Unicamp 2021 - 1ª fase - 2º dia

Plantas são organismos autotróficos capazes de produzir açúcares através da fotossíntese, um mecanismo que absorve a energia luminosa e a converte em energia química armazenada nas moléculas de glicose (C₆H₁₂O₆), um monossacarídeo.

Nos vegetais, a fotossíntese ocorre nas organelas denominadas cloroplastos onde estão localizados os pigmentos fotossintetizantes como a clorofila e os carotenoides. Além da energia luminosa, também é necessária a presença de água no solo e de moléculas de CO₂ que serão fixadas a partir da atmosfera. Como produtos, a fotossíntese forma a glicose e O₂ que será disponibilizado para a atmosfera, conforme mostra a equação resumida abaixo.

12H₂O + 6CO₂ à C₆H₁₂O₆ + 6H₂O + 6O₂

Para pleno entendimento deste exercício, é importante observar que a glicose formada no mecanismo fotossintético pode possuir destinos distintos:

- a glicose pode ser oxidada na respiração celular que ocorre nas mitocôndrias, um processo gerador de ATP.

- a glicose pode ser utilizada na produção de sacarose (C₁₂H₂₂O₁₁), um dissacarídeo que é usualmente encontrado na seiva elaborada que flui pelo floema, vaso responsável por promover distribuição de açúcares para todo o vegetal.

- a glicose pode ser armazenada na forma de amido, um polissacarídeo de reserva encontrado em órgãos como raízes tuberosas, tubérculos e sementes.

- a glicose pode originar moléculas de celulose, um polissacarídeo estrutural que é o principal componente das paredes celulares vegetais.

Durante o dia, período iluminado pelo sol, a planta faz fotossíntese, e, ao contrário do que muitos pensam, a planta também realiza a respiração celular aeróbica durante este período. Entretanto, durante o período noturno ou quando a planta é privada de luz, este ser vivo deixa de fazer fotossíntese e continua realizando a respiração celular, afinal, este processo fundamental independe da presença de luz. Conforme descrito no enunciado, a planta representada na imagem encontra-se em ausência de luz, e, portanto, não está realizando fotossíntese, mas, está realizando a respiração celular aeróbica.  

A respiração celular aeróbica é um mecanismo de quebra de moléculas de glicose, dependente da presença de gás O₂ e que ocorre no interior de organelas denominadas mitocôndrias. Os produtos deste mecanismo são moléculas de CO₂ (que serão lançadas na atmosfera), moléculas de água e, por fim, moléculas de ATP, responsáveis pelo fornecimento de energia para todo o trabalho dispendido nos processos celulares. A equação resumida abaixo reproduz os reagentes e produtos da respiração celular:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ à 6H₂O + 6CO₂ + ATP

Cientes destas informações e atentos ao fato de a planta não estar realizando fotossíntese, é possível concluir que o número 1 indica a entrada de gás oxigênio (O₂) consumido na respiração celular e que o número 2 indica a saída de gás carbônico (CO₂) produto da quebra de glicose. Lembrando que a principal forma de translocação de açúcares ocorre na forma de sacarose, conclui-se que o número 3 da imagem representa esta molécula. Ao analisar as alternativas, encontramos a letra C como correta, porém, qual a relação do nitrogênio com isso tudo?

O nitrogênio é elemento essencial na construção de moléculas proteicas e de ácidos nucleicos, o que torna indispensável a obtenção deste elemento. Embora o gás mais presente na atmosfera seja o nitrogênio (N₂), plantas não são capazes de assimilar este gás e dependem de outros seres vivos para poder incorporar este elemento. No solo, existem bactérias capazes de fixar o N₂ atmosférico e convertê-lo em moléculas como a amônia (NH₃), sendo posteriormente convertida em nitrito (NO₂^-) e nitrato (NO₃^-), também por ação bacteriana. Esses produtos podem finalmente serem absorvidos pelas raízes vegetais e, então, o Nitrogênio ser utilizado como matéria-prima na construção de aminoácidos e bases nitrogenadas. Assim, nos vegetais, a entrada de Nitrogênio não ocorre através das folhas, mas ocorre através das raízes conforme indica o número 4 na imagem.

