Ejercicio resuelto de Biomoléculas · Biología · 2025

PREGUNTA 1 (2,5 puntos).

Hasta el trabajo de Erwin Chargaff, se creía que el ADN estaba compuesto por cantidades iguales de las cuatro bases nitrogenadas. Sin embargo, Chargaff estudió con detalle la composición de bases del ADN bicatenario en distintas especies llegando a la conclusión de que la proporción de bases púricas es aproximadamente igual a la proporción de bases pirimidínicas.

Teniendo en cuenta los datos de la siguiente tabla, responda a las preguntas:

Composición de bases nitrogenadas en el ADN de diferentes organismos

$$	$\text{Adenina (\%)}$	$\text{Guanina (\%)}$	$\text{Timina (\%)}$	$\text{Citosina (\%)}$
Saccharomyces sp.	30,3	19,7	30,3	19,7
Escherichia coli	26,0	24,0	26,0	24,0
Bacteriófago ΦX174	24,3	20,5	32,5	22,7

a) La regla de Chargaff citada en el texto, ¿se cumple en todos los ejemplos de la tabla? Justifique su respuesta (1 punto).
b) Entre los diferentes ejemplos de composición del ADN mostrados en la tabla, ¿cuál tendrá una mayor temperatura de fusión? Razone su respuesta (0,5 puntos).
c) El metabolismo de los ácidos nucleicos comprende los procesos de replicación, transcripción y traducción. ¿Cuál es la enzima principal que lleva a cabo el proceso de replicación? ¿Y el de transcripción? Cite una semejanza y una diferencia entre ambas enzimas (1 punto).

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{La}}\mathbf{\text{regla}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{Chargaff}}\mathbf{\text{citada}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{texto,}}\mathbf{\text{¿se}}\mathbf{\text{cumple}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{todos}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{ejemplos}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{tabla?}}\mathbf{\text{Justifique}}\mathbf{\text{su}}\mathbf{\text{respuesta}}\mathbf{\text{(1}}\mathbf{\text{punto).}}$

La regla de Chargaff establece que, en el ADN de doble cadena, la cantidad de adenina (A) es aproximadamente igual a la de timina (T), y la de guanina (G) es igual a la de citosina (C), debido al apareamiento complementario de bases.

En los organismos Saccharomyces sp. y Escherichia coli, se observa que A ≈ T y G ≈ C, por tanto, la regla se cumple en ambos casos. Sin embargo, en el bacteriófago ΦX174, las cantidades de A y T, así como de G y C, no son equivalentes, lo que indica que su ADN no es bicatenario.

Por tanto, la regla de Chargaff no se cumple en todos los ejemplos de la tabla, ya que ΦX174 posee ADN monocatenario, donde no existe complementariedad entre bases.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Entre}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{diferentes}}\mathbf{\text{ejemplos}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{composici}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{ADN}}\mathbf{\text{mostrados}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{tabla,}}\mathbf{\text{¿cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{tendr}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{mayor}}\mathbf{\text{temperatura}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{fusi}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n?}}\mathbf{\text{Razone}}\mathbf{\text{su}}\mathbf{\text{respuesta}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos).}}$

La temperatura de fusión (Tm) del ADN depende de la proporción de pares de bases G≡C, ya que estos se unen mediante tres puentes de hidrógeno, mientras que los pares A=T lo hacen mediante dos.

Una mayor proporción de G y C confiere mayor estabilidad térmica a la doble hélice ya que se requiere mayor energía para separar las dos hebras del ADN.

Según los datos de la tabla, Escherichia coli presenta el mayor contenido de guanina y citosina (24 % + 24 % = 48 %), superior al de Saccharomyces sp., por lo que su ADN requerirá una temperatura más alta para desnaturalizarse.

En cambio, el ADN del bacteriófago ΦX174 es monocatenario, no presenta apareamiento de bases y, por tanto, carece de una Tm definida.

En conclusión, el ADN con mayor temperatura de fusión es el de E. coli.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{El}}\mathbf{\text{metabolismo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{los}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{cidos}}\mathbf{\text{nucleicos}}\mathbf{\text{comprende}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{procesos}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{replicaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n,}}\mathbf{\text{transcripci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{traducci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n.}}\mathbf{\text{¿Cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{enzima}}\mathbf{\text{principal}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{lleva}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{cabo}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{proceso}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{replicaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n?}}\mathbf{\text{¿Y}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{transcripci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n?}}\mathbf{\text{Cite}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{semejanza}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{diferencia}}\mathbf{\text{entre}}\mathbf{\text{ambas}}\mathbf{\text{enzimas}}\mathbf{\text{(1}}\mathbf{\text{punto).}}$

En la replicación del ADN, la enzima principal es la ADN polimerasa, mientras que en la transcripción, la enzima clave es la ARN polimerasa.

Como semejanza, ambas enzimas son polimerasas que sintetizan cadenas en dirección 5'→3' utilizando una hebra molde.

Como diferencia fundamental, la ADN polimerasa necesita un cebador para comenzar la síntesis, mientras que la ARN polimerasa no necesita cebador.