Exercícios de Metabolismo pH e Sistemas Tampão 1. Definir ácido e base segundo Bronsted. 2.Caracterizar um sistema tampão e indicar os fatores que determinam sua eficiência. 3. Definir pka . 4. Dar exemplos de tampões biológicos. Aminoácidos e Proteínas 1. Escrever a fórmula de um aminoácido. Dar exemplos de: a. aminoácido com um grupo amino e dois grupos carboxílicos b. aminoácido com um grupo carboxílico e dois grupos aminos. 2. Definir ponto isoelétrico (pI) de um aminoácido. 3. Analisando o radical R, classificar os aminoácidos em polares e apolares. Entre os polares, citar aqueles que, em pH 7, apresentam radical com carga negativa (aminoácidos ácidos), carga positiva (aminoácidos básicos) e carga nula (polares sem carga). 4. Esquematizar a ligação peptídica. 5. Definir proteínas globulares e fibrosas. Citar exemplos. 6. Definir estrutura primária. 7. Descrever as estruturas regulares - alfa-hélice e conformação beta - que compõem a estrutura secundária das proteínas globulares. 8. Definir estrutura terciária de proteínas globulares. Esquematizar os tipos de ligações que a mantêm, indicando os aminoácidos que participam dessas ligações. 9. Definir estrutura quaternária de proteínas globulares. Citar exemplos de proteínas com estrutura quaternária. 10. Verificar a posição dos radicais polares e apolares de uma proteína em solução aquosa. Enzimas 1. Definir enzima, substrato e sítio ativo. 2. Definir inibidor competitivo e não-competitivo. 3. Caracterizar enzima alostérica. Definir centro alostérico e efetuador alostérico (positivo e negativo). 4. Definir regulação enzimática por modificação covalente. 5. Definir cofator. Dar exemplos de cofatores inorgânicos (ativadores metálicos) e orgânicos (coenzimas). 6. Representar o grupo ativo de NAD+ e do FAD nas formas reduzida e oxidada. 7. Definir vitaminas, relacionando sua função com atividade enzimática. Estrutura de carboidratos e lipídios Mostrar em que fração celular são comumente encontrados os lipídios anfipáticos. Considerando o número de moléculas de ATP consumidas e formadas. 9. 5. Na oxidação de uma molécula de acetil-CoA no ciclo de Krebs. indicando a sua função.c) NADH . Caracterizar as classes principais de lipoproteínas plasmáticas. formação de acetil-CoA e Ciclo de Krebs Responda utilizando apenas o mapa da glicólise. estabelecer o saldo final de ATP (balanço energético) na oxidação de uma molécula de glicose pela via glicolítica. Quais os passos irreversíveis que aparecem no mapa? 2. Glicólise. 4. Definir triacilglicerol. estabelecer o saldo final de ATP (balanço energético) na oxidação de uma molécula de lactose pela via glicolítica. 10. Definir glicerofosfolipídio e esfingolipídio.1. Identificar no mapa as reações catalisadas pelas seguintes enzimas: a) quinase b) mutase c) isomerase d) aldolase e) desidrogenase 6. Considerando o número de moléculas de ATP consumidas e formadas. Citar exemplos de polissacarídios estruturais e de reserva. Descrever a estrutura do glicogênio e indicar a porção da molécula que sofre alongamento ou encurtamento. Correlacionar a consistência das gorduras animais e óleos vegetais com a estrutura dos ácidos graxos componentes destas substâncias.d) FADH2 . Esquematizar as reações de fermentação alcoólica que possibilitam a obtenção de NAD+ na forma oxidada. Via das pentoses e Degradação de glicogênio 1. 6.b) GTP . Escrever a reação de formação de acetil-CoA a partir de piruvato e indicar: a) as 5 coenzimas necessárias b) as vitaminas envolvidas 9. 3. Citar as funções do colesterol. 7. Indicar a porção hidrofílica e a porção hidrofóbica dos diferentes tipos de lipídios anfipáticos. açúcar. Quantas moléculas de piruvato se formam a partir de uma molécula de glicose? 