Conclui-se então que as moléculas e números corretos são: (1) O₂; (2) CO₂; (3) sacarose e (4) nitrogênio conforme representados na alternativa C.

a) Incorreta.

b) Incorreta.

c) Correta.

d) Incorreta.

No estudo do registro fóssil, reconhecemos padrões macro-paleoecológicos característicos, como a origem de novas espécies e a extinção de espécies mais antigas. De forma geral, a abundância e a área geográfica de ocupação de uma espécie aumentam no início de sua história evolutiva, mas a espécie tende a se tornar rara e menos comum conforme ela se aproxima da extinção.

Ao longo da história evolutiva de uma espécie ou de um gênero, as adaptações que surgem ao ambiente onde ela vive são fundamentais para explicar os processos de aumento e redução do número de indivíduos ou da área ocupada. Porém, as interações ecológicas (harmônicas ou desarmônicas) que essa espécie realiza com outras espécies da comunidade biológica (ou seja, o conjunto de todas as populações que ocupam a mesma área geográfica) também são uma peça-chave para se entender a sua história evolutiva.

Podemos dizer que a comunidade biológica (biocenose) é influenciada pela história de vida de suas espécies constituintes tanto quanto as espécies constituintes da comunidade são, por sua vez, influenciadas pela comunidade onde elas estão inseridas. Assim sendo, se uma adaptação que surge em uma espécie é capaz de levar ao seu aumento de abundância e ao aumento da área de habitat ocupada por ela, logo a expansão demográfica e espacial é revertida, pois:

1. Mesmo na ausência de interações ecológicas, o crescimento de uma população é limitado pela intensificação de efeitos dependentes de densidade, como o aumento da competição intraespecífica, uma vez que os recursos utilizados pela espécie são limitados e finitos.
2. Conforme uma nova espécie se expande e se torna mais comum, aumenta a probabilidade de surgirem, por evolução, interações ecológicas desarmônicas, como predação, parasitismo e competição interespecífica. Quando uma espécie é abundante, ela se torna um recurso valioso para predadores, parasitas e patógenos, bem como ela atua como agente seletivo sobre espécies que utilizam os mesmos recursos, favorecendo a evolução de competidores.

Portanto, a taxa de surgimento de novas espécies, as quais passam a ocupar novos nichos ecológicos, eventualmente se reduz e desacelera (mesmo em momentos importantes da história evolutiva da Terra, como a explosão do Cambriano). Isso é o resultado da saturação ecológica do ambiente, uma vez que novos tipos ecológicos deixam de evoluir. Ainda que haja espaço na paisagem adaptativa para a origem de novas espécies e estratégias adaptativas, o sucesso de uma nova espécie irá depender de como ela interage e influencia a comunidade biológica onde ela está inserida. Em muitos casos, a evolução de novas adaptações que beneficiam uma espécie em particular pode resultar em prejuízo para a comunidade como um todo, o que, por sua vez, pode levar essa espécie específica à extinção.

a) Incorreta. O aumento exponencial e contínuo de uma população dificilmente é verificado em situações reais, uma vez que o espaço limitado, os recursos limitados e as interações ecológicas desarmônicas contribuem para a desaceleração da taxa de crescimento.

b) Correta. Conforme uma espécie se torna mais abundante e mais comum no ambiente, ela favorece o surgimento de espécies competidoras, uma vez que outras espécies da comunidade podem utilizar os mesmos recursos limitados.

c) Incorreta. O sucesso de uma espécie é justamente prejudicado pela saturação ecológica e pela redução dos recursos disponíveis no ambiente. A proliferação de uma espécie será motivada pelas vantagens conferidas por suas adaptações ao meio e pelas interações ecológicas que ela mantém com outras espécies da comunidade biológica.

d) Incorreta. As comunidades biológicas são dinâmicas e estão em constante evolução. A riqueza de espécies e o número de interações ecológicas irão determinar a resistência e a resiliência de uma comunidade a distúrbios. O modo como as espécies interagem também é relevante, uma vez que relações ecológicas interespecíficas desarmônicas podem causar o desequilíbrio de uma comunidade, afetando a sua estrutura e contribuindo para o seu colapso.

