Ficha de Avaliação Ano letivo 2016 - 2017 Biologia e Geologia – 11.º ano __________________ _________ __________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ ___________________ _____________ ___
Grupo I A obesidade é, atualmente, um problema de saúde pública pública com sérias implicações sociais, físicas e psíquicas. As consequências físicas estão diretamente associadas a maiores riscos de morbilidade e mortalidade, bem como a doenças crónicas, como hipertensão arterial e diabetes mellitus tipo 2. Em 1953, G.Kennedy sugeriu que existia um fator no plasma, que dedignou por fator de saciedade, o qual, atuando ao nível do hipotálamo, regularia a ingestão de nutrientes, o gasto energético, os depósitos de gordura e o peso corporal. Em 1994, a descoberta do gene ob e da proteína por ele codificada, a leptina, veio apoiar esta hipótese. A leptina é uma hormona polipeptídica polipeptídica formada por 167 aminoácidos, aminoácidos, produzida e segregada, quase exclusivamente pelos adipócitos, as células do tecido adiposo. O seu armazenamento nestas células é insignificante, sendo praticamente toda segregada para o sangue. A forma circulante possui apenas 146 aminoácidos, uma vez que os primeiros 21 são removidos aquando da sua secreção para a corrente sanguínea. No ser humano, o gene ob está situado ao nível do braço longo do cromossoma 7. É no tecido adiposo que o mRNA do gene ob se encontra em maiores quantidades. Pequenos níveis foram detetados no coração e na placenta. A leptina exerce a sua ação principalmente no hipotálamo e atua unindo-se a recetores que são codificados pelo gene db. Pensa-se que este gene, no ser humano, se localiza no braço curto do cromossoma 1. Os neurotransmissores e/ou neuropeptídeos que medeiam a ação da leptina, a nível central, ainda não foram identificados. Um dos mais estudados é o neuropeptídeo Y (NPY), constituído por 36 aminoácidos. No quadro I encontram-se alguns codões e os respetivos aminoácidos. Quadro I
CODÃO UAC UAG UGA UGU UUG UUC
AMINOÁCIDO Tirosina (Tir) Stop Stop Cisteína (Cis) Leucina (Leu) Fenilalanina (Fen)
CODÃO ACU ACA AUG AUC AAG GAC
AMINOÁCIDO Treonina (Tre) Treonina (Tre) Metionina (Met) Isoleucina (Ile) Lisina (Lis) Ácido aspártico aspártic o (Asp)
CODÃO GCU GCA CGA CGU CGC CCU
AMINOÁCIDO Alanina (Ala) Alanina (Ala) Arginina (Arg) Arginina (Arg) Arginina (Arg) Prolina (Pro)
1. No tecido adiposo triglicerídeos. (A) apenas ocorre armazenamento de triglicerídeos. (B) ocorre secreção endócrina. (C) encontra-se quantidades significativas de leptina intracelular. insignificante. (D) a expressão do gene ob é insignificante. 2. No citoplasma dos adipócitos encontram-se moléculas de mRNA, transcrito do gene ob, constituídas por, (A) 501 bases azotadas. (B) 501 codões. (C) 501 anticodões. (D) 167 nucleótidos. Página 1 de 8
3. Uma mutação no tripleto GCT, que codifica um aminoácido na posição 105 da cadeia polipeptídica, para ACT resulta na formação de uma proteína ____ e na acumulação de ____. (A) funcional (…) mRNA nos adipócitos (B) não funcional ( …) leptina no sangue (C) funcional (…) leptina no sangue (D) não funcional ( …) mRNA nos adipócitos 4. O tripleto TAC é um (A) codogene porque contém a informação que desencadeia a síntese da leptina. (B) codão que codifica o aminoácido metionina. (C) anticodão que permite a adição do aminoácido Metionina à cadeia polipeptídica em formação. (D) codogene que codifica o aminoácido metionina da proteína. 5. No gene ob verifica-se a seguinte relação entre as bases azotadas: (A) (A + C) > (T + G) (B) (T + G) / (A +C) 1 (C) (T + A) (C + G) (D) (A + G) < (T + C) 6. Considere as seguintes afirmações relativas à síntese e ação da leptina. Selecione a opção que as avalia corretamente. 1. Após a transcrição do gene ob são removidos do RNA pré-mensageiro os exões, uma vez que são sequências de nucleótidos que codificam aminoácidos da leptina. 2. O tRNA que possui o anticodão GCG transporta o aminoácido Alanina. 3. Uma mutação no gene db pode condicionar a ação da leptina ao nível do hipotálamo. (A) (B) (C) (D)
