Teste 1 – Biologia

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10º ano: – Biodiversidade    

                – Obtenção de matéria pelos heterotróficos

11º ano: – Crescimento e renovação celular

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GRUPO I

A bactéria Agrobacterium tumefaciens é considerada um engenheiro genético natural, dada a sua capacidade de transformar células vegetais com um pequeno subconjunto de seus próprios genes. Os genes transferidos para o genoma vegetal são parte de uma peça circular de DNA extracromossómico chamado de plasmídio indutor de tumores (Ti, tumor-inducing) (Figura 1).

Uma visão geral das etapas envolvidas na transformação de plantas por Agrobacterium é mostrada na Figura 2.

Quando a Agrobacterium é usada no laboratório, os cientistas utilizam uma cepa contendo um plasmídio Ti modificado. Os genes dos hormonas e das opinas são removidos do T-DNA e um gene de interesse é inserido em seu lugar. Com frequência, um gene que confere resistência a um antibiótico é adicionado como um gene marcador selecionável. O plasmídio Ti reconstruído é, então, inserido na Agrobacterium. Qualquer gene agora contido dentro do T-DNA será transferido para uma célula vegetal infectada pela bactéria. O gene de resistência a antibióticos permite ao pesquisador rastrear facilmente as células transformadas, já que somente as células transformadas sobreviverão quando cultivadas na presença do antibiótico.

1. Os seres humanos têm modificado, por muitos séculos, plantas cultivadas por meio do melhoramento seletivo, produzindo cultivares que têm rendimentos mais elevados, são mais adaptados a climas específicos ou resistentes a fitopatógenos.

Explique de que modo a utilização de Agrobacterium poderá ser usada para aumentar a resistência das plantas aos pesticidas.

2. Agrobacterium tumefaciens é um organismo _____ cujo DNA ______ associado a histonas.

(A) eucarionte …..está

(B) eucarionte ….. não está

(C) procarionte ….. está

(D) procarionte …. não está

3. O plasmídio indutor de tumores corresponde a uma sequência de _____ , com uma estrutura em ______.

(A) desoxirribonucleótidos ….. cadeia simples

(B) desoxirribonucleótidos …. cadeia dupla

(C) ribonucleótidos …. cadeia simples

(D) ribonucleótidos …. cadeia dupla

4. Agrobacterium tumefaciens e os vegetais têm em comum _____.

(A) a composição química da parede celular.

(B) a composição química do DNA.

(C) a presença de núcleo.

(D) a presença de sistema endomembranar interno.

5. A integração do T-DNA na célula hospedeira implica o estabelecimento de ligações _____ que se estabelecem entre ______ .

(A) covalentes  …..as bases azotadas do T-DNA e as bases azotadas do DNA do hospedeiro

(B) pontes de hidrogénio …. o grupo fosfato do T-DNA  e  a pentose do nucleótido do DNA do hospedeiro

(C) fosfodiéster ….. bases azotadas do DNA do hospedeiro e as bases azotadas do T-DNA.

(D) fosfodiéster ….. o grupo fosfato do T-DNA  e  a pentose do nucleótido do hospedeiro.

6. A primeira etapa para a expressão do gene de interesse implica ____.

(A) a adição de desoxirribonucleótidos por ação da RNA polimerase.

(B) a leitura aleatória de uma sequência desoxirribonucleotídica de 3`para 5´

(C) a leitura de uma sequência ribonucleotídica de 5´para 3`

(D) a atuação de um polímero de aminoácidos responsável pela adição de ribonucleótidos.

7. Quando Agrobacterium é usado para a transformação de plantas verifica-se nestas últimas _____.

(A) a transcrição dos genes que codificam opinas no citoplasma.

(B) a adição de ribonucleótidos ao nível do citoplasma.

(C) a tradução da sequência de mRNA que confere resistência a um antibiótico.

(D) a tradução dos genes que codificam as opinas no núcleo.

8. Em Agrobacterium tumefaciens a síntese das proteínas não inclui _____.

(A) tRNA e mRNA

(B) pré-mRNA e RER

(C) ribossomas e aminoácidos

(D) enzimas de ativação e mRNA

9. Após a introdução do gene repórter no plasmídio de  Agrobacterium tumefaciens  ____.

(A) a relação A+G/T+C mantém-se constante.

