Conteúdos

Este plano de aula tem por objetivo apresentar os ácidos nucleicos (DNA e RNA), percorrendo um caminho, desde a localização desses nas células, até o momento da síntese de proteínas. Esse percurso se dará como se fosse um mergulho, a partir do núcleo celular e em direção a estruturas cada vez mais microscópicas. A sequência traz, além de orientações e um “passo a passo”, links de textos para aprofundamento no assunto, imagens, sugestões de vídeos, aulas práticas e experimentos para uma melhor aprendizagem dos conteúdos abordados. Por fim, há exercícios e sugestões para o processo avaliativo.

● Ácidos nucleicos;
● O código genético;
● Duplicação e transcrição;
● Tipos de RNA; e
● Síntese de proteínas.

Objetivos

● Conhecer os ácidos nucleicos e suas funções;
● Caracterizar o código genético e suas propriedades, com destaque para os nucleotídeos e para o pareamento das bases nitrogenadas;
● Conhecer e diferenciar os principais tipos de RNA; e
● Compreender as interações genéticas entre DNA e RNA, bem como as que compõem o processo de síntese proteica.

Ensine também:

Biotecnologia e engenharia genética: PCR, sorologia e teste rápido

Processos metabólicos: a respiração celular

Palavras-chave:

Núcleo celular. Ácidos nucleicos. DNA. RNA. Síntese de proteína.

Previsão para aplicação:

4 a 5 aulas (50 min/aula).

Proposta de aplicação:

Professor(a), para a aplicação deste plano, sugiro a seguinte distribuição dos conteúdos: aqueles trazidos nas etapas 1 e 2 podem ser tratados em uma única aula, com 50 minutos de duração. Você pode usar as imagens contidas no plano, assim como os textos de referência, e assistir aos vídeos sugeridos junto com os alunos, parando e explicando quando achar necessário.

Para a etapa 3, sugiro uma prática divertida para explicar os processos de duplicação e transcrição. Os alunos irão precisar de 3 balas do tipo Fini tube, um pacote pequeno de gomas/jujubas (é importante que tenha 5 cores de balas) e palito de dentes. Explique a regra de pareamento do DNA e do RNA, criando uma legenda para as cores das gominhas (por exemplo: roxo = uracila, amarelo = adenina, laranja = timina, verde = citosina, vermelho = guanina). Solicite aos alunos que montem uma sequência de DNA obedecendo à legenda, (a bala fini representa o fosfato e a pentose, e os palitos as pontes de hidrogênio). Em seguida, peça que façam o pareamento do DNA e, usando a terceira bala Fini, a transcrição do RNA. Como tarefa, além do pareamento correto, você pode solicitar que os alunos construam uma tabela comparativa entre os dois ácidos nucleicos. Segue uma foto exemplificando a aula:

(crédito: reprodução/ Ciência Tube)

Para a etapa 4, sugiro assistir ao vídeo referente a esse processo junto com os alunos, parando e identificando cada tipo de RNA, as subunidades do ribossomo e as fases da transcrição. Uma leitura compartilhada do material didático também é bem-vinda. E, para finalizar, use e abuse dos exercícios contidos na etapa 5 deste plano. Você pode deixá-los para o final, ou distribuí-los ao longo das etapas, de acordo com o perfil e com a necessidade de cada turma. Bom trabalho!

 

1ª Etapa: Ácidos nucleicos

Como o próprio nome sugere, os ácidos nucleicos são normalmente encontrados no núcleo de células eucariontes. Essa informação é mais válida para o DNA (ácido desoxirribonucleico) do que para o RNA (ácido ribonucleico) que, além do núcleo, também pode ser encontrado no citoplasma das células. Ambos são responsáveis pelo controle das atividades e dos processos de divisão celular, bem como pela transmissão e definição das características únicas de cada indivíduo, que chamamos de hereditariedade.

A vida de todos os seres pluricelulares tem início com uma única célula e, mesmo essa primeira, traz dentro de si um conjunto completo de moléculas de DNA, resultado da união dos gametas masculino e feminino. E, a partir de sucessivas divisões dessa célula inicial, conhecida como zigoto, ocorre a formação e o desenvolvimento de um novo organismo.

