Biologia Celular: Enzimas, Genes e Regulação Gênica

d) As enzimas são capazes de catalisar reações termodinamicamente desfavoráveis? Justifique.

Não. As reações desfavoráveis só ocorrem quando associadas a uma reação favorável suficientemente energética para compensar a desfavorável (para que o ΔG < 0).

e) Qual a estrutura que todas as células têm que permite um certo isolamento? Descreva a organização das macromoléculas nestas estruturas.

Membrana celular. A membrana celular tem uma estrutura básica baseada no modelo do mosaico fluido, que consiste em duas camadas de fosfolipídios com as zonas hidrofílicas viradas para o exterior e proteínas pelo meio (proteínas intrínsecas e extrínsecas).

f) O que entende por gene? Quais os genes que não transferem para proteínas?

O gene é uma sequência de nucleotídeos de DNA que tem informação necessária para dar origem a uma proteína ou a um RNA. O DNA encontra-se na cromatina que, por sua vez, se encontra dentro do núcleo. Existe eucromatina (DNA ativo) e heterocromatina. Na heterocromatina existe DNA inativo que não origina proteínas (não é transcrito).

g) Quantos genes transcritos pela RNA polimerase II pensa existirem numa célula eucariota humana? Justifique.

Pensa-se que existem 10.000 genes, pois é o número de RNAs mensageiros diferentes que existem e é também, consequentemente, o número de proteínas. Cada gene codifica uma proteína.

h) Quais as funções das RNAs polimerases? Como se explica que cada RNA polimerase só transcreva um determinado tipo de genes?

A RNA polimerase tem como função a síntese do RNA desnaturando o DNA durante a transcrição e ligando os nucleotídeos da nova cadeia de RNA. Cada RNA polimerase só transcreve um tipo de gene porque a sequência de nucleotídeos nas regiões promotoras é diferente para os genes que vão ser transcritos. As diferentes sequências da região promotora determinam qual a enzima que se liga, pois essas sequências são reconhecidas por proteínas que são específicas para cada RNA polimerase.

2- As células regulam a expressão dos genes em resposta às suas necessidades

a) Comente a frase do enunciado, fazendo referência à situação esquematizada em cima.

Nem todos os genes são expressos e existem alguns genes que só são expressos numa determinada altura. É preciso haver regulação dos genes que vão ser transcritos.

Nas bactérias, a maior parte dos genes que vão ser regulados têm a ver com a necessidade da célula em nutrientes, esta relacionada com os açúcares (glucídios). As bactérias precisam de manter a sua estrutura e, para isso, necessitam de energia proveniente dos nutrientes para se poderem dividir. Como as bactérias vivem em meios variáveis, consoante os nutrientes disponíveis, elas regulam quais os genes a serem transcritos, consoante as proteínas que necessitam. As proteínas têm que converter os diferentes açúcares em glicose, através de várias reações químicas ativadas pelas diversas enzimas, que são sintetizadas a partir de RNA e, para tal, as bactérias regulam a transcrição em seu proveito, de modo a poder fazer as transformações necessárias à sua sobrevivência.

b) Defina:

• Cap site: Local onde liga uma proteína ativadora catabólica.
• Promotor: Sequência de DNA onde se liga a RNA polimerase e inicia a transcrição.
• Operador: Zona antes do gene que controla a transcrição do mesmo.
• Repressor: Quando ligado ao operador de DNA, o gene não é transcrito.
• Local +1: Sítio onde se dá a iniciação da transcrição.