(B) a relação A+G/ U+C mantém-se constante.

(C) a relação A+G/T+C altera-se.

(D) a relação A+G/U+C altera-se.

10. Foram feitas as seguintes afirmações relativas ao processo de síntese proteica. Assinale a informação que as avalia corretamente.

1. A síntese de um polipéptido implica a replicação semiconservativa da informação genética.
2. A síntese de opinas a partir de sequências nucleotídicas diferentes reflete a ambiguidade do código genético.
3. Nas células de Agrobacterium as proteínas sofrem maturação no complexo de Golgi.

(A) 1 é verdadeira; 2 e 3 são falsas

(B) 1 e 3 são verdadeiras; 2 é falsa.

(C) 2 e 3 são verdadeiras; 1 é falsa.

(D) Todas as afirmações são falsas.

11. Após a integração  do T-DNA na célula hospedeira desencadeia-se em primeiro lugar _____.

(A) transcrição de nucleótidos do gene de interesse.

(B) remoção de exões do pré-mRNA.

(C) tradução dos intrões do mRNA.

(D) a migração do mRNA para o citoplasma.

12. Coloque por ordem as seguintes afirmações relativas ao conjunto de acontecimentos que permitem inserir um gene de interesse numa célula vegetal.

A. Remoção de uma sequência nucleótidica no vetor.

B. Seleção do indivíduo dador do gene de interesse.

C. Expressão do gene de interesse.

D. Transferência do gene de interesse para um vetor.

E. Transferência do gene de interesse para o indivíduo alvo.

13. Faça corresponder a cada uma das afirmações da coluna A, o respetivo termo que lhe corresponde expresso na coluna B.

Coluna A	Coluna B
(A) Anticodão correspondente ao tripleto TAT. (B) Proteína responsável pela replicação do T-DNA.  (C)  UAG, UGA e UAA são codões de finalização.	1.     RNA polimerase  2.     DNA polimerase 3.     AUA  4.     UAU 5.     ATA 6.     Ambiguidade 7.     Redundância

GRUPO II

A grande maioria dos mRNAs de uma célula bacteriana é muito instável, possuindo uma meia-vida de menos de 3 minutos. As exonucleases que degradam na direção 3’ para 5’ normalmente são as responsáveis pela rápida destruição desses mRNAs.  Como regra geral, os mRNAs nas células eucarióticas são mais estáveis. Alguns, como aqueles que codificam b-globina, possuem meia-vida de mais de 10 horas, porém a maioria apresenta meia-vida consideravelmente menor, normalmente menos de 30 minutos. Dois mecanismos gerais existem para finalmente destruir cada mRNA que é produzido pela célula. Ambos iniciam com o encurtamento gradual da cauda de poli-A por uma exonuclease, um processo que se inicia assim que o mRNA alcança o citoplasma.

O ferro é um elemento essencial na maioria dos processos fisiológicos do nosso organismo, sendo proveniente de duas fontes: da dieta e da reciclagem de hemácias senescentes.  O ferro é transportado pela transferrina (proteína transportadora de ferro) e pode ser utilizado para consumo celular, ou, se caso não for necessário, é armazenado na ferritina, uma proteína armazenadora de ferro. Por exemplo, a adição de ferro às células diminui a estabilidade do mRNA que codifica a proteína receptora  que se liga à proteína transportadora de ferro transferrina, diminuindo a produção desse receptor. Esse efeito é mediado pela proteína aconitase, uma proteína ligadora a RNA e sensível a ferro. A aconitase pode ligar-se à UTR 3’ do mRNA do receptor da transferrina e causar um aumento na produção do receptor pelo bloqueio da clivagem endonucleolítica do mRNA. Com a adição do ferro, a aconitase é libertada do mRNA, expondo o sítio de clivagem e assim diminuindo a estabilidade do mRNA .

Figura 3 – Dois controles pós-traducionais mediados por ferro; A – Escassez de ferro; B – Excesso de ferro (Adaptado de:  M.W. Hentze et al., Science 238:1570–1573, 1987 e J.L. Casey et al., Science 240:924– 928, 1988. Com permissão de AAAS.)

