Ejercicio resuelto de Replicación · Biología · 2022

En relación con la replicación del ADN:
A) ¿Qué diferencias existen entre la replicación en organismos procariotas y en organismos eucariotas (0,5 puntos).
B) ¿Qué significa que la replicación del ADN es semiconservativa? (0,25 puntos)
C) ¿Qué significa que la replicación del ADN es bidireccional? (0,25 puntos)

$\mathbf{\text{A)}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{diferencias}}\mathbf{\text{existen}}\mathbf{\text{entre}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{replicaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{organismos}}\mathbf{\text{procariotas}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{organismos}}\mathbf{\text{eucariotas}}\mathbf{\text{(0,5}}\mathbf{\text{puntos).}}$

El mecanismo es esencialmente el mismo, semiconservativo, bidireccional y semidiscontinuo, pero difiere en la escala y en la organización:

$\text{Caracter}\acute{\text{ı}}\text{stica}$	$\text{Procariotas}$	$\text{Eucariotas}$
Molde	Un cromosoma circular	Varios cromosomas lineales
Orígenes de replicación	Uno solo por cromosoma	Muchos por cromosoma
Unidades de replicación	Una: todo el cromosoma	Miles de replicones que se fusionan
Enzimas	Tres ADN polimerasas (I, II y III)	Cinco tipos ($\alpha ,\beta ,\gamma ,\delta ,\epsilon$)
Velocidad	Muy alta, unos 1000 nucleótidos por segundo	Menor, unos 50 nucleótidos por segundo
Cromatina	Sin histonas	Hay que desmontar y rehacer los nucleosomas
Extremos	No hay: el cromosoma es circular	Telómeros, que se acortan y requieren telomerasa

La diferencia de fondo es que el eucariota tiene mucho más ADN y una polimerasa más lenta, y lo compensa abriendo simultáneamente miles de orígenes de replicación; las burbujas resultantes crecen hasta encontrarse y fusionarse. Además, al ser sus cromosomas lineales, aparece un problema que el procariota no tiene: la polimerasa no puede completar el extremo $5^{\mathrm{\prime }}$ de la hebra retardada, de modo que los telómeros se acortan en cada replicación y solo la telomerasa, activa en células germinales y madre, puede restituirlos.

$\mathbf{\text{B)}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{significa}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{replicaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{ADN}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{semiconservativa?}}\mathbf{\text{(0,25}}\mathbf{\text{puntos)}}$

Significa que cada una de las dos moléculas de ADN obtenidas conserva una hebra de la molécula original y lleva una hebra de nueva síntesis. Las dos hebras parentales se separan y cada una sirve de molde para construir su complementaria, de modo que la información original se conserva íntegra en las dos moléculas hijas. Este mecanismo fue demostrado experimentalmente por Meselson y Stahl marcando el ADN con nitrógeno pesado.

$\mathbf{\text{C)}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{significa}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{replicaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{ADN}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{bidireccional?}}\mathbf{\text{(0,25}}\mathbf{\text{puntos)}}$

Significa que, a partir de cada origen de replicación, la síntesis avanza en los dos sentidos a la vez. En el punto de partida la doble hélice se abre formando una burbuja de replicación con dos horquillas, una en cada extremo, y ambas se desplazan en direcciones opuestas conforme el ADN se va copiando.

La ventaja es que se duplica la velocidad del proceso, ya que en el mismo tiempo se copia el doble de ADN. En una bacteria las dos horquillas recorren el cromosoma circular en sentidos contrarios hasta encontrarse en el punto diametralmente opuesto al origen.