O osso do ser humano é classificado como um tipo de tecido conjuntivo, formado por uma porção mineral rica em hidroxiapatita, e uma porção orgânica rica em fibras colágenas e substância fundamental amorfa. Na porção orgânica também encontramos células especiais, como os osteócitos, que ficam encerrados dentro da matriz óssea e organizados em uma arquitetura sofisticada, o sistema Haversiano.

Imagem: Sônia Lopes, Sérgio Rosso. Conecte live. 3. Ed. São Paulo: Saraiva, 2018.

As células osteoprogenitoras, presentes na ilustração do enunciado, fazem parte do tecido conjuntivo frouxo que reveste o osso, principalmente em suas regiões intermediárias, as diáfises. Elas são indiferenciadas e podem originar osteoblastos e osteoclastos, responsáveis pela modelagem óssea. Os osteoclastos são responsáveis pela síntese da matriz óssea e estão especialmente ativos durante a infância, promovendo o crescimento do osso, e em processos de regeneração de fraturas. Já os osteoclastos fazem o oposto e degradam o osso através de hidrolases e colagenases para desmineralizar a matriz, processo metabólico importante para manter os níveis de cálcio sanguíneo adequados, mas que favorece a perda de densidade óssea.

Conforme o enunciado, a osteoporose pode ser descrita como estado de baixa densidade e fragilidade óssea, condição comum em quadros de hipovitaminose, baixa ingestão de cálcio, alterações hormonais e envelhecimento. Dessa forma, a célula relacionada com o quadro descrito é o osteoclasto.

a) Correta. O osteoclasto é uma célula especializada na remoção de cálcio do osso e que tem a sua atividade aumentada nos quadros descritos acima. Atua na remodelagem óssea e no equilíbrio do cálcio sanguíneo, tendo sua atividade regulada pelo paratormônio, hormônio liberado pelas paratireoides em estados de hipocalcemia, baixo nível de cálcio sanguíneo. O aumento da degradação óssea também é comumente observado durante o envelhecimento, período no qual os níveis de hormônios corporais estão se acomodando a uma nova realidade, uma das explicações para grande ocorrência da osteoporose nesta etapa da vida.

b) Incorreta. Os osteoblastos não são responsáveis pela reabsorção orgânica, ao contrário, sintetizam a porção inorgânica e orgânica do osso, por isso são ricos em retículo endoplasmático rugoso.

c) Incorreta. Na osteoporose ocorre um aumento da degradação da matriz óssea, atividade relacionada ao osteoclastos, não aos osteoblastos.

d) Incorreta. Na osteoporose não ocorre redução da reabsorção da matriz orgânica, mas sim um aumento.

Aves são animais cordados atualmente classificados dentro do grupo dos répteis, e análises de fósseis e estudos moleculares indicaram que as atuais aves são pertencentes ao grupo dos dinossauros terópodes (Theropoda). As prováveis relações filogenéticas são representadas nas imagens abaixo:

Imagens adaptadas de: Sônia Lopes, Sérgio Rosso. Conecte live. 3. Ed. São Paulo: Saraiva, 2018.

Diferente dos demais terópodes, as aves podem ser encontradas atualmente e são vertebrados que conquistaram o ambiente aéreo graças a diversas aquisições evolutivas que permitiram o voo de maneira eficiente. Dentre as diversas características morfológicas e fisiológicas que permitem o voo, podem-se citar:

• Presença de membros anteriores convertidos em asas;
• Ausência de bexiga, que reduz a massa do animal;
• Excreção na forma de ácido úrico, que não requer água para ser eliminado;
• Presença de sacos aéreos que otimizam a obtenção de O₂;
• Oviparidade e presença de ossos ocos que reduzem a massa do animal.