2ª Etapa: O código genético

O DNA e o RNA são formados por unidades menores chamadas de nucleotídeos, estes são formados por um fosfato, uma pentose (que é um açúcar) e uma base nitrogenada, como observado na imagem abaixo:

(crédito: reprodução/ Só Biologia)

Os nucleotídeos formam sequências determinadas, obedecendo às regras de pareamento das bases nitrogenadas. As bases encontradas na cadeia dupla do DNA são: Adenina, Timina, Citosina e Guanina. As da cadeia simples do RNA, por sua vez, são: Adenina, Uracila, Citosina e Guanina. As bases são representadas em cada molécula por sua inicial maiúscula: A, T, G, C e U. A ligação entre essas bases não ocorre de forma aleatória e, no DNA, obedece a seguinte regra: G liga-se apenas com C (e vice-versa), A liga-se apenas com T (e vice-versa).

(crédito: reprodução/ Mundo da Radiologia)

No RNA, a T é substituída pela U. As demais ligações são iguais às do DNA.

(crédito: reprodução/ Brasil Escola)

3ª Etapa: Duplicação, transcrição e tipos de RNA

Para que uma célula se divida e produza novas células, é necessário que antes ocorra o processo de duplicação do DNA. Ele se inicia pela separação das fitas de DNA, seguida pela quebra das pontes de hidrogênio que as une, de forma que uma fita serve de molde para que nucleotídeos livres do citoplasma complementem a fita molde, seguindo as regras de pareamento. Quando as duas fitas tiverem sido completadas, teremos duas moléculas idênticas entre si.

(crédito: reprodução/ Só Biologia)

A molécula de DNA possui todas as informações genéticas dos indivíduos e, para que a síntese de uma determinada proteína ocorra, é necessário que antes sejam formadas moléculas de RNA. Esse processo é chamado de transcrição, e ocorre a partir dos nucleotídeos de uma região específica do DNA.

(crédito: reprodução/ Só Biologia)

Existem três tipos de RNA, cada um com uma função específica, e todos sintetizados no núcleo a partir da molécula do DNA. São eles:
RNA m (mensageiro): transferir a informação contida no DNA até o local onde as proteínas são sintetizadas.
RNA t (transportador): transportar os aminoácidos até o local da síntese de proteínas; e
RNA r (ribossômico): forma os ribossomos, que têm a função de sintetizar as proteínas.

(crédito: reprodução/ Essas e outras)

4ª Etapa: A síntese de proteínas (tradução)

Como você pode perceber, a síntese de proteínas envolve os três RNA. Mas, afinal, o que é a síntese proteica? Ela é um processo fundamental para a manutenção e para o crescimento celular, e ocorre em três etapas: iniciação, alongamento e término.

a) Iniciação: ocorre quando o ribossomo se associa ao RNAt e juntos buscam o códon de iniciação AUG, dando início processo de tradução.

b) Alongamento: o RNAt, que apresenta o anticódon correspondente ao códon seguinte do RNAm, encaixa-se no ribossomo. Os aminoácidos fazem, então, ligação peptídica entre si, liberando os RNAt. Uma segunda molécula de RNAt traz o aminoácido correspondente ao códon seguinte. Esse processo acontece sucessivamente, formando a molécula de proteína de maneira gradativa. Logo, a sequência de aminoácidos da proteína depende da sequência de códons presentes no RNAm. O alongamento continua até o momento em que o códon apresentado ao ribossomo pelo RNAm seja um dos três que indicam término: UGA, UAA e UAG.

c) Término: acontece quando as proteínas citoplasmáticas, chamadas fatores de liberação, reconhecem os códons finalizadores, de término do RNAm, cessando a síntese proteica. Assim, o polipeptídio é liberado, bem como as subunidades do ribossomo e o RNAm, ficando livres no citoplasma.

(crédito: reprodução/ Biologia Net)

5ª Etapa: Exercícios

1. Os ácidos nucleicos são polímeros compostos por monômeros. Marque a alternativa que indica adequadamente como eles são chamados.
a) Ácido desoxirribonucleico.
b) Ácido ribonucleico.
c) Nucleotídeos.
d) Bases nitrogenadas.
e) Riboses.

