Ejercicio resuelto de Transcripción · Biología · 2025

SEGUNDA PREGUNTA (2,5 puntos)
GENETICA MOLECULAR
Responde a una de las dos opciones (2A o 2B, nunca a las dos)
Opción 2A (2,5 puntos)
A la vista de la imagen conteste a las siguientes cuestiones:



a) (0,5 puntos) Indique razonadamente de qué proceso se trata.
b) (0,5 puntos) ¿En qué lugar de la célula se produce?
c) (0,5 puntos) ¿Cómo afectaría a este proceso una elevación brusca de la temperatura por encima de los 80 ºC?
d) (0,5 puntos) Explique la composición y estructura de la molécula resultante.
e) (0,5 puntos) ¿Cuáles son las posibles funciones de la molécula formada?

$\textbf{a) (0,5 puntos) Indique razonadamente de qué proceso se trata.}$

Tres detalles de la imagen bastan para identificarlo. Primero, la doble hélice de ADN aparece abierta solo en un tramo, formando una burbuja, mientras a los lados sigue cerrada. Segundo, dentro de la burbuja hay una tercera cadena que se está sintetizando apareada con una de las hebras del ADN. Y tercero, esa cadena nueva contiene uracilo donde el molde presenta adenina, en lugar de timina, y crece desde un extremo $5'$ hacia el $3'$.

Una cadena de una sola hebra, con uracilo y complementaria de la hebra molde del ADN, solo puede ser ARN. El proceso representado es, por tanto, la transcripción.

Se comprueba además la complementariedad sobre la hebra molde, que se lee en sentido $3' \rightarrow 5'$:

$\begin{array}{c|cccccccc} \text{Molde} & \mathrm{T} & \mathrm{A} & \mathrm{C} & \mathrm{A} & \mathrm{A} & \mathrm{G} & \mathrm{T} & \mathrm{A} \\ \hline \text{ARN} & \mathrm{A} & \mathrm{U} & \mathrm{G} & \mathrm{U} & \mathrm{U} & \mathrm{C} & \mathrm{A} & \mathrm{U} \end{array}$

Nótese que la otra hebra del ADN, la codificante, tiene la misma secuencia que el ARN salvo por la timina, lo que confirma la lectura.

$\textbf{b) (0,5 puntos) ¿En qué lugar de la célula se produce?}$

En las células eucariotas la transcripción tiene lugar en el núcleo, donde reside el ADN, y el transcrito debe madurar allí antes de salir al citoplasma por los poros nucleares. También se transcribe ADN, de forma independiente, dentro de las mitocondrias y de los cloroplastos, que tienen su propio genoma.

En las células procariotas, que carecen de envoltura nuclear, ocurre directamente en el citoplasma, sobre el nucleoide, lo que permite que la traducción empiece antes de que la transcripción haya terminado.

$\textbf{c) (0,5 puntos) ¿Cómo afectaría a este proceso una elevación brusca de la temperatura por encima de los 80 } \boldsymbol{^{\circ}\text{C}}\textbf{?}$

El proceso se detendría, por dos motivos que actúan a la vez.

Por un lado, la ARN polimerasa es una proteína, y a esa temperatura se desnaturaliza: pierde su estructura terciaria y con ella su centro activo, de modo que deja de ser capaz de catalizar la formación de enlaces fosfodiéster. La desnaturalización por calor de una enzima es además irreversible en la práctica.

Por otro, los puentes de hidrógeno que mantienen unidas las bases son enlaces débiles y se rompen con el calor. Por encima de los $80\,^{\circ}\text{C}$ el ADN se desnaturaliza y sus dos hebras se separan por completo, y también se deshace el híbrido ADN-ARN de la burbuja, con lo que el transcrito naciente se suelta del molde.

Sin enzima funcional y sin molde bicatenario ordenado, la transcripción cesa. La única excepción son los organismos termófilos, cuyas enzimas están adaptadas a resistir esas temperaturas.

$\textbf{d) (0,5 puntos) Explique la composición y estructura de la molécula resultante.}$

La molécula resultante es un ARN mensajero. Está formada por ribonucleótidos, y cada uno de ellos consta de tres piezas: una base nitrogenada, que puede ser adenina, guanina, citosina o uracilo; una pentosa, que es la ribosa; y un grupo fosfato.

Los ribonucleótidos se encadenan mediante enlaces fosfodiéster entre el carbono $3'$ de uno y el carbono $5'$ del siguiente, lo que da a la molécula una estructura primaria lineal con polaridad $5' \rightarrow 3'$.

A diferencia del ADN, el ARN es monocatenario: no tiene una hebra complementaria enfrentada, aunque puede plegarse sobre sí mismo y formar apareamientos internos allí donde encuentra secuencias complementarias. En los eucariotas, además, el ARN mensajero se completa durante la maduración con una caperuza de metil-guanosina en su extremo $5'$ y una cola de poli-A en el $3'$.

Las dos diferencias químicas con el ADN son, en resumen, que lleva ribosa en lugar de desoxirribosa y uracilo en lugar de timina.

$\textbf{e) (0,5 puntos) ¿Cuáles son las posibles funciones de la molécula formada?}$

La función propia del ARN mensajero es transportar la información genética desde el ADN del núcleo hasta los ribosomas del citoplasma y servir allí de molde para la síntesis de proteínas: su secuencia de bases, leída de tres en tres, determina según el código genético el orden de los aminoácidos de la cadena polipeptídica.

Conviene recordar que la transcripción no produce solo ARN mensajero. De ella salen también el ARN de transferencia, que transporta los aminoácidos hasta el ribosoma y reconoce cada codón por su anticodón; el ARN ribosómico, que forma parte de la estructura del propio ribosoma y tiene además actividad catalítica; y los ARN nucleares pequeños, que intervienen en la maduración del transcrito primario.