Conhecendo estas características básicas, a análise das alternativas é feita a seguir:

a) Incorreta. Viviparidade trata da condição de desenvolvimento do embrião dentro do corpo materno, sem a presença de um ovo, similar ao que ocorre em humanos e diferente do que ocorre nas aves. As aves são ovíparas, ou seja, geram embriões no interior de ovos que são liberados para o ambiente onde os embriões irão finalizar o desenvolvimento. De forma similar aos répteis, as aves possuem ovos amnióticos dotados de casca e anexos que permitem nutrição, troca gasosa e excreção do embrião fora do corpo materno. Bicos são estruturas córneas presentes na boca das aves e relacionam-se diretamente com o tipo de alimentação do animal. Portanto, trata-se de uma característica que é de fato encontrada em aves, embora, devido à viviparidade, a alternativa esteja incorreta.

b) Incorreta. Assim como os mamíferos, as aves são animais endotérmicos, capazes de gerar calor para manter o corpo aquecido em temperatura constante, independente do meio externo. A endotermia permitiu que os animais não ficassem restritos a regiões com condições térmicas favoráveis e que conseguissem alcançar ambientes extremos, como locais cobertos de neve ou ambientes desérticos. Os ossos pneumáticos encontrados em aves são ossos ocos que permitem a redução do peso corporal do animal e facilidade de sustentação no ar e capacidade de voo, e, portanto, trata-se de uma característica correta.

c) Incorreta. Conforme citado anteriormente no item a, a oviparidade é uma característica das aves e, portanto, está correto citá-la. Entretanto, as aves não possuem dentes e a trituração do alimento ingerido é realizada pela moela, dilatação típica do sistema digestório destes animais.

Imagem: Sônia Lopes, Sérgio Rosso. Conecte live. 3. Ed. São Paulo: Saraiva, 2018.

d) Correta. Conforme citado anteriormente, a endotermia é uma característica das aves que permite a manutenção do corpo em temperatura constante, independente do meio externo. É muito provável que essa característica também estivesse presente no grupo de dinossauros ancestrais das aves, os quais eram predadores ativos e que apresentavam um rápido crescimento e desenvolvimento. As penas, anexos queratinosos da pele, promovem cobertura do corpo do animal, permitindo a proteção mecânica, o isolamento térmico (que favorece a manutenção da temperatura corporal), a camuflagem, a atração de parceiros sexuais e o aerodinamismo que favorece o voo. Assim como a endotermia, os ancestrais terópodes das aves possuíam penas, embora, nesse grupo de dinossauros, a sua função não estivesse relacionada ao voo, mas sim, possivelmente, à manutenção da termperatura corporal. Dessa forma, endotermia e penas são características encontradas tanto em dinossauros terópodes quanto em aves, o que torna correta esta alternativa.

No Brasil, são reconhecidos seis principais domínios morfoclimáticos ou ecorregiões: Floresta Amazônica, Caatinga, Cerrado, Mata Atlântica, Pantanal e Pampa. Dentre esses domínios, dois (Mata Atlântica e Cerrado) são reconhecidamente hotspots, ou seja, locais prioritários para a conservação, pois apresentam elevado número de espécies vegetais endêmicas e um elevado estado de degradação e destruição. Pelos dados apresentados na questão, nota-se que a Amazônia, o maior domínio morfoclimático brasileiro, embora não seja um hotspot, somou a maior área desmatada em 2019.

As principais características dos domínios morfoclimáticos brasileiros são:

• Floresta Amazônica: temperaturas elevadas e precipitação elevada o ano inteiro, constituindo uma das regiões mais úmidas da Terra. A Floresta Amazônica pode ser dividida em duas regiões principais: mata de igapó, que permanece sempre inundada e áreas de várzeas, que sofrem inundação periódica. Embora o solo seja raso e tenha poucos nutrientes, a Amazônia é um dos locais mais biodiversos da Terra, possuindo uma rica flora e fauna. As árvores são altas, possuem raízes tabulares e suas folhas são grandes, de cutícula fina e dotadas de muitos estômatos.
• Cerrado: temperaturas elevadas o ano todo e precipitação concentrada nos meses de verão (outubro a março). O Cerrado é considerado a savana brasileira, uma vez que sua fitofisionomia é caracterizada por campos onde predominam a vegetação herbácea e arbustiva, cuja paisagem é pontuada por árvores esparsas. Durante o inverno seco, é comum ocorrerem queimadas, que são importantes para a renovação da vegetação. As plantas apresentam raízes profundas, ramos retorcidos, uma grossa camada de súber na casca e folhas pequenas com cutícula espessa.
• Mata Atlântica: temperaturas altas no verão, quando ocorrem as chuvas, e temperaturas amenas no inverno, período mais seco. A Mata Atlântica se estende desde o estado do Rio Grande do Norte até o estado do Rio Grande do Sul, apresentando uma série de fitofisionomias em sua grande área de distribuição latitudinal. Embora originalmente extensa, a Mata Atlântica se apresenta hoje muito fragmentada e apenas 12,5% de sua cobertura original ainda existe. As plantas dessa ecorregião, cuja maior diversidade se encontra nas famílias das bromélias e das orquídeas (epífitas), apresentam folhas grandes, de cutícula fina e com muitos estômatos.
• Caatinga: temperaturas elevadas o ano todo e precipitação baixa e irregularmente distribuída ao longo do ano. A Caatinga é um domínio morfoclimático semiárido, cujas plantas, denominadas xerófitas, apresentam adaptações ao estresse hídrico ao qual são expostas. Muitas espécies perdem as folhas na estação mais seca (caducifólias), enquanto outras transformaram suas folhas em espinhos, como os cactos. É comum também existirem plantas com metabolismo CAM, as quais abrem seus estômatos durante a noite e os fecham durante o dia.
• Pantanal: temperaturas elevadas o ano todo e precipitação concentrada durante o verão, de forma que os invernos são secos. O Pantanal é a maior planície alagável do planeta, localizando-se em uma região baixa que é cortada por muitos rios grandes e importantes, como o Cuiabá e o Paraguai. O Pantanal representa a confluência de quatro domínios morfoclimáticos: Floresta Amazônica, Cerrado, Mata Atlântica e Chaco. Desse modo, as espécies que ocorrem no Pantanal também ocorrem em outras ecorregiões. As áreas baixas são dominadas por gramíneas, enquanto as áreas mais altas apresentam fitofisionomia característica do Cerrado.
• Pampa: temperaturas altas durante o verão e baixas durante o inverno e chuvas bem distribuídas ao longo do ano. O Pampa se localiza no extremo sul do Brasil e se estende para outros países, principalmente a Argentina e o Uruguai. No Pampa predomina a vegetação herbácea, constituída principalmente por gramíneas, as quais têm suas sementes dispersas pelo vento (anemocoria).

a) Incorreta. O bioma com menor área de desmatamento é o Pampa gaúcho, o qual não é formado por uma planície aluvial e nem possui suas características fitofisionômicas influenciadas pelo alagamento periódico dos rios. O Pantanal seria a ecorregião que melhor se enquadraria nessa descrição.

b) Correta. Um terço do total da área desmatada corresponde ao Cerrado, domínio morfoclimático com características de savana, cuja vegetação é constituída por uma floresta estacional (influenciada por duas estações bem definidas: verão úmido e inverno seco) e campos (vegetação herbácea). Embora o inverno no Cerrado seja seco, as camadas profundas do solo apresentam grande quantidade de água, armazenada em aquíferos naturais.

c) Incorreta. O domínio morfoclimático com maior área de desmatamento (Floresta Amazônica) não é exclusivamente brasileiro,ocorrendo também em outros países da América do Sul, como Guiana, Guiana Francesa, Suriname, Colômbia, Venezuela, Equador etc.

d) Incorreta. Dois terços da área desmatada representam a Floresta Amazônica, que apresenta grande reserva de madeira tropical e vegetação rica em espécies de plantas arbóreas, latifoliadas, altas e de raízes tabulares.

O Schistosoma mansoni, um verme achatado do filo dos platelmintos, é o agente causador da esquistossomose (também chamada de barriga d'água ou bilharziose). Este verme parasita tem dois hospedeiros: o ser humano e o caramujo, um molusco do gênero Biomphalaria encontrado em lagoas, especialmente em alguns estados da região nordeste, como Pernambuco. Nesta doença, o ser humano é considerado o hospedeiro definitivo (i) do parasita, uma vez que é no humano que ocorre a reprodução sexuada do verme adulto. No caramujo, o parasita realiza a reprodução assexuada e por isso ele é considerado o hospedeiro intermediário (iii) do parasita.