3. Definir carboidrato. Indicar as reações de óxido-redução que aparecem no mapa. indicar a enzima que catalisa a reação onde há produção ou consumo de: a) CO2 . Caracterizar estruturalmente os ácidos graxos mais comuns na natureza. 1.e) H2O Conversão de sacarídeos. 7. . 5. 8. 2. Descrever as vantagens para os seres vivos do armazenamento de trialcilgliceróis. monossacarídio e oligossacarídio e dar exemplos. Citar exemplos de tecidos ou organismos onde ocorrem fermentação lática e alcoólica. Que hexose dá origem a trioses? 4. Definir polissacarídio. Em que condições o músculo oxida glicose a lactato? 8. 5. 10. Definir gliconeogênese e citar exemplos de compostos gliconeogênicos. Citar tecidos em que ocorre a via das pentoses. Definir inibidor de fosforilação oxidativa e citar um exemplo. b. Sugerir a razão pela qual a via das pentoses é muito mais ativa nos adipócitos (onde há alta síntese de ácidos graxos) do que no tecido muscular. 11. Citar o tecido responsável pela gliconeogênese. 2. 7. Definir fosforilação oxidativa. Biossíntese de carboidratos 1. Citar exemplos de polissacarídios estruturais e de reserva. 5. Desenhar as estruturas químicas de NADH e NADPH. A membrana interna da mitocôndria é impermeável a ATP e NADH. . Discutir os diferentes papeis de NADH e NADPH. Citar exemplos de reações catalisadas por cada tipo de enzima. como o ATP produzido na mitocôndria pode ser utilizado no citoplasma. O que está sendo fosforilado? O que está sendo oxidado? 6. Indicar o número de ATP sintetizados para cada NADH e FADH2 oxidados. 8. 3. como o NADH produzido na via glicolítica pode ser oxidado na cadeia respiratória (lançadeiras do malato e de glicerol fosfato). 11. Descrever a hipótese do acoplamento quimiosmótico para a fosforilação oxidativa. Descrever a estrutura do glicogênio. 9. 3. Citar a localização celular da cadeia de transporte de elétrons. 7. Esquematizar a seqüência dos compostos da cadeia de transporte de elétrons. Mostrar a importância biológica da via das pentoses e citar compostos que apresentam ribose na sua molécula. Esquematizar as duas reações de oxidação da via das pentoses. 9. Esquematizar as reações de síntese de glicogênio a partir de glicose. Citar a localização celular da via das pentoses. Descrever a função de cada uma das partes. indicando os transportadores sobre os quais atuam. citando as enzimas e as coenzimas envolvidas nestas reações. Esquematizar as reações de degradação do glicogênio a glicose 1-fosfato. Definir desacoplador e citar um exemplo. 8. Explicar: a. 12. 4. 3. 2. Citar 3 inibidores da cadeia de transporte de elétrons. 12. Citar a função do glicogênio hepático e do glicogênio muscular. Citar exemplos de processos biológicos que utilizam ATP. Definir transaldolase e transcetolase. 4. Descrever a estrutura da ATP sintase (ou F1F0-ATPase). Definir polissacarídio. Citar os compostos que fazem parte da cadeia de transporte de elétrons. indicando os transportadores de elétrons e os transportadores de prótons e elétrons. Cadeia de Transporte de Elétrons e Fosforilação oxidativa 1. Onde ela está localizada na mitocôndria? 10. 6. mostrando a coenzima envolvida.2. qual o produto formado? 4. a degradação total de1 mol de um ácido graxo com 18 carbonos e 3 moles de glicose. Como os ácidos graxos são transportados no organismo? Como e aonde se dá a ativação do ácido graxo? 2. 2. Coenzimas de óxido-redução utilizadas. Descrever o efeito do glucagon sobre a atividade da fosfofrutoquinase 2 e mostrar a conseqüência deste efeito sobre a atividade da via glicolítica. 5. Esquematizar as reações catalisadas por adenilato ciclase e fosfodiesterase. 5. de utilização e como são utilizados. produtos. 7. Responda na forma de tabela. adrenalina e insulina no metabolismo de carboidratos no fígado. 3. galactose d. Compare a ﾏ-oxidação. .4. enzimas e coenzimas. Localização intracelular das enzimas que catalizam as reações de ambos os processos. Compare em rendimento energético. 