Exercícios: A regulação génica e os genomas

Todas as células do seu corpo possuem o mesmo DNA; contudo, um neurônio e uma célula muscular são muito diferentes. Explique a que se deve essa diferença, fazendo referência à expressão gênica.

O que é um gene constitutivo e o que é um gene regulável? Dê um exemplo de cada tipo e explique por que motivo é vantajoso para a célula regular alguns de seus genes.

Cite duas diferenças gerais entre o genoma de uma célula procariótica e o de uma célula eucariótica (localização, forma do DNA, presença de íntrons).

O que é um óperon? Indique em que tipo de organismos ele se encontra e cite os componentes básicos de um óperon induzível, como o óperon lac.

Defina íntron e éxon, e indique o que acontece com cada um deles durante o processamento do RNAm nas células eucarióticas.

O que é um fator de transcrição? Explique brevemente o papel que ele desempenha na regulação da expressão gênica e a quais regiões do DNA ele se liga.

O que significa um gene estar silenciado em uma célula? Explique uma forma pela qual a célula pode impedir que um determinado gene chegue a ser transcrito.

O genoma humano contém cerca de $20000$ genes codificantes de proteínas, mas esses ocupam apenas uma pequena parte do DNA total. Indique que outros tipos de sequências o genoma contém e que funções são atribuídas a algumas das regiões não codificantes.

O esquema representa o óperon lac de Escherichia coli em duas situações (A e B). Indique em qual delas há lactose no meio, identifique os elementos assinalados (P, O, Z-Y-A e ?) e explique o que acontece com a expressão dos genes estruturais em cada situação.

O que é um promotor e que papel desempenha na regulação da transcrição? Explique o que pode acontecer se uma mutação inutilizar o promotor de um gene.

Nas células eucarióticas, o DNA se encontra empacotado associado a histonas, formando a cromatina. Explique como o grau de compactação da cromatina influencia a expressão dos genes.

Uma linhagem de E. coli cresce em um meio com glicose e sem lactose. Explique qual será o estado do operon lac nessas condições e descreva o que acontecerá com a expressão dos seus genes estruturais quando a glicose se esgotar e for adicionada lactose ao meio.

Compare a regulação da expressão gênica em procariontes e em eucariontes (número de níveis de controle, velocidade de resposta ao meio, organização dos genes) e justifique por que existem, nas células eucarióticas, mais pontos potenciais de regulação.

Apenas cerca de $1,5\ \%$ do genoma humano corresponde a sequências codificantes de proteínas. Calcule a quantos pares de bases equivale essa porcentagem em um genoma de $3 \cdot 10^9$ pares de bases e explique o que se sabe atualmente sobre o restante do genoma (sequências reguladoras, íntrons, elementos transponíveis, repetições).