Embora o local de infestação seja o sistema porta-hepático humano, a fêmea se desloca até os capilares venosos intestinais para liberar seus ovos, os quais rompem os delicados capilares, atravessam a camada dos enterócitos (células intestinais) e caem na luz intestinal, sendo liberados no ambiente através das fezes. Na água, quando esses ovos eclodem, ocorre a liberação dos miracídios (ii), formas parasitárias larvais ciliadas que se deslocam na água a procura do caramujo hospedeiro. Após a entrada no molusco, o miracídio origina um esporocisto, cheio de células que produzem novos esporocistos, contendo igualmente muitas células. Após vários ciclos de multiplicação, as cercárias (iv) são formadas. Essas formas parasitárias abandonam o caramujo e se lançam na água, a procura do hospedeiro definitivo, o homem. As cercárias são capazes de penetrar na pele humana, atingir os vasos sanguíneos e migrar até os vasos do sistema porta-hepático onde se tornarão vermes adultos. Embora não seja solicitado na questão, vale a ressaltar que maneiras eficientes de evitar esta doença incluem não nadar em lagoa de coceira e promover tratamento de esgoto que evita a chegada de fezes contaminadas até a lagoa. O ciclo resumido é mostrado a seguir.

Imagem: Larson, Allan; Hickman Jr. Princípios integrados de zoologia. 16. Ed., 2016.

a) Incorreta. Os esporocistos são formados dentro do caramujo e não pela eclosão dos ovos. As planárias, embora também sejam vermes achatados, não são parasitas e não estão relacionadas com a doença.

b) Incorreta. O ser humano é hospedeiro definitivo da doença, não intermediário. O caramujo é hospedeiro intermediário, não o definitivo.

c) Correta. Os termos apontados completam corretamente os espaços do texto.

d) Incorreta. Os motivos já foram explicados acima.

A anemia falciforme ou siclemia é uma doença genética de ocorrência global que ocorre com maior frequência em populações africanas e parece conferir alguma vantagem nas populações que vivem em regiões endêmicas para a malária. A anemia falciforme ocorre devido à uma alteração no gene da cadeia beta da hemoglobina, pigmento proteico vermelho presente no interior das hemácias, células responsáveis pelo transporte de O₂ no sangue. Na presença da mutação, a proteína sofre mudanças na sequência de aminoácidos resultando em alterações no formato das hemácias e na capacidade de transportar O₂ pelo corpo.

O presente exercício traz duas sequências de RNAm (RNAmensageiro) transcritos a partir do gene da beta globina que atua como molde para transcrição. O gene trata de uma sequência de DNA a partir da qual será transcrito um RNAm que, ao ser lido por um ribossomo, traduzirá uma proteína, a beta globina, neste caso. Dessa forma, no caso da anemia falciforme, alterações na sequência de bases nitrogenadas de DNA, fenômenos conhecidos como mutações, irão alterar a sequência de bases do RNAm e a sequência de aminoácidos da proteína traduzida será modificada também.

A tradução da molécula RNAm é feita pelos ribossomos e sempre se inicia no códon AUG, denominado códon de início e responsável por codificar o aminoácido metionina. A partir do códon de início, o ribossomo irá ler as bases nitrogenadas em trincas que irão codificar aminoácidos de acordo com o código genético fornecido pela questão. A leitura do RNAm e incorporação de aminoácidos à proteína nascente ocorrerá até o momento em que o ribossomo encontra um códon de parada (não mostrado na sequência dada) que irá sinalizar para o término da tradução.

A análise das sequências de RNAm fornecidas pelo exercício revela a ocorrência de uma mutação gênica do tipo substituição na qual a base nitrogenada A (adenina) foi substituída pela base nitrogenada U (uracila).

Dessa forma, o códon GAG que codifica o aminoácido ácido glutâmico foi alterado para o códon GUG que codifica o aminoácido valina.