6. Localize a degradação de um ácido graxo dentro da célula. Em que condições são formados ? 7. Metabolismo de ácidos graxos 1. Indicar o balanço energético da gliconeogênese se o composto inicial for: a. Indicar a localização celular das enzimas da via glicolítica e da gliconeogênese. a. Comparar as três reações irreversíveis da glicólise com as reações de gliconeogênese que as substituem. lactato c. musculo e adiposo. com a biossíntese do acído decanóico (C10) quanto aos seguintes aspectos. O que são corpos cetônicos? Forneça local de produção. 5. Mostrar a relação entre AMP cíclico e a síntese de glicogênio. 6. Mostrar a relação do AMP cíclico com a degradação do glicogênio a glicose 1-fosfato. 4. quanto a reagentes. 8. 6. Forma em que as unidades de carbonos são removidas ou adicionadas. Fazer um resumo dos efeitos do glucagon. Citar os hormônios que estimulam a degradação do glicogênio no fígado e no músculo e mostrar seu modo de ação. piruvato b. c. Descrever as alterações do metabolismo de carboidratos provocadas por jejum prolongado e por diabetes. d. Como a degradação do ácido graxo é regulada? 8. Citar o tecido onde essas reações ocorrem. Composto de partida b. Carregador de grupo acila e. O que é beta-oxidação? 3. Considerando 1 volta da beta oxidação. frutose Regulação do metabolismo de carboidratos 1. Esquematizar as reações de conversão de glicose 1-fosfato a glicose. malato . 5. h. Considere o metabolismo básico estudado. Forneça a reação de transaminação. De maneira geral. Qual a vitamina envolvida? Quais os aminoácidos que não sofrem transaminação? 4. O que acontece com o metabolismo de lipídios. 3.Ácido palmítico . no texto é chamada atenção para isto.glicogênio . Qual o papel do citrato na regulação do metabolismo de carboidratos e lipídios? Justifique.malonil CoA .acetil CoA . carboidratos e proteínas após um jejum prolongado? Justifique fornecendo as enzimas e os controles adequados sobre as vias. 2. O que são aminoácidos cetogênicos e glicogênicos? Cite 3 exemplos de cada.carbamoil fosfato . Compare o produto final no fígado e no músculo.acetoacetato Integração de metabolismo 1.glicose . Como se forma a ureia? De onde vêm os nitrogênios? Qual o órgão envolvido na síntese da uréia? 2. Considere que o glicogênio hepático está esgotado. Metabolismo de aminoácidos 1. O que acontece com o metabolismo de lipídios. a. A produção de uréia é baixa .Com os compostos abaixo faça uma tabela com duas colunas. 4.A primeira coluna. carboidratos e proteínas após uma refeição rica em proteínas? Justifique fornecendo as enzimas e os controles adequados sobre as vias. Valor alto da relação ATP/ADP como determinante da ocorrência de uma ou outra.f. qual o destino dos carbonos e do nitrogênio dos aminoácidos? Alanina está sendo sintetizada a partir de seus precursores metabólicos. Explique. Como se dá a regulação do metabolismo de glicogênio por adrenalina? Forneça as principais etapas.Preencha a tabela apresentada em seguida as dez primeiras afirmações.Todas as afirmações se referem ao hepatócito. agrupando na coluna da esquerda as letras das afirmações que se aplicam e na coluna da direita as letras das afirmações que não se aplicam a situação fisiológica do jejum.Quando não. Saldo de ATP (considere a oxidação até CO2 e H2O) g.gliceraldeído-3-fosfato . Abaixo é feita uma série de afirmações referentes a um indivíduo em jejum há dois dias.fosfoenol piruvato . Qual a fonte de carbono da uréia? Como se forma? 3. com os compostos que não são precursores da alanina: . Considere o metabolismo básico estudado. dem valor baixo da relação ATP/ADP.com os compostos que são precursores e a segunda. 