3 é verdadeira; 1 e 2 são falsas. 1 e 2 são verdadeiras; 3 é falsa. 2 e 3 são verdadeiras; 1 é falsa. 1 é verdadeira; 2 e 3 são falsas
7. A leptina é um polímero constituído por ____________ unidos por ligações _________. (A) aminoácidos (…) glicosídicas (B) monossacarídeos ( …) glicosídicas (C) aminoácidos (…) peptídicas (D) monossacarídeos ( …) peptídicas 8. Da transcrição do fragmento 3’GGGTAGACCTCTCAGGTC5’ do gene ob resulta um mRNA com a seguinte sequência de ribonucleótidos: (A) 5’-CCCAUCUGGAGAGUCCAG-3’ (B) 5’-CCCATCTGGAGAGTCCAG-3’ (C) 3’-CCCAUCUGGAGAGUCCAG-5’ (D) 3’-CCCATCTGGAGAGTCCAG-5’ 9. O segmento da proteína leptina formado pelos aminoácidos Leu-Asp-Fen-Ile-Pro é codificado pela seguinte sequência de desoxirribonucleótidos: (A) UUGGACUUCAUCCCU (B) TTGGACTTCATCCCT (C) AACCTGAAGTAGGGA (D) AACCUGAAGUAGGGA Página 2 de 8
10. Ordene as frases identificadas pelas letras de A a E, de modo a reconstituir a sequência cronológica dos acontecimentos que traduzem a ação da leptina sobre o hipotálamo. A – O complexo de Golgi segrega leptina para o meio extracelular. B – A RNA-polimerase liga-se ao cromossoma 7, iniciando a transcrição do gene ob. C – Subunidades ribossómicas ligam-se ao mRNA, iniciando-se a tradução. D – O mRNA migra para o citoplasma através dos poros do invólucro nuclear. E – A leptina inibe a secreção de NPY.
11. Nem sempre a substituição de um nucleótido por outro diferente na sequência nucleotídica do gene ob implica alterações na sequência de aminoácidos da leptina. Explique este facto atendendo às características do código genético.
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Grupo II As regiões que não serão traduzidas do mRNA de um gene podem determinar a sua expressão ao influenciar a estabilidade do mRNA e a sua eficiência translacional. Estudos recentes mostram que a expressão de um gene pode ser regulada de forma alternativa através da utilização de regiões não traduzidas do mRNA transcrito a partir dele. A expressão de transcritos específicos, com diferentes regiões não traduzidas (untranslated regions - UTRs), em diferentes tecidos, permitem controlar a expressão de proteínas que regulam aspetos fisiológicos, patológicos e do desenvolvimento. São vários os mecanismos que permitem o controlo da síntese proteica e obtenção de diferentes proteínas a partir de um mRNA com UTRs alternativos. De entre eles salientam-se a formação de locais de ligação de proteínas reguladoras ao mRNA, que modulam muitos aspetos da sua função; a inibição da tradução por pequenas sequências de UTRs que limitam o acesso dos ribossomas ao codão de iniciação. Os mecanismos que permitem a expressão dos UTRs estão representados na figura 1. Diferentes estruturas genómicas são apresentadas para ilustrar cada um desses mecanismos. As linhas horizontais representam o gene com os exões a cinzento e as regiões que não serão traduzidas a negro. As setas representam os locais do início da transcrição e da tradução representada pelos codogenes de iniciação e de terminação (ATG e TAA, respetivamente). Note-se a possibilidade dos mesmos exões do gene estarem associados a regiões UTRs alternativas.
