EXERCCIOSTURMA:NOME:

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ESTRUTURA DOS CIDOS NUCLEICOS

1) Quais so as diferenas de composio e estrutura entre RNA e DNA? Escreva os nomes das bases,ribonucleosdeos, desoxirribonucleosdeos, ribonucleotdeos e desoxirribonucleotdeos do DNA e RNA.Resposta:

Composio DNA RNANucleosdeo Nucleotdeo Nucleosdeo NucleotdeoPentose Desoxirribose Desoxirribose Ribose RiboseBases pricas Adenina Desoxiadenosina Desoxiadenilato Adenosina AdenilatoGuanina Desoxiguanosina Desoxiguanilato Guanosina Guanilato

Basespirimdicas

Citosina Desoxicitidina Desoxicitidilato Citidina CitidilatoTimina Timidina ou

desoxitimidinaTimidilato ou

desoxitimidilato

Uracila Uridina Uridilato

2) O que se entende por orientao anti-paralela das fitas de DNA?Resposta: Significa que as duas cadeias polinucleotdicas de uma mesma molcula de DNA so invertidas uma emrelao outra, isto , se em uma extremidade de uma delas se encontrar o radical fosfato (que ocupa a posio 5 donucleotdeo), na mesma extremidade da outra fita ser encontrado o radical hidroxila (da posio 3).

3) Num organismo diploide um pesquisador verificou que uma molcula de DNA continha 22% de guanina. Com basenesta informao determine qual o percentual de cada uma das outras bases.Resposta: %Guanina= %Citosina G = 22%; C = 22% (44% G + C). Assim, 100 44 = 56% para A + T.Como %Adenina= %Timina, teremos T = 28%; A = 28%.

4) Se o contedo de AT em uma molcula de DNA de 36%, quais so os contedos de todas as bases?Resposta: A+T= 36%. Como %Adenina= %Timina, teremos: A = 18%; T = 18%. Assim, 100 36 = 64% para G + C.%Guanina= %Citosina G = 32%; C = 32%.

5) Um vrus, cujo material consiste de uma fita de RNA, tem aproximadamente 22% de seus RNA nucleotdeosconsistindo de uracila. E possvel determinar o contedo de adenina? Justifique.Resposta: No h como determinar, uma vez que o RNA viral de fita simples, no sendo as bases pareadas.

6) Escreva a sequncia de bases da fita complementar do DNA dupla fita que apresenta uma fita com a sequncia:(5') ATGCCGTATGCATTGCATTC (3')(3') TACGGCATACGTAACGTAAG (5')

Exprima, em porcentagem, a composio de bases do DNA de fita dupla.Resposta: Total de bases das 2 fitas = 40

Ento, 40 = 100%. Aplicando a regra de 3, teremos:

%Adenina= %Timina40 100% X= 27,5% de cada11 X

%Guanina= %Citosina40 100% X= 22,5% de cada9 X

7) Uma molcula de cido nucleico tem a seguinte composio de bases: C=24,1%; G=18,5%; T=24,6% e A=32,8%.O que se pode afirmar sobre a natureza desta molcula? Justifique para validar a questo.Resposta: uma molcula de DNA fita simples. Como tem timina, DNA; porm no DNA fita dupla as quantidades deguanina e citosina e de adenina e timina so iguais.

8) RNA facilmente hidrolizado por lcali, enquanto DNA no o . Por qu?Resposta: O grupamento 2 hidroxila do acar (ribose) do RNA est diretamente envolvido neste processo, pois osgrupamentos hidroxila so os primeiros a serem rapidamente hidrolisados pela ao de um lcali, produzindo umamistura de nucleosdeos 2 e 3 monofosfatos. Como o DNA no possui o grupamento 2 hidroxila (desoxirribose), no facilmente hidrolisado em condies alcalinas, o que torna o esqueleto do DNA mais estvel quando comparado aoRNA.

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9) O valor de Tm para o DNA pode ser calculado usando-se a frmula: Tm = 69,3 + 0,41 (%GC), onde GC aporcentagem de Guanina + Citosina. Sobre o tema e assuntos correlatos, responda:

a) O que Tm? Qual o seu significado?Resposta: Tm= temperatura de fuso (melting) ou desnaturao, ou seja, a temperatura na qual 50% da dupla fita doDNA encontra-se desnaturada em fita simples.

b) DNA de E. coli contm 50% GC. Calcular o Tm para o DNA desta bactria.Resposta: Tm (E.coli)= 69,3 + 0,41 (GC%) = 69,3 + 0,41 (50) = 69,3 + 20,5 = 89,8C

