Questões de Concurso Sobre a química da vida em biologia

Uma das formas de melhorarmos a qualidade dos alimentos é enriquecendo-os com proteínas importantes para nossa saúde, como o β-caroteno, molécula precursora da síntese de vitamina A no corpo humano e encontrada na cenoura, por exemplo. Este gene foi colocado no arroz, produzindo o chamado arroz dourado. No processo de tradução desta proteína, forma-se uma cadeia polipeptídica com uma sequência de três aminoácidos (leucina, valina e glicina), que possuem os anti-códons AAU, CAG e CCU, respectivamente. A sequência gênica correspondente é

Enzimas que catalisam a reação X↔Y foram isoladas de 2 espécies de bactérias. As enzimas possuem a mesma velocidade máxima (V_max), mas diferentes valores da constante de Michaelis-Menten (K_m). A enzima A tem K_m=2µM e a enzima B tem K_m=0,5 µM. Qual destas enzimas possui maior afinidade pelo substrato?

A enzima tanase (Tannin acyl hydrolase) foi produzida por meio de processo de fermentação sólida por três linhagens de microrganismos: Paecilomyces variotii, Aspergillus niger e Aspergillus niger cnpat 001. De acordo aos dados da Figura abaixo, assinale a informação correta:

Fonte: BATTESTIN, V.; PINTO, G. A, S.; MACEDO, G. A. Biochemical characterization of tannases from Paecilomyces variotii and Aspergillus niger. Food Sci. Biotechnol, vol. 16, n. 2, p. 243-248, 2007.

Considere a enzima genérica A. Para essa enzima foram realizados 3 testes de atividade enzimática, com o objetivo de verificar a quantidade de substrato convertido em produto por unidade de tempo. Para todas as reações, foram utilizadas as mesmas concentrações de enzima e substrato. Os dados são apresentados na Tabela 1. Com base nos dados obtidos, assinale a resposta correta:

Tabela 1: Resultados obtidos para os testes de atividade da enzima genérica A 

A biotecnologia está presente em nosso cotidiano com a participação dos micro-organismos que realizam processos metabólicos de extrema importância para a humanidade. Esses processos podem estar relacionados com a produção de alimentos, combustíveis, fármacos, tintas, enzimas, entre outros. Para que eles ocorram, às vezes é necessária a construção de células recombinantes com o objetivo de aumentar o número de cópias de determinado gene de interesse ou a posterior expressão heteróloga de proteínas de interesse. Sobre essa temática, assinale a alternativa correta.

Fonte: TORTORA, G.J., FUNKE, B.R., CASE, C.L.. Microbiologia. 2017, pg. 248.

Pensando em todas as comodidades da vida moderna, não é incomum encontrarmos, ainda em 2024, pessoas que questionam, ou até mesmo duvidam do progresso tecnológico. Discussões inoportunas podem surgir utilizando-se ideias baseadas em estudos ultrapassados ou obsoletos. No entanto, a menos que estejamos preparados para negar diagnósticos precoces e tratamentos avançados de doenças, ou para voltar ao tempo em que todo o alimento produzido era manufaturado, é preciso admitir que tecnologias facilitam e mudam nossas vidas.

Quando nos referimos à Biotecnologia, existem muitas definições sobre a tecnologia que se une com a vida, entre elas, a utilização de agentes biológicos e seus metabólitos para produção de produtos e serviços aos seres humanos. Considerando as informações expostas e seu conhecimento sobre o assunto, qual das alternativas abaixo NÃO se caracteriza como um processo biotecnológico: 

Existem diversos métodos de sequenciamento de DNA; entre eles, está o sequenciamento shotgun, que é utilizado para determinar a sequência de nucleotídeos de um genoma inteiro. Para isso, o DNA genômico é primeiramente fragmentado em pedaços pequenos, e uma biblioteca genômica é construída, normalmente usando plasmídeos e bactérias. Em seguida, a sequência de nucleotídeos de dezenas de milhares de clones individuais é determinada, para, então, ser obtida a sequência genômica inteira a partir do agrupamento (in silico) da sequência de nucleotídeos de cada clone, usando as sobreposições entre clones como guias.

Quanto a esse método, é correto afirmar que: 

A tecnologia do DNA recombinante permite a manipulação e a combinação de sequências de DNA de diferentes organismos. Ela desempenha um papel fundamental em diversas áreas da biotecnologia e da pesquisa científica. Essa tecnologia revolucionou a biologia molecular e tem aplicações significativas na medicina, agricultura, indústria, entre outras áreas, permitindo compreender melhor a genética e desenvolver novas terapias e produtos. A inserção do DNA exógeno nas células é feita por meio dos vetores, que são moléculas de DNA que carregam a sequência de interesse (inserto). A respeito dos principais vetores utilizados na tecnologia do DNA recombinante, assinale a alternativa correta:

As enzimas são proteínas com propriedade catalisadora, aumentando a velocidade de reações químicas, sem serem consumidas durante a reação que catalisam. Leonor Michaelis e Maude Menten propuseram um modelo simples que explica a maioria das características de reações catalisadas por enzimas. A equação de Michaelis-Menten descreve a variação da velocidade de reação de acordo com a concentração do substrato:

Onde:

V₀ = velocidade inicial da reação

V_máx = velocidade máxima

K_m= constante de Michaelis-Menten

[S] = concentração do substrato

Sobre a cinética de Michaelis-Menten, assinale a alternativa correta: 

As proteínas são as moléculas mais abundantes e com maior variedade de funções nos seres vivos. Embora haja grande diversidade, todas têm em comum o fato de serem formadas por polímeros de aminoácidos (cadeias polipeptídicas), unidos por meio de ligações peptídicas. Cada sequência linear de aminoácidos dá origem a uma estrutura proteica tridimensional que é única e pode ser descrita em diferentes níveis de complexidade (figura 1).