A
C
B
D
Figura 1. Adaptado de Hughes, Thomas A. Regulation of gene expression by alternative untranslated regions
1. Comparativamente aos nucleótidos do _____, os nucleótidos das sequências dos codões possuem a______ como pentose estrutural. (A) DNA (...) desoxirribose (B) DNA (...) ribose (C) RNA (...) ribose (D) RNA (...) desoxirribose
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2. As _____ correspondem a porções das moléculas de mRNA que ________ aminoácidos das cadeias polipeptídicas. (A) UTRs (...) codificam (B) UTRs (...) não codificam (C) proteínas (...) codificam (D) proteínas (...) não codificam 3. O anticodão do tRNA que transfere o primeiro aminoácido do exão, representado no esquema A da figura 1, possuirá a seguinte sequência.
(A) ATG (B) TAC (C) UAC (D) AUG 4. No código genético, que regula a tradução da sequência dos codões do mRNA numa cadeia de aminoácidos de uma dada proteína, (A) vários codões codificam o mesmo aminoácido, tornando-o ambíguo. (B) um codão codifica vários aminoácidos, tornando-o redundante. (C) vários codões codificam o mesmo aminoácido, tornando-o redundante. (D) um codão codifica vários aminoácidos, tornando-o universal. 5. Pequenas sequências de UTRs, limitando o acesso dos ribossomas ao codão UAC, (A) bloqueiam a fase de iniciação da tradução. (B) estimulam a fase de alongamento da tradução. (C) bloqueiam a fase de alongamento da transcrição. (D) estimulam a fase de iniciação da transcrição. 6. A síntese de uma dada sequência proteica resulta da passagem da informação genética de uma linguagem de nucleótidos para uma linguagem de aminoácidos. Explique a importância da complementaridade entre bases azotadas dos nucleótidos para este processo de tradução.
7. Relacione, com base nos dados apresentados, a existência de uma variedade de mRNAs do mesmo gene (codões iguais) mas com UTRs variáveis na expressão desse gene nos tecidos.
8. Faça corresponder a cada letra das afirmações da coluna A, referentes à síntese proteica, o número do termo da coluna B que lhe corresponde. Utilize cada letra e cada número apenas uma vez. Coluna A a. Constituinte celular responsável pela tradução da informação genética. b. Cadeia simples de ribonucleotídeos com um local de ligação a um aminoácido específico. c. Sequência de três nucleótidos complementar dos transcritos de DNA.
Coluna B 1. 2. 3. 4. 5.
Ribossoma tRNA mRNA Codão Anticodão
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Grupo III Até 1956, a estrutura macromolecular dos cromossomas, e o modo como eles se duplicavam, permaneceu um mistério. Nesse ano, uma equipa constituída por Taylor, Woods e Hughes realizou uma série de experiências em cromossomas de Vicia faba (faveira) que lançaram luz sobre o modo como estes se duplicavam, valendo-lhes este feito a conquista do prémio Nobel. A escolha desta planta por estes investigadores deveu-se ao facto de possuir 12 cromossomas grandes e de ser conhecida a duração do seu ciclo celular e da síntese de DNA.
Desenho experimental e resultados Foram inicialmente colocadas plântulas jovens de faveira a crescer numa solução contendo 2-3 pig/ml de timidina tritiada. A timidina é um nucleosídeo formado por uma timina ligada à desoxirribose. A timidina tritiada está marcada com trítio, um isótopo de hidrogénio radiativo cuja presença é detetada em autorradiografias. Após 8 horas de crescimento das plantas nesta solução, as raízes foram cuidadosamente lavadas em água e as plântulas transferidas para uma solução mineral não radioativa contendo colchicina, substância que impede a formação do fuso acromático, interrompendo a divisão celular na metáfase. Em intervalos regulares, algumas raízes eram fixadas em etanol-ácido acético (3:1) e hidrolizadas em HCL a 1 N durante 5 minutos. Foram montados cortes em lâminas delgadas, sendo estes posteriormente recobertos com tiras de filme para autorradiografias (fotográfico). A radioatividade provoca o aparecimento de pequenos pontos negros no filme. Dois grupos de raízes foram fixados: Grupo I – Raízes que estiveram mergulhadas em colchicina durante 10 horas, o tempo necessário para ocorrer a primeira divisão mitótica. As células em metáfase possuíam 12 cromossomas, o que indicava que tinha ocorrido apenas uma duplicação, e a marcação radioativa surgia uniformemente em todos os cromossomas (Figura 2A).
