UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ

CAMPUS MINISTRO REIS VELOSO – PARNAÍBA

CURSO DE BIOMEDICINA

DISCIPLINA CITOGENÉTICA

Exercícios – Mitose e meiose, Replicação do DNA e cromossomos, Características gerais dos cromossomos metafásicos, A química e empacotamento cromossômico.

1) As células do nosso corpo precisam se dividir e formar novas células. No entanto células somáticas e germinativas têm processos diferentes de divisão. Que processos são esses e que importância eles têm para cada um desses tipos celulares?Mitose e meiose. A mitose é o processo de replicação de células autossômicas, pois produz duas células idênticas e de mesmo complemento cromossômico que a célula mãe. A meiose é processo pelo qual células germinativas se dividem, formando células filhas diferentes da célula mãe e diferentes entre si, promovendo assim variabilidade genética para a prole.

2) A meiose II e a mitose são mecanismos muito parecidos. Porém cada um deles apresenta características únicas. Que diferença há entre esses dois mecanismos?A meiose II difere da mitose quanto ao numero de cromossomos presente na célula que inicia a divisão. No caso da mitose a célula entra em divisão com numero diplóide, enquanto na meiose II o numero é haplóide, pois ocorre logo após a meiose I, onde ocorre a separação dos cromossomos homólogos.

3) Qual o complemento cromossômico dos gametas humanos? Conceitue complemento cromossômico.O complemento é haplóide, sendo 22 autossômicos e um sexual (X ou Y). Complemento cromossômico é a constituição cromossômica do cariótipo.

4) Descreva cada uma das etapas da mitose.Prófase: Cromatina condensa-se em cromossomos definidos, ainda não visíveis ao microscópio óptico, Cada cromossomo possui duas cromátides-irmãs conectadas por um centrômero. Em cada cromátide será formado um cinetócoro (complexos protéicos especializados). Os microtúbulos citoplasmáticos são desfeitos e reorganizados no fuso mitótico, irradiando-se a partir dos centrossomos à medida que estes migram para os pólos da célula.Prometáfase: Fragmentação do envoltório nuclear e movimentação do fuso mitótico. Microtúbulos do fuso entram em contato com os cinetócoros, que se fixam a alguns microtúbulos. Os microtúbulos que se ligam aos cinetócoros. Tencionam os cromossomos, que começam a migrar em direção ao plano equatorial da célula.Metáfase: Cromossomos estão em compactação máxima, alinhados no plano equatorial da célula pela ligação dos cinetócoros a microtúbulos de pólos opostos do fuso. Como os cromossomos estão condensados, são mais visíveis microscopicamente nessa fase.Anáfase: Inicia com a separação das cromátides irmãs (divisão longitudinal dos centrômeros). Cada cromátide (cromossomo filho) é lentamente movida em direção ao pólo do fuso a sua frente.Telófase: Cromossomos filhos estão presentes nos dois pólos da célula. Inicia-se a descompactação cromossômica, desmontagem do fuso e reorganização dos envoltórios nucleares ao redor dos cromossomos filhos.

5) Que eventos ocorridos na meiose proporcionam uma maior variabilidade genética para as células filhas?Separação aleatória dos cromossomos/cromátides e crossing over.

6) Que tipo de ligação existe entre os nucleotídeos? Como ela ocorre?Ligação fosfodiéster. É uma ligação covalente entre o carbono 3’ de um nucleotídeo com o carbono 5’ do nucleotídeo seguinte.

7) De acordo com o modelo proposto por Watson e Crick, quais as características da estrutura tridimensional do DNA?Dupla hélice contendo um sulco maior e um menor com periodicidade de 34 A. Grupos açúcar-fosfato voltados para o lado externo e bases nitrogenadas para o interior, com distância entre as base de 3,4 A.

8) Quais as principais características da origem de replicação cromossômica?Presença de duas sequencias consenso, uma de unidades em tandem e outra quatro unidade de nove bases. Essas regiões são ricas em A e T, pois essas bases fazem apenas duas ligações de hidrogênio, o que facilita a abertura da dupla fita de DNA.

9) O genoma dos eucariotos mesmo sendo muito grande se replica com uma alta velocidade e com grande precisão. O que explica essa velocidade e eficiência?A presença de várias origens de replicação.

10) O que é telomerase?Uma enzima formada por proteínas e RNA, responsável por restituir os telômeros após cada divisão celular. Ela utiliza um molde de RNA para formar DNA, atuando como uma transcriptase reversa.

11) O que são primers e qual sua função?São pequenos fragmentos de RNA que se ligam ao DNA durante o processo de replicação. Eles proporcionam uma extremidade 3’ OH livre para que a DNA polimerase possa adicionar nucleotídeos a fita de DNA.

12) Cite cinco enzimas que participam do processo de replicação do DNA e suas respectivas funções.Primase: adição de primers de RNADNA polimerase: adição de nucleotídeos e atividade revisora exonucleásica.