11. Escreva a sequência de bases da fita complementar do DNA dupla fita que apresenta uma fita com a sequência: (5') ATGCCGTATGCATTGCATTC (3') Exprima.8m. O valor de Tm para o DNA pode ser calculado usando-se a fórmula : Tm = 69. Escreva a estrutura da 5' . isto é produzindo glicose livre. Descreva os principais experimentos que indicaram que o DNA é o material genético. Como são chamadas as ligações covalentes que unem dois nucleotídeos consecutivos nas moléculas de ácidos nucleicos? Esquematize estas ligações. (c) os fosfatos ±. O núcleo de uma célula humana tem 6ºm de diâmetro e a extensão total do DNA dos seus 46 cromossomos soma 1. a composição de bases do DNA de fita dupla. isto é ativa. 2. i. O que acontece com Tm quando se adiciona etanol à solução de DNA? 9. Verifica-se metabolização de glicose-6-fosfato pela glicólise. Explique por que os ácidos nucleicos são desnaturados quando submetidos a alta temperatura ou pHs extremos? Como estas moléculas podem ser renaturadas? 7. O que são topoisomerases? 12. g. coli contém 50% GC. 3. 5. Verifica-se níveis altos de insulina plasmática. DNA de E. (b) o açúcar e o fosfato. Está ocorrendo intensa beta-oxidação de ácidos graxos de tal forma que não há oxalacetato suficiente para colocar não ciclo de Krebs o produto desta betaoxidação. Como varia o Tm com a força iônica da solução? d. Calcular o Tm para o DNA desta bactéria. onde GC é a porcentagem de Guanina + Citosina a. Quais as diferenças de composição e estrutura entre RNA e DNA. enquanto DNA não é. b. A glicogênio sintetase está na sua forma defosforilada. ou mesmo não se verifica. Defina Temperatura de fusão (Tm) e efeito hipercrômico. f. Acetil Côa proveniente da intensa beta-oxidação dos ácidos graxos está sendo utilizada na síntese de corpos cetônicos. RNA é facilmente hidrolizado por álcali. e Ž . c. Como se distingue entre a uracila e a timina.41(%GC). d. h. Exercícios de Biologia Molecular Estrutura e Função dos Ácidos Nucleicos 1. As curvas de fusão da maioria dos DNAs que ocorrem naturalmente revelam que o Tm é normalmente maior do que 65oC. j. Como é resolvida a discrepância . A glicose-6-fosfato no citossol é utilizada na síntese de glicogênio. Glicose-6-fosfatase encontra-se em atividade. e. em porcentagem.b. Por que isto é importante para a maioria dos organismos? c. Verifica-se baixa produção de NADPH. No citossol não se encontra malonil Coa. 8.desoxiadenosina trifosfato (dATP). Por que? 6. Quais as principais características da dupla-hélice de DNA de acordo com o modelo proposto por Watson e Crick? 10.3 + 0. 4. Especifique o tipo de ligação entre: (a) a base nitrogenada e o açúcar. e entre a ribose e a desoxirribose. qual é este aminoácido? b. Qual seria o resultado se a mesma troca ocorresse na base do lado (5') do DNA? 3.. Quais as implicações para a estrutura da proteína? c. o código genético é degenerado b. Baseando-se na lista de códons e amino ácidos abaixo. um tRNA com o anticódon ACU se ligaria a um ribossomo na presença de um destes códons. Uma globina de 146 aminoácidos sofreu uma mutação no códon correspondente ao sexto aminoácido da cadeia.. coli tem a seguinte sequência 5'. Uma fita de um fragmento de DNA isolado de E. quais das seguintes afirmações são corretas? AGU = serina AGC = serina AAU = asparagina AAC = asparagina AUG = metionina AUA = isoleucina a.AGGTTACCTAGTTGC. Desenhe a estrutura de um gene de procarioto com seus principais elementos. 7. A mutação provocou a troca de um aminoácido por outro? Em caso afirmativo. c. Qual a característica bioquímica principal das histonas e qual o seu papel na organização da cromatina? Código Genético e estrutura gênica 1.. a alteração de um único nucleotídeo no DNA que dirige a síntese destes códons necessariamente levaria à substituição de um aminoácido no polipeptídeo codificado. Pergunta-se : a. Esquematize a estrutura do nucleossomo. a alteração de um único nucleotídeo no DNA que dirige a síntese destes códons poderia levar à substituição de uma serina por uma asparagina no polipeptídeo. Replicação/ Mutação e Reparo de DNA 1. 