Grupo II – Raízes que tinham permanecido durante 34 horas em colchicina. As células em metáfase possuíam 24 ou 48 cromossomas. Quando estavam presentes 24 cromossomas, todos eles manifestavam radioatividade, mas apenas num dos cromatídios do cromossoma (Figura 2B). Nas células com 48 cromossomas, apenas metade deles estavam marcados com radioatividade e a outra metade não apresentava radioatividade.
Figura 2. Adaptado de: Taylor, J. Herbert; Woods, Philip S.; Hughes, Walter L. The organization and duplication of chromosomes as revealed by autoradiographic studies using tritium-labeled thymidine
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1. O objetivo das experiências descritas no texto era (A) conhecer as etapas da divisão celular na faveira. (B) compreender como as células das raízes da planta controlam o seu ciclo celular. (C) compreender o processo de duplicação dos cromossomas. (D) conhecer a síntese proteica das células da raiz da faveira. 2. A variável dependente da atividade experimental descrita foi (A) o tempo de permanência das raízes no meio com colchicina. (B) o tempo de duração de um ciclo celular das células da raiz da faveira. (C) o crescimento das raízes da faveira no meio sem radiatividade. (D) a incorporação de timidina tritiada nos cromossomas das células. 3. A incorporação pelos cromossomas da timidina tritiada, durante o período_______ da interfase, permitiu a marcação destes na_______. (A) S (...) autorradiografia (B) G1 (...) raiz da planta (C) G1 (...) autorradiografia (D) S (...) raiz da planta 4. Explique de que modo a utilização de timidina tritiada constitui um argumento ao facto de os cromossomas serem constituídos por moléculas de DNA. 5. Ordene as expressões identificadas pelas letras de A a E, de modo a reconstituir a sequência correta dos acontecimentos relacionados com um ciclo celular a iniciar-se após uma fase mitótica. A – Síntese de proteínas necessárias à divisão celular. B – Etapa de intenso crescimento celular, como resultado de complexas sínteses metabólicas. C – Ocorrência da replicação semiconservativa de DNA. D – Formação de uma nova parede celular a separar as duas células-filhas. E – Desorganização do invólucro nuclear. 6. A escolha de células de faveira para estas experiências ficou a dever-se ao facto destas possuírem cromossomas de__________ dimensões, o que _______ a sua visualização nas autorradiografias. (A) pequenas (...) dificultava (B) grandes (...) facilitava (C) grandes (...) dificultava (D) pequenas (...) facilitava 7. Os cromossomas representados na figura 2 possuem (A) um cromatídio resultante da replicação semiconservativa do DNA. (B) dois cromatídios, cada um deles com informação genética distinta. (C) dois cromatídios resultantes da replicação semiconservativa do DNA. (D) um cromatídio com a informação genética igual à do cromossoma-pai.
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8. Considere as seguintes afirmações, referentes a características dos ácidos nucleicos. Selecione a opção que as avalia corretamente. 1. O RNA distingue-se do DNA porque possui, nas suas moléculas, desoxirribose e a base azotada uracilo. 2. O RNA é constituído por cadeias simples de nucleótidos que, em certos locais, podem dobrar sobre si mesmas, devido à complementaridade das bases azotadas. 3. Tanto no RNA como no DNA, as cadeias de nucleótidos crescem no sentido de 5`para 3`. (A) 1 e 2 são verdadeiras; 3 é falsa. (B) 2 e 3 são verdadeiras; 1 é falsa. (C) 3 é verdadeira; 1 e 2 são falsas. (D) 1 é verdadeira; 2 e 3 são falsas. 9. Faça corresponder cada uma das descrições relativas à divisão celular, expressas na coluna A, à respetiva designação, que consta da coluna B. Utilize cada letra e cada número apenas uma vez. Coluna A
Coluna B
a. Clivagem dos centrómeros e separação dos cromossomas -irmãos. b. Início da condensação da cromatina e formação do fuso acromático. c. Alinhamento de vesículas do Complexo de Golgi na região equatorial da célula.
1. 2. 3. 4. 5.
Telófase Metáfase Anáfase Citocinese Prófase
10. Explique de que modo os resultados experimentais expressos na figura 2 apoiam a replicação semiconservativa do DNA.
FIM
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