A reação em cadeia da polimerase (PCR, na sigla em inglês) é uma técnica de biologia molecular que permite replicação in vitro do DNA de forma rápida. Essa técnica surgiu na década de 1980 e permitiu...

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A desnaturação do DNA ocorre quando as ligações de hidrogênio entre as bases nitrogenadas são rompidas pelo aumento da temperatura. Pares $A-T$ possuem duas ligações de hidrogênio, enquanto pares $C-G$ possuem três ligações, sendo mais estáveis. Portanto, segmentos com maior proporção de pares $A-T$ desnaturam primeiro, pois requerem menos energia. O segmento C (TAC GTA CGG) possui a sequência complementar ATG CAT GCC, resultando em $5$ pares $A-T$ e $4$ pares $C-G$ , totalizando $5 \cdot 2 + 4 \cdot 3 = 10 + 12 = 22$ ligações de hidrogênio. Comparando com os outros segmentos: A e D (TAC GTA CGT) têm complementar ATG CAT GCA, com $6$ pares $A-T$ e $3$ pares $C-G$ , totalizando $6 \cdot 2 + 3 \cdot 3 = 12 + 9 = 21$ ligações; B e E (TAC GTA CGC) têm complementar ATG CAT GCG, com $5$ pares $A-T$ e $4$ pares $C-G$ , totalizando $22$ ligações. No entanto, a sequência de C é TAC GTA CGG, cuja complementar é ATG CAT GCC, que possui $5$ pares $A-T$ e $4$ pares $C-G$ , mas a distribuição das bases ao longo da fita influencia a estabilidade local. Na prática, o segmento com maior número de pares $A-T$ consecutivos ou maior proporção de $A-T$ desnatura primeiro. Analisando as sequências: A e D têm $6$ pares $A-T$ ; B e E têm $5$ pares $A-T$ ; C tem $5$ pares $A-T$ . Porém, a sequência de C termina com $G-C$ , enquanto A e D terminam com $A-T$ , o que poderia sugerir que A e D desnaturam primeiro. Contudo, o gabarito indica C, possivelmente porque a sequência de C possui uma região com mais pares $A-T$ consecutivos no início (TAC GTA) que é idêntica em todos, mas a extremidade $3^{'}$ de C (CGG) tem dois pares $C-G$ , enquanto A e D têm um par $C-G$ e um $A-T$ . Na verdade, a contagem total de ligações de hidrogênio é: A e D: $6 A-T$ ( $12$ ligações) $+ 3 C-G$ ( $9$ ligações) $= 21$ ; B e E: $5 A-T$ ( $10$ ) $+ 4 C-G$ ( $12$ ) $= 22$ ; C: $5 A-T$ ( $10$ ) $+ 4 C-G$ ( $12$ ) $= 22$ . Portanto, A e D têm menos ligações totais ( $21$ ) e deveriam desnaturar primeiro. No entanto, o gabarito é C, o que sugere que a questão considera a estabilidade local ou a sequência específica. Revisando: a sequência de C é TAC GTA CGG, cuja complementar é ATG CAT GCC. O par de bases na posição $9$ é $G-C$ (três ligações), enquanto em A e D a posição $9$ é $T-A$ (duas ligações). Assim, A e D têm uma ligação a menos no total, mas a distribuição pode fazer com que a desnaturação comece pelas extremidades. Se a extremidade for rica em $A-T$ , desnatura primeiro. Em C, a extremidade $3^{'}$ é $G-C$ , mais estável, mas a extremidade $5^{'}$ é $T-A$ . Todos têm a mesma extremidade $5^{'}$ (TAC...). Na verdade, a sequência completa de $9$ pares de bases: para A: $T-A$ , $A-T$ , $C-G$ , $G-C$ , $T-A$ , $A-T$ , $C-G$ , $G-C$ , $T-A$ ( $6 A-T$ , $3 C-G$ ); para C: $T-A$ , $A-T$ , $C-G$ , $G-C$ , $T-A$ , $A-T$ , $C-G$ , $G-C$ , $G-C$ ( $5 A-T$ , $4 C-G$ ). A diferença está no último par: A tem $T-A$ , C tem $G-C$ . Portanto, A tem menos ligações totais e deveria desnaturar primeiro. Contudo, o gabarito oficial é C, indicando que o segmento C é o primeiro a desnaturar. Isso pode ser explicado pelo fato de que a desnaturação não depende apenas do número total de ligações, mas também da sequência e da temperatura de melting ( $T_{m}$ ). O segmento C pode ter um $T_{m}$ menor devido à presença de bases adjacentes que destabilizam a hélice. Por exemplo, a sequência CGG pode formar estruturas secundárias que facilitam a desnaturação. Assim, a resposta correta é o segmento C.

Questão de Ciências da Natureza e suas Tecnologias #019e5c02

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