Ficha n.º 17 – Edição Genética
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O tema edição genética é algo que ainda traz muitas dúvidas as pessoas, afinal, o material genético é tudo aquilo que forma uma pessoa, tudo aquilo que se herdou e que irá passar de geração em geração. A técnica CRISPR/Cas9 é uma das ferramentas que faz o impossível parecer possível. É um mecanismo análogo ao sistema imunológico encontrado em diversas bactérias para se defenderem de um DNA estranho, como o de vírus, por exemplo.
O sistema CRISPR/Cas está presente em cerca de 90% dos genomas de arqueobactérias e aproximadamente 48% dos genomas bacterianos até então sequenciados. Este sistema corresponde a um mecanismo adaptativo de defesa contra elementos genéticos móveis (MGEs), como bacteriófagos, plasmídeos conjugativos, transposons e ilhas de patogenicidade, cuja função é semelhante aos sistemas de interferência de RNA eucariótico (RNA de interferência), onde ocorre silenciamento de elementos transponíveis utilizando-se uma molécula de RNA como guia. O sistema CRISPR/Cas é constituído por dois elementos: um locus para armazenamento de memória (locus CRISPR) e genes cas que codificam os elementos efetores deste sistema (proteínas Cas). Os vírus infectam as bactérias e se propagam integrando a informação genética no DNA bacteriano.
Figura 1- Etapas envolvidas na imunidade mediada por CRISPR em procariontes. 1 – Invasão do vírus; 2–Aquisição da informação genética; 3 – Incorporação da informação genética nas regiões espaçadas existentes, denominadas lócus, onde ocorre o armazenamento dessa informação; 4 – Em uma segunda invasão, é então que acontece a expressão do CRISPR/Cas9; 5 – Forma-se moléculas curtas de RNA guia (gRNAs) – Cas complexos enzimáticos. O complexo gRNA-Cas combina com a sequência alvo no vírus invasor e separa-o; 6 – O DNA viral é cortado, tornando-se instável e destruído. ( adaptado de KOLLI et al., 2017)
adaptado de: https://www.researchgate.net/publication/328548949_Edicao_genetica_associada_ao_uso_da_nova_tecnica_CRISPRCas9_ferramenta_de_defesa_utilizada_pelas_bacterias_contra_DNA_invasor
1. Explique em que medida o complexo gRNAs – Cas permite impedir a multiplicação do vírus em infecções futuras.
- Tópico 1: referência a que a multiplicação do vírus no interior da bactéria implica não só a replicação do material genético viral mas também a síntese das proteínas virais.
- Tópico 2: referência a que o gRNAs direciona a enzima Cas para o material genético viral e esta degrada o material genético viral.
- Tópico 3: Referência à degradação do material genético viral e a impossibilidade da replicação do material genético viral, a impossibilidade da síntese das proteínas virais impendindo assim a multiplicação viral no interior da bactéria.
2. Relativamente à molécula de DNA é correto afirmar que _____.
(A) é exclusivo de células eucarióticas.
(B) é uma molécula orgânica formada por nucleótidos de adenina, citosina, guanina e timina.
(C) nas células eucarióticas e procarióticas apresenta diferente composição química.
(D) é uma molécula inorgânica formada por nucleótidos de adenina, citosina, guanina e timina.
- Opção B
- A molécula de DNA é uma molécula orgânica que constitui o suporte físico da informação genética, está presente quer em células eucarióticas quer em células procarióticas. A composição química da molécula de DNA (polímero de desoxirribonucleótidos) é igual em todas as células.
3. Os genes Cas correspondem a polímeros de______. A síntese das proteínas cas implica a atuação da enzima ______.
(A) desoxiribonucleótidos ….. DNA polimerase
(B) desoxiribonucleótidos …. RNA polimerase
(C) aminoácidos ….. DNA polimerase
(D) aminoácidos ….. RNA polimerase
- Opção B
- Os genes correspondem a uma sequência de nucleótidos da molécula de DNA, logo correspondem a um polímero de desoxirribonucleótidos. Os genes cas armazenam a informação genética para a síntese das proteínas cas.
- Para que ocorra a síntese das proteínas cas deverá ser efetuada a transcrição do gene cas por ação da enzima RNA polimerase.
4. O complexo gRNA-Cas corresponde à associação entre _____.
(A) um polímero de desoxirribonucleótidos e um polímero de aminoácidos, respetivamente.
(B) um polímero de ribonucleótidos e um polímero de aminoácidos, respetivamente.