Resposta correta: c

2. A figura abaixo representa um nucleotídeo, o qual é formado por três partes. Quais são os três componentes de um nucleotídeo?

Observe o esquema de um nucleotídeo. (crédito: reprodução)

a) Uma pentose, uma base nitrogenada e um grupo fosfato.
b) Uma ribose, uma base nitrogenada e um grupo cloreto.
c) Uma desoxirribose, uma base nitrogenada e um grupo cloreto.
d) Uma pentose, uma base nitrogenada e uma purina.
e) Uma pentose, uma base nitrogenada e uma pirimidina.

Resposta correta: a

3. As bases nitrogenadas que compõem um nucleotídeo podem ser divididas em pirimidinas e purinas. Quais bases podem ser classificadas como pirimidinas?
a) Citosina, timina e uracila.
b) Citosina, adenina e guanina.
c) Adenina, guanina e timina.
d) Guanina, timina e uracila.
e) Uracila, guanina e timina.

Resposta correta: a

4. O ácido desoxirribonucleico (DNA) e o ácido ribonucleico (RNA) são os dois tipos de ácidos nucleicos existentes. Podemos diferenciar o DNA e o RNA analisando, por exemplo, as bases nitrogenadas que ocorrem nessas moléculas. Qual base nitrogenada não ocorre no DNA?
a) Adenina.
b) Guanina.
c) Timina.
d) Uracila.
e) Citosina.

Resposta correta: d

5. Quanto à estrutura de uma molécula, como podemos diferenciar o DNA do RNA?
a) A molécula de DNA, em geral, é uma tripla hélice, enquanto o RNA é uma cadeia simples.
b) A molécula de DNA, em geral, é uma dupla hélice, enquanto o RNA é uma cadeia simples.
c) A molécula de RNA, em geral, é uma tripla hélice, enquanto o DNA é uma cadeia simples.
d) A molécula de RNA, em geral, é uma dupla hélice, enquanto o DNA é uma cadeia simples.
e) A molécula de RNA, em geral, é uma dupla hélice, enquanto o DNA é uma tripla hélice.

Resposta correta:b

6. Marque a alternativa que indica corretamente o nome do açúcar encontrado na molécula de DNA.
a) Ribose.
b) Ribonucleico.
c) Desoxirribose.
d) Dexarribose.
e) Pentarribose.

Resposta correta: c

7. No DNA, há dois polinucleotídeos, ou cadeias, que são complementares. Se sabemos a sequência de bases de uma das cadeias, é possível identificar a sequência presente na outra cadeia. Qual seria a sequência de bases da cadeia complementar se uma das cadeias do DNA apresentasse a seguinte sequência: AGGTCGC?
a) TCCAGCG.
b) UCCAGCG.
c) CAAGTAT.
d) UAAUTAT.
e) TCCUGCG.

Resposta correta: a

8. No RNA, a adenina pareia com qual base nitrogenada?
a) Uracila.
b) Timina.
c) Guanina.
d) Citosina.
e) Adenina.

Resposta correta: a

9. Segundo o modelo de DNA proposto por James Watson e Francis Crick, a molécula é formada por duas longas cadeias dispostas em forma de dupla hélice. Dada cadeia apresenta uma sequência de nucleotídeos formadas por um grupo fosfato, uma desoxirribose e uma base nitrogenada que pode ser de quatro tipos:
a) Adenina (A), uracila (U), citosina (C) e guanina (G).
b) Adenina (A), uracila (U), fenilalanina (FA) e timina (T).
c) Adenina (A), alanina (Al), citosina (C) e timina (T).
d) Guanina (G), uracila (U), citosina (C) e timina (T).
e) Adenina (A), timina (T), citosina (C) e guanina (G).