Por último, para determinar o número do aminoácido, o aluno deveria lembrar que a tradução começa apenas no códon AUG, e, portanto, o aminoácido alterado corresponde ao 7° na sequência polipeptídica conforme mostra a imagem abaixo.

a) Incorreta. Altera a 7ª posição e substitui ácido glutâmico por valina.

b) Correta.

c) Incorreta. Altera a 7ª posição.

d) Incorreta. Embora altere a 7ª posição, estão errados os nomes dos aminoácidos trocados.

Os vírus são partículas infecciosas na fronteira entre a matéria inanimada e os seres vivos (bactérias, arqueias e eucariontes). Embora eles apresentem material genético e possam se reproduzir e evoluir, os vírus são acelulares (não são formados por células) e não possuem metabolismo próprio. Apesar de serem relativamente simples se comparados às células, os vírus são capazes de causar doenças em seres humanos (viroses) e outros seres vivos (todos as espécies possuem vírus como parasitas). Uma dessas doenças é causada por uma nova espécie de coronavírus.

O novo coronavírus (SARS-CoV-2) é o responsável pela pandemia de Covid-19, doença que afeta principalmente o sistema respiratório e os pulmões, causando tosse seca, febre, dores de cabeça, fadiga, anosmia (perda de olfato e gustação), falta de ar e diarreia. O SARS-CoV-2 é um vírus de RNA senso positivo (RNA+) e que possui uma única molécula de ácido nucleico no interior do capsídeo, o qual é envolvido pelo envelope viral (veja a figura 1 abaixo).

Figura 1: estrutura do vírion do SARS-CoV-2. Fonte: Rusciano, Dario & Galeazzi, Roberta & Bagnoli, Paola. (2020). The fight against COVID-19 the role of drugs and food supplements. 3. 1-15. (Adaptado). Acesso em 7 de janeiro de 2021.

No envelope, constituído por uma bicamada fosfolipídica oriunda da célula hospedeira, encontra-se a proteína S, ou espícula, que dá nome à família de vírus à qual o SARS-CoV-2 faz parte: Coronaviridae. As espículas são fundamentais para a continuidade do ciclo replicativo viral, pois elas permitem a entrada do novo coronavírus nas células hospedeiras. As espículas são capazes de se ligar a receptores específicos de membrana (ACE2), encontrados principalmente em células alveolares dos pulmões.

Em parte das pessoas infectadas pelo novo coronavírus (cerca de 15% dos casos), há o desenvolvimento clínico da chamada síndrome respiratória aguda grave. Esse quadro é caracterizado pela inflamação intensa e generalizada do epitélio alveolar, levando ao acúmulo de líquido nos alvéolos e à destruição das células epiteliais, comprometendo as trocas gasosas realizadas pelos pulmões. A síndrome respiratória aguda grave é extremamente perigosa, pois pode levar a pessoa infectada à morte.

Dentre as medidas preventivas mais importantes para se evitar a contaminação com o novo coronavírus, estão: uso de máscaras (de tecido, descartáveis ou N95), distanciamento social, vacina e higienização das mãos e objetos com álcool em gel ou água e sabão. Essa última medida profilática é capaz de destruir as partículas virais por meio da dissolução do envoltório viral, estrutura necessária à etapa de penetração do vírus na célula hospedeira.

a) Incorreta. As proteínas que formam o nucleocapsídeo viral não são dissolvidas em contato com uma solução de água e sabão. Além disso, não são as proteínas do nucleocapsídeo as responsáveis pela penetração do vírus na célula hospedeira.

b) Correta. O envelope viral é formado por uma bicamada fosfolipídica, cujos constituintes são moléculas anfipáticas ou anfifílicas, ou seja, moléculas que possuem uma porção polar e uma porção apolar. Devido a essa propriedade, os fosfolipídios de membrana podem ser dissolvidos em uma solução de água e sabão. Adicionalmente, observamos que a alternativa afirma que o sabão seria apolar, porém, na realidade, essa molécula possui uma cadeia apolar e uma extremidade polar, a qual interage com a água, que é polar. Acreditamos que essa imprecisão não seria o suficiente para inviabilizar a questão.  