2. 6. Desenhe a estrutura de um gene de eucarioto com os seus principais elementos. Qual é a sequência do polipeptídeo que seria codificado pelo mRNA sintetizado na questão 3.3' Suponha que um mRNA seja transcrito a partir deste DNA usando a fita complementar como molde. Defina RNA poli-cistrônico e mono-cistrônico. Assuma que o quadro de leitura começa com o primeiro nucleotídeo.. d. A análise do DNA indicou uma mudança de (5')TTC(3') para (5')TAC(3') na fita molde.entre estas duas grandezas? 13. Combine as propriedades ou funções na coluna à direita com a DNA polimerase na coluna da esquerda: . 5. Qual será a seqüência deste mRNA? O que você pode dizer sobre a capacidade de formação de um híbrido RNA-DNA? 4. Como você esperaria que a lacuna fosse preenchida pelos processos de reparo do DNA "in vivo" ? c. Uma pequena cadeia de RNA sintetizado in vitro tem a seguinte seqüência: 5'. coli. Descreva brevemente as 3 etapas de reparo por excisão do DNA lesado por luz UV e as enzimas nelas envolvidas. Qual a atividade da DNA polimerase III que é responsável pela editoração durante a replicação ? 4.3' a. b. É necessário um iniciador para a ação da RNA polimerase? 3. coli resistente ao antibiótico rifamicina. Quantos fragmentos você esperaria encontrar na fita inferior se o experimento fosse realizado "in vitro". 5'__________________________3' __________P HO_________ a. 4. atribuindo funções às subunidades. 5. na presença de todos os desoxirribonucleotídeos-trifosfato e DNA polimerase? 3.AUGUACCGAAGUGGUUU . 2. Transcrição e Processamento de RNA 1.(a) DNA polimerase I (1) envolvida na replicação (b) DNA polimerase II (2) requer um iniciador e um molde (c) DNA polimerase III (3) envolvida no reparo de DNA (4) sintetiza a maior parte do DNA durante a replicação (5) remove o iniciador e preenche as lacunas durante a replicação 2. As DNA polimerases necessitam de um iniciador. O fragmento de DNA no esquema abaixo é de fita dupla em ambas as extremidades porém de fita simples no meio. Dê a composição de subunidades da holoenzima e do cerne da RNA polimerase de E. A polaridade da fita superior está indicada. 6. ao qual se liga um novo nucleotídeo para o crescimento da cadeia polinucleotídica. Faça o mesmo para [a 32P]-UTP . Coloque os grupos fosfato e um asterisco naqueles que serão radiativos quando a transcrição for feita na presença de [g 32P]-ATP b. O fosfato (P) indicado na fita inferior está na extremidade 5' ou 3' do fragmento ao qual ele pertence ? (Indique no esquema). Visto que U pareia com A tão bem quanto T pareia com A. coli identifica a fita de DNA que tem um nucleotídeo não complementar incorporado durante a replicação? 7. Que subunidades da RNA polimerase bacteriana são necessárias para a iniciação da transcrição a partir de um promotor? E para a terminação da transcrição? Explique como uma mutação poderia dar origem a uma E. Como a maquinaria de reparo de E. por que somente T é encontrado no DNA? Esquematize o sistema que repara a substituição C por U. Que propriedades do DNA e da DNA polimerase sugerem que a duas fitas não podem ser replicadas pelo crescimento no mesmo sentido (como mostra a figura abaixo)? Como a célula supera o problema? Esquematize a formação da ligação fosfodiester durante a replicação a partir do nucleotídeo trifosfato livre mostrando o grupo fosfato que é incorporado. Quando os híbridos RNA-DNA de cada espécie são examinados ao microscópio eletrônico. valina + ATP + tRNAVal + valil-tRNA sintetase . a fita senso. CUA e CUG ? Explique. b. Em um experimento verificou-se que Cys-tRNACys pode ser convertido a Ala-tRNACys e usado num sistema in vitro de síntese de