Resposta correta: e

10. Analise as afirmativas sobre os ácidos nucleicos DNA e RNA

I. O DNA e o RNA são formados pelo encadeamento de grande número de moléculas menores, os nucleotídeos.
II. No RNA, está presente a pentose ribose e, no DNA, a pentose desoxirribose.
III. As duas cadeias de um RNA mantêm-se unidas por meio de ligações de hidrogênio
IV. Adenina, citosina, timina e guanina ocorrem tanto no DNA quanto no RNA.
V. A transcrição é o processo pelo qual a molécula de RNA é formada a partir da molécula de DNA.

Estão corretas apenas as afirmativas:
a) I, II e V.
b) II, III e IV.
c) I, II e III.
d) III, IV e V.
e) I, III e V.

Resposta correta: a

11. O processo de síntese de proteínas é denominado de tradução e se baseia na união de aminoácidos a fim de se formar uma proteína. Qual tipo de RNA está envolvido no processo?
a) Apenas RNA mensageiro e RNA transportador.
b) Apenas RNA mensageiro e RNA ribossômico.
c) Apenas RNA transportador e RNA ribossômico.
d) RNA mensageiro, transportador e ribossômico.
e) Nenhum tipo de RNA, pois a síntese de proteína ocorre graças a moléculas de DNA.

Resposta correta: d

12. A síntese proteica pode ser dividida em três etapas. A etapa em que ocorre a junção dos aminoácido por ligações peptídicas é chamada de
a) iniciação.
b) finalização.
c) conexão.
d) alongamento.
e) ligação.

Resposta correta: d
13. Na etapa de finalização da síntese proteica, a produção da proteína é interrompida quando se encontra um códon denominado de códon de terminação. Assim que esse códon é encontrado, o fator de liberação atua liberando a cadeia formada. Dentre os códons abaixo, qual não representa um códon de terminação?
a) UAA.
b) UAG.
c) UGA.
d) AUG.

Resposta correta: d

14. Na síntese proteica, observam-se os seguintes eventos:
I. o gene (segmento de DNA) é transcrito em RNA mensageiro;
II. o RNA mensageiro combina-se com um complexo de ribossomo, RNAs transportadores e aminoácidos;
III. a proteína é sintetizada.

Num experimento de laboratório hipotético, realizou-se uma síntese proteica utilizando-se: DNA de um gene humano, RNAs transportadores de ovelha e aminoácidos de coelho. Ao final do experimento, obteve-se uma proteína
a) humana.
b) de ovelha.
c) de coelho.
d) quimérica de homem e ovelha.
e) híbrida de homem e coelho.

Resposta correta: a

15. Assinale a alternativa correta a respeito do processo de síntese proteica.
a) Para sintetizar moléculas de diferentes proteínas é necessário que diferentes ribossomos percorram a mesma fita de RNAm.
b) Se todo o processo de transição for impedido em uma célula, a tradução não será afetada.
c) É a sequência de bases no RNAt que determina a sequência de aminoácidos em uma proteína.
d) Se houver a substituição de uma base nitrogenada no DNA, nem sempre a proteína resultante será diferente.
e) A sequência de aminoácidos determina a função de uma proteína, mas não tem relação com sua forma.

Resposta correta: d

Exercícios 1 a 10 disponíveis em: Brasil Escola
Acesso em: 28 de abril de 2022.

Exercícios 1 a 15 disponíveis em: Mundo Educação
Acesso em: 28 de abril de 2022.

Plano de aula elaborado pela Prof.ª Dr.ª Nathalie Lousan.
Revisão textual: Professora Daniela Leite Nunes.
Coordenação Pedagógica: Prof.ª Dr.ª Aline Monge.

Materiais Relacionados

● Para ver mais sobre ácidos nucleicos:

Toda Matéria – O que são Ácidos nucleicos
Acesso em: 15 de abril de 2022.

Toda Matéria – DNA e RNA
Acesso em: 15 de abril de 2022.

● Para ver mais sobre síntese de proteínas:

Biologia Net
Acesso em: 15 de abril de 2022.

● Sugestão de vídeos:

DNA vs RNA (Updated)
Acesso em: 15 de abril de 2022.

DNA replication (Updated)
Acesso em: 15 de abril de 2022.

Síntese de proteínas (Atualizado)
Acesso em: 15 de abril de 2022.

Do DNA à proteína
Acesso em: 15 de abril de 2022.

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