1. O teor de ferritina está diretamente relacionado com as reservas de ferro no organismo. Explique em que medida, o teor de ferritina poderá ser usado para diagnosticar e controlar as deficiências e sobrecargas de ferro.

2. As exonucleases participam em reações de ________ em que se verifica _____ de moléculas de água.

(A) hidrólise …. consumo

(B) hidrólise …. libertação

(C) condensação …. consumo

(D) condensação …. libertação

3. A leitura do mRNA pelos ribossomas ocorre _____.

(A) no mesmo sentido de atuação das exonucleases, ou seja de 3`para 5`

(B) no mesmo sentido de atuação das exonucleases, ou seja de 5`para 3`

(C) em sentido contrário à da atuação da exonucleases, ou seja de 3`para 5`

(D) em sentido contrário à da atuação da exonucleases, ou seja de 5`para 3`

4. A presença de excesso de ferro no meio ______ a atividade das exonucleases ______ a tradução do mRNA que codifica a o recetor da transferrina.

(A) potencia ……conduzindo

(B) potencia …..inibindo

(C) inibe … conduzindo

(D) inibe … inibindo

5. A diminuição da concentração de ferro no meio conduz à ligação da aconitase citosólica à extremidade ____ do mRNA que codifica o ferritina ______ a atuação da exonuclease.

(A) 5´…… permitindo

(B) 5´…… impedindo

(C) 3`….. impedindo

(D) 3` …. permitindo

6. A atuação da aconitase citosólica interfere com a etapa da síntese proteica que nas células eucarióticas ocorre no ______ e implica a polimerização de _____.

(A) citoplasma ….. aminoácidos

(B) citoplasma …. nucleótidos

(C) núcleo ….. aminoácidos

(D) núcleo ….. nucleótidos

7. A presença de excesso ferro no meio ______.

(A) induz  a que um polímero de aminoácidos transcreva o mRNA que codifica a ferritina.

(B) inibe a transcrição do mRNA que codifica a ferritina por um polímero de aminoácidos.

(C) induz a que um polímero de aminoácidos degrade o mRNA que codifica a ferritina.

(D) permite a  tradução do mRNA que codifica a ferritina.

8. As etapas de síntese do recetor da transferrina implicam ____.

(A) replicação semiconservativa do gene que a codifica.

(B) transcrição do gene que a codifica para moléculas de mRNA.

(C) tradução da sequência de codões do pré-mRNA.

(D) transcrição da sequência de desoxirribonucleótidos do gene.

9. As sequências ______ não codificantes, ou intrões, são dispensadas durante o processo de _____.

(A) ribonucleotídicas….. transcrição

(B) ribonucleotídicas …… processamento

(C) desoxirribonucleotídicas …. transcrição

(D) desoxirribonucleotídicas …. processamento

10. Na etapa de tradução ______.

(A) cada tRNA liga-se pelo seu local aminoacil ao mRNA.

(B) a subunidade menor do ribossoma elimina as sequências não codificantes do mRNA.

(C) ocorre a leitura dos codogenes e a inserção de aminoácidos na cadeia peptídica.

(D) ocorre a leitura de uma sequência ribonucleotídica.

11. Ordene as letras de A a F de modo a reconstituir a sequência de acontecimentos envolvidos no processo de síntese da proteína transferrina.

(A) Ligação da subunidade menor do ribossoma ao codão AUG.

(B) Início da leitura da sequência de nucleótidos do gene que codifica a transferrina.

(C) A cadeia polipeptídica recém formada separa-se do ribossoma.

(D) Estabelecimento da ultima ligação química com consequente consumo de energia.

(E) O ribossoma desloca-se três nucleótidos em  direção ao codão UAA.

(F) Início da leitura da sequência de ribonucleótidos que específica a estrutura primária da transferrina.

12. Faça corresponder a cada uma das afirmações da coluna A, os respetivos termos que lhe correspondem expressos na coluna B.

