Ejercicio resuelto de Biología · 2025

PREGUNTA 3. LA CÉLULA. GENÉTICA MOLECULAR. (2,5 puntos).

3.1. Tenemos dos moléculas de ADN (I y II) de doble cadena y de la misma longitud. Sometemos a ambas a altas temperaturas y observamos que el ADN I se desnaturaliza antes que el ADN II. ¿Cuál de las dos moléculas de ADN tendrá mayor cantidad de guanina? Razone la respuesta. (1 punto).

3.2. Responda uno de los dos apartados siguientes. (1,5 puntos).

3.2.1.



A) ¿Qué proceso está representado en la figura? Explique las diferencias más destacables de este proceso entre las células procariotas y las eucariotas.
B) Identifique las moléculas 1, 2 y 3. ¿Qué partes del proceso están indicadas con las letras A, B y C?

3.2.2.



A) Identifique las estructuras marcadas con números en la figura.
B) Si destruimos mediante un compuesto tóxico la estructura nº 3, la célula sobrevive unas horas, pero acaba por morir. Indique la relación que hay entre este retraso y la función de esa estructura.

$\mathbf{\text{3.1.}}\mathbf{\text{Tenemos}}\mathbf{\text{dos}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ADN}}\mathbf{\text{(I}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{II)}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{doble}}\mathbf{\text{cadena}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{misma}}\mathbf{\text{longitud.}}\mathbf{\text{Sometemos}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{ambas}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{altas}}\mathbf{\text{temperaturas}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{observamos}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{ADN}}\mathbf{\text{I}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{desnaturaliza}}\mathbf{\text{antes}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{ADN}}\mathbf{\text{II.}}\mathbf{\text{¿Cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{dos}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ADN}}\mathbf{\text{tendr}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{mayor}}\mathbf{\text{cantidad}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{guanina?}}\mathbf{\text{Razone}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{respuesta.}}\mathbf{\text{(1}}\mathbf{\text{punto)}}$

Tendrá mayor cantidad de guanina el ADN II, el que resiste más temperatura antes de desnaturalizarse.

La desnaturalización térmica del ADN consiste en la separación de las dos hebras, y lo que las mantiene unidas son los puentes de hidrógeno entre las bases complementarias de una y otra. Ahora bien, esos puentes no son iguales en los dos tipos de pareja: la adenina y la timina se unen por dos puentes de hidrógeno, mientras que la guanina y la citosina se unen por tres.

Por tanto, cuanto mayor sea la proporción de pares guanina-citosina, más puentes de hidrógeno habrá que romper en una molécula de la misma longitud y mayor será la temperatura necesaria para separar las hebras.

Como el ADN I se desnaturaliza antes, es el que menos pares guanina-citosina tiene; y como las dos moléculas miden lo mismo, es el ADN II el que posee mayor cantidad de guanina, y con ella de citosina.

$\mathbf{\text{3.2.1.}}\mathbf{\text{A)}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{proceso}}\mathbf{\text{est}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{representado}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{figura?}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{diferencias}}\mathbf{\text{m}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{s}}\mathbf{\text{destacables}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{este}}\mathbf{\text{proceso}}\mathbf{\text{entre}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{lulas}}\mathbf{\text{procariotas}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{eucariotas.}}$

La figura representa la expresión génica en una célula eucariota, es decir, el paso de la información desde el gen hasta la proteína a través de tres etapas: transcripción, maduración del ARN y traducción.

Entre procariotas y eucariotas hay cuatro diferencias destacables.

La primera es la compartimentación. En eucariotas la transcripción ocurre en el núcleo y la traducción en el citosol, separadas por la envoltura nuclear; en procariotas no hay núcleo, de manera que ambos procesos suceden en el citoplasma y están acoplados: los ribosomas empiezan a traducir el ARN mensajero cuando la ARN polimerasa todavía lo está sintetizando.

La segunda es la maduración. Los genes eucariotas tienen intrones, de modo que el transcrito primario debe madurar: se le añade la caperuza en el extremo 5' y la cola de poli-A en el 3', y se eliminan los intrones empalmando los exones. Los genes procariotas carecen de intrones y su ARN mensajero es funcional tal como se transcribe, sin maduración.

