir a enzima funcional.</p><p>image6.png</p><p>image1.png</p><p>image2.png</p><p>image3.png</p><p>image4.png</p><p>image5.jpeg</p>