Coluna A	Coluna B
(A) Tipo de ácido ribonucleico  mais abundante nas células. (B)  Enzima que promove o emparelhamento das bases nitrogenadas da cadeia herdada e da nova cadeia em formação. (C) Associação de ribonucleótidos a uma cadeia de DNA.	1.     Replicação 2.     Transcrição 3.     Processamento 4.     DNA polimerase 5.     RNA polimerase 6.     DNA 7.     rRNA 8.     mRNA

GRUPO III

A prevalência da obesidade aumentou significativamente em proporções epidémicas nas últimas décadas. Apesar da complexidade, sabe-se que o desequilíbrio entre ingestão e gasto energético é o mecanismo básico do seu desenvolvimento. O excesso de energia proveniente desse desequilíbrio é armazenado nos adipócitos que sofrem hiperplasia e/ou hipertrofia, aumentando assim o volume do tecido adiposo.

A adiponectina, produto do gene apM1, é uma proteína composta por 244 aminoácidos também conhecida por GBP-28. Esta proteína é largamente secretada por adipócitos, embora possa ser também secretada por cardiomiócitos, hepatócitos e placenta em menores concentrações. A adiponectina é abundante no plasma humano em concentrações que variam de 5 a 30 mg/dL. O efeito da adiponectina na melhora da sensibilidade à ação da insulina talvez seja explicado pela supressão da gliconeogénese e aumento da oxidação de ácidos gordos  no músculo.

Forkhead/winged helix (FOXO) é uma superfamília de fatores de transcrição responsáveis pela modulação de genes envolvidos em inúmeras funções celulares (diferenciação, proliferação e sobrevivência celular). A proteina FOXO 1 está amplamente expressa em tecidos insulino-responsivos, como fígado, tecido adiposo e pâncreas. Na ausência de insulina, a FOXO1 encontra-se no núcleo onde participa da transcrição de genes que regulam a gliconeogénese. Já na presença de insulina e em resposta da ligação desta ao seu receptor, a proteína quinase Akt fosforila a FOXO1 e inativa sua atividade transcricional, deixando-a retida no citoplasma.

A hipótese do presente trabalho é que a expressão relativa de mRNA de adiponectina  e FOXO 1 sejam reduzidas em obesos quando comparados com indivíduos não obesos.

Material e métodos:

– Foram usadas amostras de tecido adiposo visceral e subcutâneo de 13 indivíduos obesos grau III, com IMC  maior que 40 Kg/m2 submetidos à cirurgia bariátrica .

– Amostras iguais de tecido adiposo visceral e subcutâneo foram obtidas de 10 indivíduos não obesos (IMC <30 Kg/m2) submetidos a cirurgia eletiva .

– Para avaliação antropométrica foram utilizados dados de peso, altura e circunferência da cintura.

– Para avaliação laboratorial foram utilizados dados de glicose plasmática (em jejum), perfil lipídico sérico e insulina.

– Para a análise da expressão relativa dos genes da adiponectina e FOXO 1 foi utilizado o método de reação em cadeia da polimerase em tempo real (qRT-PCR). A quantificação do produto da reação em cadeia da polimerase em cada ciclo se deu pela detecção de fluorescência existente em cada amostra de produto. Esta fluorescência é emitida, pois há a incorporação do corante fluoróforo SYBR Green nas duplas fitas de DNA sintetizadas na etapa de extensão da cadeia de DNA.

Tabela 1 – Valores de referência dos exames clínicos laboratoriais.

Resultados:

Tabela 2 – Características antropométricas e bioquímicas do grupo de obesos (n=13).

Figura 4 – Expressão relativa de mRNA de adiponectina em tecido adiposo subcutâneo (TAS – Barra cinza) e visceral (TAV – Barra branca) de pacientes não-obesos (A) e obesos (B). Traço largo indica mediana, a caixa representa o intervalo interquartil e a linha vertical indica o valor mínimo e máximo .

Figura 5 – Expressão relativa de mRNA de FOXO1 em tecido adiposo subcutâneo (TAS – Barra cinza) e visceral (TAV – Barra branca) de pacientes não-obesos (A) e obesos (B). Traço largo indica mediana, a caixa representa o intervalo interquartil e a linha vertical indica o valor mínimo e máximo.

adaptado de:  Análise e quantificação da expressão relativa de mRNA de Adinoponectina e FOXO1 em tecido adiposo de indivíduos obesos Grau III e não obesos. Thais Ortiz Hammes

1. Explique em que medida os resultados obtidos permitem apoiar a hipótese que esteve na origem do estudo experimental descrito.