Helicase: abrir a fita de DNADNA ligase: formar ligações fosfodiéster entre os nucleotídeos.Topoisomerase: aliviar e tensão topológica (super-hélices) nas fitas de DNA, realizando quebras transitórias na molécula.

13) Qual a função exercida pelas proteínas de ligação ao DNA unifilamentar (SSBs)?Evitar que bases da mesma fita entrem em pareamento formando estruturas em “grampo”.

14) Como ocorre a duplicação das proteínas histonas associadas ao DNA?Durante a replicação do DNA os nucleossomas são desfeitos e o octâmero de histonas é desfeito. Logo após a replicação do DNA os nucleossomas se reestruturam a partir dos meio-nucleossomas e de histonas recém sintetizados.

15) Em que fase os cromossomos são preferencialmente estudados? Por que?Metáfase. Porque é nesta fase em que apresentam o maior grau de compactação e permitem melhor visualização de suas estruturas.

16) O que são NORs? Onde são encontradas?Regiões organizadoras de Nucléolo. São observadas como constrições secundárias nos cromossomos acrocêntricos.

17) De acordo com a posição dos centrômeros, como são classificados os cromossomos humanos?Metacêntrico, submetacêntrico e acrocêntrico.

18) A taxa do braço cromossômico ou o índice de centrômero é suficiente para detectar anomalias cromossômicas? Que técnica é preferencialmente usada e por quê?Não. A técnica preferencialmente usada é o bandeamento cromossômico. Essa técnica permite analisar mais precisamente a estrutura cromossômica, bem como várias alterações estruturais nos cromossomos.

19) Qual a importância dos centrômeros e quais conseqüências existem em seu mau funcionamento? Eles servem de alvo para que as fibras do fuso se liguem ao cromossomo. O seu mau funcionamento tem como conseqüências não-disjunções ou má distribuição dos cromossomos.

20) Diferencie heterocromatina de eucromatina.Heterocromatina é compacta e transcricionalmente inativa. A eucromatina apresenta uma configuração aberta e é transcricionalmente ativa.

21) Onde pode ser encontrada heterocromatina constitutiva? Explique o termo heterocromatina constitutiva.Em sequencias altamente repetitivas sem produto de transcrição gênica,como nos centrômeros. Heterocromatina constitutiva se refere a cromatina que se apresenta compactada em todas as células.

22) Como se dá a ligação das fibras de fuso ao cinetócoro e a migração cromossômica?O cinetócoro tem placas exteriores e interiores densas separadas por uma placa menos densa, denominada de zona intermediária. As fibras do fuso se inserem na placa exterior ou na coroa fibrosa que a cerca, que contém dineínas como proteínas motoras, que por sua vez estão envolvidas na migração dos cinetócoros e seus respectivos cromossomos para os pólos opostos das células filhas.

23) Qual a constituição estrutural da cromatina?DNA associado a proteínas.

24) Sabemos que, as estimativas do tamanho do genoma nuclear haplóide são melhores medidos na cabeça dos espermatozóides. Por que tais medidas não são tão precisas em células somáticas e em óvulos?Por apresentarem grande quantidade de genoma, no caso das células somáticas, e DNA extra nuclear (DNA mitocondrial).

25) Quais os principais tipos de histonas e como atuam no processo de empacotamento do DNA?H1, H2A, H2B, H3 e H4. A primeira atua como um grampo reforçando a ligação entre o DNA e o octâmero formado pelas demais histonas, além de ser essencial para a formação da estrutura solenoidal.

26) Que característica química das histonas faz com essas proteínas tenham tanta afinidade pelo DNA?As histonas quimicamente são básicas, por isso tem afinidade ao DNA que é ácido. Isso é visto nas cargas expressos por cada um: histonas com carga positiva e DNA negativo.

27) Os que são as SARs e qual o papel desempenhado por essas regiões?Alças de cromatina em regiões que apresentam sequencias ricas em A e T, responsável pela ligação ao arcabouço protéico.

28) Cite as principais proteínas que compõe a estrutura do arcabouço cromossômico e como elas agem?Topo II: atua nos estágios finais da condensação e na descondensação a partir da telófase.SC II: atua na condensação e na separação das cromátides irmãs.HMG1/Y: função desconhecida.MCP1: liga-se ao cromossomo condensado, sugere-se ter uma papel na condensação cromossômica.

29) Quais os mecanismos envolvidos no silenciamento gênico? Explique como ocorrem.Metilação e Desacetilação. Genes a serem silenciados passam por um processo de metilação, onde a DNA metiltransferase transfere um grupo metil de uma S-adenosil-metionina para citosinas. Agregam-se a essas citosinas MePC2 (proteínas de ligação a citosina metilada) que servem de sinalização para histonas desacetilases que retiram radial acetil das histonas próximas promovendo um aumento de afinidade histona/DNA pela produção de cargas positivas nas histonas.

30) Qual a relação entre compactação e regulação da expressão gênica?Os fatores de transcrição não podem se ligar a sequencias de DNA em nucleossomos compactados, por esse motivo não ocorre transcrição nesses locais.