proteínas. Estas seqüências são tanto transcritas como traduzidas? A remoção dos íntrons (splicing) tem que ser um processo extremamente preciso. Se o Ala-tRNACys for marcado com 14C no aminoácido. Faça uma comparação. Suponha que o DNA humano é clivado em fragmentos do tamanho aproximado de um mRNA humano maduro e que então são preparados híbridos RNA-DNA. Escreva os produtos finais das seguintes reações: a. qual o número mínimo de tRNAs necessário para decodificar os seis códons de leucina . Em que consiste o terminal 5' cap do mRNA e qual o seu papel ? Qual a característica do terminal 3' encontrado na maioria dos mRNAs de eucariotos e como eles são formados ? 9. Genes de eucariotos são geralmente constituídos de introns e exons. a alanina marcada seria incorporada na proteína sintetizada no lugar de outros resíduos Ala ? Explique. O mRNA monocistrônico de eucariotos geralmente representa o transcrito primário? E o mRNA dos procariotos? Explique. c. de DNA duplex é: (a) 5'-ATCGCTTGTACGGA-3' (b) 3'-TAGCGAACATGCCT-5' Quando este segmento serve de molde para a RNA polimerase de E. b. qual deles mostra o maior grau de hibridização? Explique e faça um esquema. valina + ATP + tRNAIle + isoleucil-tRNA sintetase . 6.5. 7. enumere as suas propriedades e diga como podem ser localizados através da técnica de "footprinting". a. 2. Defina "promotor". b. Síntese de Proteínas 1. O que o experimento indica sobre a importância da precisão da reação da aminoacil-tRNA sintetase em relação ao processo global da síntese protéica ? 3. Quais as principais características das sequências de promotores de genes eucarióticos transcritos em mRNAs? Qual a função dos fatores de transcrição e "enhancers"? 8. Indique: a. De acordo com o princípio de oscilação no pareamento de bases ("wobble"). coli ele dá origem a um segmento de RNA com a seguinte sequência: (c) 5'-UCCGUACAAGCGAU-3'. CUC. a fita molde. a fita codificadora. coli.UUA. 10. O mesmo procedimento é repetido com E. Por que? Dê um exemplo de "splicing" aberrante que leva a um tipo de talassemia em humanos. seu transcrito primário e o mRNA maduro que deixa o núcleo para a tradução no citoplasma. indicando as principais diferenças encontradas em eucariotos entre um gene. . A sequência de um segmento de uma molécula. 11. UUG. CUU. Formação do complexo de iniciação 70S (procariotos) ou 80S (eucariotos) c. que permita o início e término da síntese em qualquer sequência de RNA. Ativação do aminoácido b. a maioria da cadeias polipeptídicas são iniciadas com o aminoácido ______. . Num sistema de síntese de proteínas in vitro. dê o nucleotídeo trifosfato envolvido como cofator e o número de ligações fosfato de alta energia consumidas. Os três códons de terminação são ______. Considere a seguinte sequência de um fragmento de DNA isolado de bactéria: 5' CTGATAAGGGATTTAAATTATGTGTCAATCACGAATGCTAATCGCTTAACAC TTC 3' Assumindo que esta sequência corresponde a sequência da fita codificadora.Translocação 8. Em procariotos. Para cada uma das etapas da tradução. cujo códon é ______. descritas abaixo. a. O códon AUG funciona tanto para iniciar uma cadeia polipeptídica quanto para dirigir a incorporação de uma metionina em posições internas de uma proteína. _______ e ______.4. 5. 6. Entrada do aminoacil-tRNA no ribossomo d. Quais os mecanismos de seleção do códon AUG para a iniciação da tradução em procariotos ? 7. Formação da ligação peptídica e. 9. qual seria a sequência de aminoácidos do polipeptídeo produzido quando um mRNA transcrito deste gene for traduzido? Que características na sequência do mRNA determinam qual é o códon iniciador? Considere a primeira base como o início da transcrição. que peptídeo seria produzido pelo poli-ribonucleotídeo 5'-UUUGUUUUUGUU-3' ? Indique qual o aminoácido N-terminal e o C-terminal do polipeptídeo obtido.