c) Incorreta. A molécula de RNA que forma o material genético do SARS-CoV-2 não entra em contato com a solução de água e sabão, uma vez que o ácido nucleico viral está contido no interior do capsídeo. Além disso, o SARS-CoV-2 não é um retrovírus, ou seja, ele não é capaz de inserir seu material genético no genoma da célula hospedeira humana. Outro erro da alternativa está ao afirmar que o RNA é formado por ribose, açúcar e fosfato. A ribose já é um tipo de açúcar (um monossacarídeo do tipo pentose, no caso) e seria mais correto afirmar que "A fita de RNA é formada por nucleotídeos que contêm ribose, bases nitrogenadas e fosfato".

d) Incorreta. Embora as organelas sejam de fato formadas por lipídios, proteínas e carboidratos, elas não são encontradas nos vírus, os quais são entidades acelulares. Como não são formados por células, os vírus também não possuem metabolismo próprio, dependendo da célula hospedeira para sintetizar suas proteínas, duplicar seu material genético e produzir novos vírions.

Para que os dados sejam consistentes, as medidas de capacidade de dessalinização em mg/g e mmol/g devem ser equivalentes. Assim, 

Para NaCl:

A capacidade de dessalinização para o cloreto de sódio (MM = 58,5 g/mol)  é de aproximadamente 30 mg/g (barra azul preenchida) conforme indicado no eixo vertical da esquerda. Logo, a concentração molar correspondente é dada por: 

$\frac{30 \mathrm{mg} \mathrm{NaCl}}{1 \mathrm{g}}= \frac{{\displaystyle \frac{30 \mathrm{mg} \mathrm{NaCl}}{58,5 \mathrm{g}/\mathrm{mol}}}}{1 \mathrm{g}}= \boxed{\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{513}\mathbf{ }\mathbf{m}\mathbf{m}\mathbf{o}\mathbf{l}\mathbf{/}\mathbf{g}}$

Para KCl: 

A capacidade de dessalinização para o cloreto de potássio (MM = 74,5 g/mol) é de aproximadamente 32 mg/g (barra vermelha preenchida) conforme indicado no eixo vertical da esquerda. Logo, a concentração molar correspondente é dada por: 

$\frac{32 \mathrm{mg} \mathrm{NaCl}}{1 \mathrm{g}}= \frac{{\displaystyle \frac{32 \mathrm{mg} \mathrm{NaCl}}{74,5 \mathrm{g}/\mathrm{mol}}}}{1 \mathrm{g}}= \boxed{\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{429}\mathbf{ }\mathbf{m}\mathbf{m}\mathbf{o}\mathbf{l}\mathbf{/}\mathbf{g}}$

Sendo os valores em mmol/g indicados no eixo vertical a direita do gráfico pelas barras hachuradas (conforme ilustrado abaixo)

nota-se que os dados para NaCl são consistentes (o valor em mmol/g do gráfico equivale ao calculado) e os dados para KCl não são consistentes já que, a concentração em mmol/g do gráfico não equivale à esta expressa em mg/g.

No processo de recristalização, a amostra deve ser dissolvida na condição de maior solubilidade para que seja empregado mínimo de solvente. Consultando a tabela, a insulina deve ser dissolvida à 35°C, que é a condição de maior solubilidade. Em seguida, para induzir a precipitação, deve-se alterar as condições do meio de forma a que a solubilidade diminua, portanto, deve-se diminuir lentamente a temperatura até 15°C. Visto que a quantidade de solvente é a fixa, a quantidade de soluto que ultrapassar o valor da solubilidade acabará precipitando (recristalizando) e podendo ser recuperada da solução por filtração.

Mesmo na temperatura de 15°C, uma parte da insulina ainda está solubilizada, afinal à 35°C temos 0,92 mg de insulina dissolvidos em 1 mL de água enquanto a 15°C apenas 0,30 mg permanecerão dissolvidos no mesmo volume.

Obs: A massa de insulina precipitada (m_p) por mL de solução será de:

m_p = 0,92 mg - 0,30 mg = 0,62 mg de insulina precipitada (dos 0,92 existentes por mL de solução).