La tercera es el número de genes por molécula de ARN mensajero. En procariotas el ARN mensajero suele ser policistrónico, porque un mismo transcrito recoge todos los genes de un operón; en eucariotas es monocistrónico, un transcrito por gen.

La cuarta es la enzima. Los procariotas tienen una única ARN polimerasa para todos sus ARN, mientras que los eucariotas tienen tres, cada una encargada de un tipo distinto de ARN.

$\mathbf{\text{3.2.1.}}\mathbf{\text{B)}}\mathbf{\text{Identifique}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{1,}}\mathbf{\text{2}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{3.}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{partes}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{proceso}}\mathbf{\text{est}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{indicadas}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{letras}}\mathbf{\text{A,}}\mathbf{\text{B}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{C?}}$

La molécula 1 es el ADN, concretamente el gen, con su promotor a la izquierda y su secuencia codificante alternando exones e intrones.

La molécula 2 es el ARN mensajero maduro: ya solo contiene exones, y conserva la caperuza en el extremo 5' y la cola de poli-A en el 3'.

La molécula 3 es la proteína, la cadena polipeptídica ya plegada.

La letra A indica la transcripción: la síntesis, a partir de la hebra molde del ADN, del transcrito primario o pre-ARN mensajero, que todavía conserva los intrones.

La letra B indica la maduración o procesamiento del ARN, y en particular el corte y empalme, en el que se eliminan los intrones y se unen entre sí los exones.

La letra C indica la traducción: la lectura del ARN mensajero maduro en los ribosomas, codón a codón, para ensamblar la cadena de aminoácidos.

$\mathbf{\text{3.2.2.}}\mathbf{\text{A)}}\mathbf{\text{Identifique}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{estructuras}}\mathbf{\text{marcadas}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{n}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{meros}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{figura.}}$

La figura es un núcleo interfásico.

$\text{N}\acute{\text{u}}\text{mero}$	$\text{Estructura}$ 1	Poro nuclear 2	Cromatina 3	Nucléolo 4	Nucleoplasma o jugo nuclear 5	Envoltura nuclear

La envoltura nuclear está formada por dos membranas, y los poros son las interrupciones por las que se comunican el núcleo y el citoplasma: por ellos salen los ARN y las subunidades ribosómicas y entran las proteínas nucleares.

$\mathbf{\text{3.2.2.}}\mathbf{\text{B)}}\mathbf{\text{Si}}\mathbf{\text{destruimos}}\mathbf{\text{mediante}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{compuesto}}\mathbf{\text{t}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{xico}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{estructura}}\mathbf{\text{nº}}\mathbf{\text{3,}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{lula}}\mathbf{\text{sobrevive}}\mathbf{\text{unas}}\mathbf{\text{horas,}}\mathbf{\text{pero}}\mathbf{\text{acaba}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{morir.}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{relaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{hay}}\mathbf{\text{entre}}\mathbf{\text{este}}\mathbf{\text{retraso}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{funci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{esa}}\mathbf{\text{estructura.}}$

La estructura número 3 es el nucléolo, y su función es fabricar ribosomas: en él se transcribe el ARN ribosómico y se ensambla con las proteínas ribosómicas para formar las subunidades, que después salen al citoplasma por los poros nucleares.

El retraso se explica porque destruir el nucléolo no destruye los ribosomas que la célula ya tiene. Lo que se interrumpe es la producción de ribosomas nuevos, no la traducción. Durante unas horas la célula sigue sintetizando proteínas con los ribosomas de que dispone y su metabolismo se mantiene.

Ahora bien, los ribosomas se van degradando y no se reponen, de modo que su número disminuye sin remedio. Cuando queda muy poca dotación, la síntesis de proteínas cae por debajo de lo que la célula necesita para renovar sus enzimas y sus proteínas estructurales, el metabolismo se detiene y la célula muere.

En otras palabras, el efecto del tóxico es indirecto y diferido: mata a la célula por agotamiento de la maquinaria de traducción, y el tiempo que tarda en hacerlo es justamente el que duran los ribosomas ya fabricados.