2. Identifique o objetivo do estudo experimental descrito.

3. Uma das variáveis independentes do estudo experimental descrito corresponde _____.

(A) concentração de glicose plasmática

(B) o estado nutricional dos pacientes.

(C) expressão genes da adiponectina

(D) quantidade de mRNA da adiponectina

4. O grupo controlo do estudo experimental descrito deverá ser constituído por indivíduos _____  .

(A) obesos submetidos a cirurgia eletiva

(B) obesos submetidos a cirurgia bariátrica.

(C) não obesos submetidos a cirurgia eletiva

(D) não obesos submetidos a cirurgia bariátrica.

5. A validade do estudo descrito foi garantida ______.

(A) usando apenas indivíduos do sexo masculino.

(B) através da utilização do mesmo número de indivíduos no grupo controlo e experimental.

(C) pois todos os pacientes apresentavam a mesma idade.

(D) quantificando os mesmos parâmetros no grupo controlo e experimental.

6. Os triglicéridos são moléculas de natureza _____ com função ____.

(A) glicídica ….. reserva energética

(B) glicídica …. estrutural

(C) lipídica …. reserva energética

(D) lipídica ….. estrutural

7. Os ácidos gordos podem ser usados no processo de obtenção de energia que ocorre ao nível  ____.

(A) do RER, estrutura comum a células eucarióticas e procarióticas.

(B) do RER, apenas presente em células eucarióticas.

(C) das mitocôndrias, estruturas comum a células eucarióticas e procarióticas.

(D) das mitocôndrias, apenas presentes em células eucarióticas.

8. Os genes apM1 e FOXO apresentam _____.

(A) a mesma composição química e a mesma sequência de monómeros.

(B) a mesma proporção de monómeros e o mesmo sentido de crescimento (5` – 3`)

(C) diferentes sequências de monómeros e o mesmo sentido de crescimento (3´- 5´).

(D) diferente sequência de monómeros e a mesma composição química.

9. Os resultados do estudo experimental descrito permitem concluir que ______.

(A) comparativamente aos pacientes não obesos, os pacientes obesos apresentam em média uma maior expressão do gene apM1 nos dois tipos de tecidos.

(B) existe uma variação significativa na expressão gene FOXO1 ao nível do tecido adiposo visceral dos pacientes obesos e não obesos.

(C) a expressão do gene FOXO1 no tecido adiposo subcutâneo e visceral é em média superior nos indivíduos obesos.

(D) a expressão relativa de mRNA de FOXO1 em tecido adiposo subcutâneo apresentou ainda correlação inversa com os triglicerídeos séricos.

10. A insulina é uma hormona que regula a entrada de glicose nas células por intermédio de proteínas _____, o que permite afirmar que este é um mecanismo de transporte _____.

(A) intrínsecas ….. ativo

(B) intrínsecas ….. mediado

(C) extrínsecas …. ativo

(D) extrínsecas …. mediado

11. Foram feitas as seguintes afirmações relativas ao processo de síntese das proteínas FOXO1 e Assinale a afirmação que as avalia corretamente.

1. O mRNA da adiponectina é traduzido a partir de uma cadeia de DNA.
2. Cada codão é obtido por transcrição de um conjunto de três desoxirribonucleótidos.
3. Um gene corresponde a uma sequência nucleotídica própria que contribui para a expressão de uma determinada característica.

(A) 1 e 2 são verdadeiras; 3 é falsa

(B) 2 e 3 são verdadeiras; 1 é falsa

(C) 1 e 3 são verdadeiras; 2 é falsa

(D)Todas as afirmações são verdadeiras

12. Faça corresponder a cada uma das afirmações da coluna A o respetivo termo que lhe corresponde expresso na coluna B. 

Coluna A	Coluna B
(A) Local onde  a adiponectina sofre maturação. (B)  Amplificação da informação genética. (C)  Controlo da síntese da adiponectina.	(1)  Núcleo (2)  mRNA (3)  Polirribossoma (4)  Redundância (5)  RER (6)  Ribossoma (7)  Complexo de Golgi

FIM