c) As curvas de fuso da maioria dos DNAs que ocorrem naturalmente revelam que o Tm normalmente maior doque 65oC. Por que isto importante para a maioria dos organismos?Resposta: Visto que a estabilidade da dupla hlice resulta em parte do grande nmero de pontes de hidrognio entreos pares de bases, o valor de Tm indica a estabilidade da dupla fita do DNA. Como Tm a temperatura necessriapara desnaturar 50% da fita dupla do DNA e isto ocorre pelo rompimento das pontes de hidrognio, isto indica que oDNA da maioria dos organismos se mantm estvel a temperaturas superiores a 65C, o que muito importante pois,exceto em alguns vrus, o DNA contm os genes, responsveis pelo comando da atividade celular e pelascaractersticas hereditrias.d) Explique por que o DNA desnaturado quando submetido a altas temperaturas ou pHs extremos. Como estasmolculas podem ser renaturadas?Resposta: As duas fitas da dupla hlice do DNA podem ser reversivelmente separadas por altas temperaturas ou porexposio a pH elevado (pH13). Isto porque ocorre ruptura das pontes de hidrognio entre os pares de bases. Esseprocesso denominado desnaturao. Durante a desnaturao nenhuma ligao covalente desfeita, ficando,portanto, as duas fitas de DNA separadas. Quando o pH e a temperatura voltam ao normal, as duas fitas de DNAespontaneamente se hibridizam, formando novamente o DNA dupla fita, o que chamamos de renaturao. Esteprocesso envolve duas etapas: a primeira mais lenta pois envolve o encontro casual das fitas complementares deDNA, formando um curto segmento de dupla hlice. A segunda etapa mais rpida e envolve a formao das pontesde hidrognio entre as bases complementares reconstruindo a conformao tridimensional.

Lembrete: os agentes desnaturantes tm maior facilidade em romper as duas pontes de hidrognio que ligam asbases A e T, do que as trs pontes de hidrognio que ligam as bases C e G. Portanto, so necessrias temperaturasmais elevadas, pH mais alcalino e maiores concentraes de agentes desnaturantes para romper as bases C e G, doque as bases A e T.

10) Abaixo so apresentadas duas sequncias de DNA que flanqueiam o gene humano da eritropoetina (EPO),hormnio secretado pelos rins e essencial para a diferenciao terminal dos glbulos vermelhos do sangue na medulassea.

(A)(5') GTCCATTGTGCAGGACACAC (3')

(B)(5') ATCCTTTGAGCCCAGGAGTT (3')

a) Escreva a sequncia de bases da fita complementar do DNA dupla fita das sequncias apresentadas em (A) e (B).

(A)(3') CAGGTAACACGTCCTGTGTG (5')

(B)(3') TAGGAAACTCGGGTCCTCAA(5')

b) Exprima, em porcentagem, a composio de bases do DNA dupla fita de (A) e (B). Demonstre seus clculos paravalidar o item.

(A)Total de bases = 40 (100%)

%Adenina= %Timina40 100%9 X X= 22,5% de cada

%Guanina= %Citosina40 100%11 X X= 27,5% de cada

(B)Total de bases = 40 (100%)

%Adenina= %Timina40 100%10 X X= 25% de cada

%Guanina= %Citosina40 100%10 X X= 25% de cada

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c) Sabendo-se que o valor de Tm de (A) de 91,85 e de (B) de 89,8, qual das duas sequncias mais estvel? Porqu? Considere na sua resposta o significado de Tm.Resposta: A sequncia (A) mais estvel. Visto que Tm a temperatura necessria para desnaturar 50% da fitadupla do DNA e isto ocorre pelo rompimento das pontes de hidrognio, o valor de Tm indica a estabilidade da duplafita do DNA. Como so necessrias temperaturas mais elevadas para romper as 3 pontes de hidrognio entre asbases C e G, do que as 2 pontes de hidrognio entre as bases A e T, e a sequncia (A) tem maior porcentagem deCG, ela mais estvel.

11) Em relao estrutura dos cidos nucleicos, responda ao que se pede:

a) Escreva as polaridades e as sequncias de bases das fitas complementares dos DNAs dupla fita que apresentamfitas com as sequncias especificadas em (A) e (B).

(A)5' ATGCCGTATGCATTGCATTC 3'

3' TACGGCATACGTAACGTAAG 5'

(B)5 TGAAGGAGAAGGTGTCTGCGGGA 3

3' ACTTCCTCTTCCACAGACGCCCT 5'

b) Calcule o valor de Tm do DNA dupla fita de (A) e (B). Demonstre seus clculos para validar o item.Resposta: Tm = 69,3 + 0,41 (%GC), onde GC a porcentagem de Guanina + Citosina. Assim, teremos:

(A)Total de bases do DNA= 40CG = 18

40 100% x= 45%18 x

Tm = 69,3 + 0,41(45) = 87,75C

(B)Total de bases do DNA= 46CG = 26

46 100% x= 56,52%26 x

Tm = 69,3 + 0,41(56,52) = 92,47C

c) A partir dos valores de Tm calculados no item b, responda: Qual das duas sequncias mais estvel? Por qu?Considere na sua resposta o significado de Tm.Resposta: A sequncia (B) mais estvel. Visto que Tm a temperatura necessria para desnaturar 50% da fitadupla do DNA e isto ocorre pelo rompimento das pontes de hidrognio, o valor de Tm indica a estabilidade da duplafita do DNA. Como so necessrias temperaturas mais elevadas para romper as 3 pontes de hidrognio entre asbases C e G, do que as 2 pontes de hidrognio entre as bases A e T, e a sequncia (B) tem maior porcentagem deCG, ela mais estvel.