(C) um polímero de ribonucleótidos e um polímero de monossacarídeos, respetivamente.
(D) um pólimero de aminoácidos e um polímero de ribonucleótidos, respetivamente.
- Opção B
- O complexo gRNA-cas corresponde a uma associação entre uma molécula de RNA (polímero de ribonucleótidos) e uma proteína (polímero de aminoácidos).
5. As etapa 2 e 3 da figura 1, implicam o corte e o estabelecimento de ligações ______. A formação de moléculas curtas de RNA guia resulta diretamente _____.
(A) péptidicas…. do estabelecimento de ligações fosfodiéster
(B) péptidicas… o estabelecimento de ligações péptidicas
(C) fosfodiéster … do estabelecimento de ligações fosfodiéster
(D) fosfodiéster ….. o estabelecimento de ligações péptidicas
- Opção C
- A aquisição e incorporação do material genético do vírus implica o estabelecimento de ligações fosfodiéster para estabelecer a ligação do material genético do vírus ao material genético da célula hóspedeira.
- A atuação da RNApolimerase permite polimerizar ribonucleótidos de modo a construir uma molécula de RNA guia. Na molécula de RNA os ribonucleótidos encontram-se ligados por ligações covalentes do tipo fosfodiéster.
6. A enzima Cas atua como uma _________.
(A) DNA polimerase, que impede a expressão dos genes virais.
(B) DNA polimerase, que permite a transcrição do material genético viral.
(C) DNA ase, que permite a expressão dos genes virais.
(D) DNA ase, que impede a transcrição do material genético viral.
- Opção D
- A enzimas Cas, tem como função degradar o material genético viral impedindo a sua transcrição e consequentemente impedindo a sua expressão.
7. A enzima Cas corresponde a um composto _____ e participa em reações que podem ser classificadas genericamente como____.
(A) ternário …. catabólicas
(B) ternário … anabólicas
(C) quaternário …. anabólicas
(D) quaternário …. catabólicas.
- Opção D
- As enzimas são proteínas. As proteínas são classificadas como compostos quaternários, em que as suas unidades fundamentais – os aminoácidos – se encontram ligados por ligações peptídicas. A enzima Cas participa numa reação de degração, ou seja participa numa reação catabólica.
8. Para que ocorra a síntese da proteína Cas, são necessários codões, tripletos de _______ em que cada um ______.
(A) mRNA ….codifica apenas um aminoácido.
(B) mRNA …. codifica vários aminoácidos.
(C) tRNA…. transporta um aminoácido
(D) tRNA …. transporta vários aminoácidos.
- Opção A
- Um codão ou tripleto corresponde a um conjunto de três nucleótidos do mRNA. A cada codão corresponde um único aminoácido (Não ambiguidade do código genético).
9. Nas células bacterianas à semelhança do que acontece nas células eucarióticas ____.
(A) ocorre a transcrição para moléculas de mRNA funcional.
(B) ocorre a transcrição do DNA para moléculas de desoxirribonucleótidos.
(C) ocorre a tradução de sequências intrónicas nos ribossomas.
(D) ocorre a transcrição do DNA para moléculas poliribonucleotídicas.
- Opção D
- Nos eucariontes por transcrição obtém-se o pré-mRNA, nos procariontes o mRNA – excluí-se assim a opção A.
- A transcrição consiste na leitura do DNA para produção de uma molécula polirribonucleotídica.
10. A imunidade adquirida por um organismo procarionte ______ transmitida à sua descendência quando este se reproduzir, uma vez que o DNA dos procariontes se replica de modo ______.
(A) será …. semiconservativo.
(B) será …. conservativo
(C) não será…. semiconservativo
(D) não será … conservativo
- Opção A
- Quando o material genético viral é incorporado no locus Crisp passa a fazer parte do material genético do seu hóspedeiro. Assim, como nas bactérias o processo de divisão celular coincide com o próprio processo de reprodução, sendo precedido pela replicação semiconservativa do DNA. Cada uma das células filhas formadas irá apresentar a mesma informação genética que a célula que as originou e portanto apresentará imunidade adquirida.
11. 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)Biomolécula responsável pela leitura da locus CRISP aquando da replicação do DNA.
(B) Biomolécula responsável pela formação de um polímero de nucleótidos aquando da transcrição do DNA. (C) Biomolécula responsável pela leitura da informação contida no mRNA que determina a produção da proteína Cas. |
|
- A- ⇒ 1
- B- ⇒ 3
- C- ⇒ 5