Figura 1 – Representação na forma de fitas da estrutura tridimensional da hemoglobina, proteína formada pelo arranjo simétrico de duas cópias de duas subunidades diferentes (α-globina e β-globina).

Fonte: Alberts, B. et. al. Biologia molecular da célula. 6.

ed. Porto Alegre: Artmed, 2017, p. 123.

Sobre a estrutura das proteínas, assinale a alternativa correta:

Qual das técnicas abaixo apresentadas é utilizada para identificar diretamente modificações pós-traducionais em proteínas, tais como fosforilações e acetilações, a partir de anticorpos específicos e sem análise secundária?

Muitas enzimas têm sido nomeadas pela adição do sufixo “-ase” ao nome do seu substrato, ou à palavra que descreve sua atividade. No entanto, devido a ambiguidades e o crescente número de enzimas recém-descobertas, foi adotado um sistema para nomeá-las e classificá-las. Esse sistema divide as enzimas em seis grandes classes, cada uma com subclasses, conforme o tipo de reação catalisada. A cada enzima é atribuído um número classificatório de quatro dígitos, o número na Comissão de Enzimas (número E.C.), e um nome sistemático, que identifica a reação que ela catalisa.

Fonte: Adaptado de LEHNINGER, A. L., NELSON, D. L.;

COX, M. M., 2022)

Considerando o exposto, assinale a alternativa que relaciona corretamente o nome da classe enzimática com o tipo de reação catalisada.

A técnica do DNA recombinante é um método que permite fazer várias cópias idênticas (clones) de um fragmento específico de DNA (fragmento de interesse). Para tanto, uma das etapas para a realização desta técnica é a seleção de clones recombinantes, que ocorre após o processo de transformação bacteriana. Sobre esta etapa, assinale a alternativa correta:

A eletroforese em gel de poliacrilamida – SDS-PAGE utiliza um gel de poliacrilamida de ligações altamente cruzadas como matriz inerte, pela qual as proteínas migram. As proteínas, por sua vez, estão dissolvidas em uma solução que inclui um detergente fortemente carregado negativamente, o dodecilsulfato de sódio (SDS). Ao aplicarmos um campo elétrico a essa solução que contém as moléculas proteicas, estas irão migrar pelo gel com velocidades diferentes, o que irá resultar num padão de fracionamento das proteínas, caracterizando um perfil proteico da amostra. Com base nessas informações, assinale a alternativa que contém os fatores que interferem na velocidade de migração da proteína:

Em 1921, dois pesquisadores na Universidade de Toronto, Frederick Banting e John Macleod, descobriram uma nova substância capaz de reduzir a taxa glicêmica do sangue de pacientes diabéticos terminais. Essa nova substância foi batizada de insulina. A partir de 1982, a Companhia Eli Lilly anunciou a aprovação dos governos da Grã-Bretanha e dos Estados Unidos para a comercialização de insulina humana para o tratamento de Diabetes. Atualmente, milhões de pessoas beneficiam-se com um tratamento eficaz para essa doença.

Assinale a alternativa que descreve como esse hormônio é produzido, atualmente, em larga escala, com risco reduzido de reações colaterais:

Os elementos químicos são organizados na tabela periódica e se relacionam com os organismos vivos por meio de diferentes constituições, como na forma de eletrólitos com carga elétrica quando dissolvidos em líquidos corporais, como o sangue, essenciais à manutenção da vida. Alguns elementos, ainda, podem ser tóxicos para as células. Considerando a classificação dos elementos químicos e seu papel funcional na constituição biológica, assinale a alternativa correta.

Enzimas são proteínas especializadas que agem como catalisadores biológicos, acelerando a velocidade de reações químicas. Além de sua importância no metabolismo das células, elas são utilizadas em processos industriais, como na indústria têxtil, farmacêutica e de alimentos.
Nas opções abaixo, indique a alternativa que cita INCORRETAMENTE a ação das enzimas.

As reações exergônicas têm um ΔG negativo (desprendem energia livre) e são espontâneas. Já as reações endergônicas, têm um ΔG positivo (requerem energia livre) e não são espontâneas.
Nas reações celulares citadas abaixo, as que forem exergônicas ponha 1, e para reações endergônicas ponha 2, em seguida, assinale a alternativa que contempla a sequência correta de cima para baixo:

( ) Respiração Celular. ( ) Hidrólise do ATP. ( ) Fotossíntese. ( ) Fermentação. ( ) Síntese de Proteínas.

Durante uma aula sobre a evolução da química, um aluno pergunta sobre a transição da alquimia para a química moderna. O professor decide explicar os principais marcos dessa transição. Avalie as afirmativas abaixo:

1. A alquimia contribuiu para o desenvolvimento da química ao introduzir conceitos como a transmutação dos metais e a busca pela pedra filosofal.

2. A descoberta da lei da conservação da massa por Lavoisier foi fundamental para a transição da alquimia para a química moderna, estabelecendo a química como uma ciência quantitativa.

3. A classificação dos elementos químicos por Mendeleev, que resultou na tabela periódica, foi um dos marcos mais importantes da química moderna, permitindo a previsão de propriedades de elementos ainda não descobertos.

4. A química moderna abandonou completamente os conceitos da alquimia, sem aproveitar nenhuma de suas práticas ou conhecimentos.

5. A diferenciação entre elementos e compostos foi uma das contribuições da química moderna para o entendimento das reações químicas.


Alternativas: