Ejercicio resuelto de Biología · 2024

Las bases moleculares de la genética y el código genético.

a) Describa las dos moléculas principales de la genética de los organismos vivos.

b) Diga cómo se llaman los procesos en los que se pasa de ADN a ARN, y de ARN a proteínas. ¿Qué orgánulos y/o estructuras celulares están implicados en estos procesos?

c) Defina el código genético y mencione sus características principales.

$\mathbf{\text{2.}}\mathbf{\text{Las}}\mathbf{\text{bases}}\mathbf{\text{moleculares}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{gen}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tica}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{digo}}\mathbf{\text{gen}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tico}}\mathbf{\text{(2}}\mathbf{\text{puntos)}}$

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Describa}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{dos}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{principales}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{gen}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tica}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{organismos}}\mathbf{\text{vivos.}}$

Las dos moléculas son el ácido desoxirribonucleico y el ácido ribonucleico, ambos ácidos nucleicos, es decir, polímeros de nucleótidos unidos por enlaces fosfodiéster entre el carbono $3^{\mathrm{\prime }}$ de una pentosa y el carbono $5^{\mathrm{\prime }}$ de la siguiente.

El ADN tiene como pentosa la desoxirribosa y como bases nitrogenadas la adenina, la guanina, la citosina y la timina. Se organiza en dos cadenas antiparalelas enrolladas en doble hélice, mantenidas por puentes de hidrógeno entre las bases complementarias: dos entre adenina y timina y tres entre guanina y citosina. Es la molécula que almacena la información genética y la que se replica antes de cada división. En eucariotas se encuentra en el núcleo, asociado a histonas formando la cromatina, y también en mitocondrias y cloroplastos.

El ARN tiene como pentosa la ribosa y sustituye la timina por el uracilo. Suele ser monocatenario, aunque se pliega sobre sí mismo formando zonas de doble hélice. Es la molécula que expresa la información: el ARN mensajero lleva la copia del gen desde el núcleo al ribosoma, el ARN de transferencia aporta los aminoácidos y el ARN ribosómico forma, junto con las proteínas, la estructura del ribosoma.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Diga}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{mo}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{llaman}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{procesos}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{pasa}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ADN}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{ARN,}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{ARN}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{prote}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{nas.}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{org}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{nulos}}\mathbf{\text{y/o}}\mathbf{\text{estructuras}}\mathbf{\text{celulares}}\mathbf{\text{est}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{implicados}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{estos}}\mathbf{\text{procesos?}}$

El paso de ADN a ARN es la transcripción y el paso de ARN a proteína es la traducción. Juntos constituyen la expresión génica y su sentido resume el dogma central de la biología molecular.

La transcripción tiene lugar en el núcleo de las células eucariotas, y la cataliza la ARN polimerasa. En el nucléolo se transcriben además los genes del ARN ribosómico. En las mitocondrias y en los cloroplastos hay transcripción propia, con su ADN y sus ribosomas. En procariotas ocurre directamente en el citoplasma, porque no hay envoltura nuclear.

La traducción tiene lugar en los ribosomas, que pueden estar libres en el citoplasma o adheridos a la membrana del retículo endoplasmático rugoso; en este segundo caso las proteínas sintetizadas pasan al interior del retículo y siguen la vía de secreción hacia el aparato de Golgi. Intervienen también el ARN mensajero, que aporta la información, y los ARN de transferencia, que aportan los aminoácidos.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{Defina}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{digo}}\mathbf{\text{gen}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tico}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{mencione}}\mathbf{\text{sus}}\mathbf{\text{caracter}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{sticas}}\mathbf{\text{principales.}}$

El código genético es el sistema de correspondencia entre la secuencia de tripletes de bases del ARN mensajero y la secuencia de aminoácidos de la proteína. Cada triplete o codón determina un aminoácido, o bien el final de la traducción. Con cuatro bases leídas de tres en tres hay $4^3=64$ codones, de los cuales sesenta y uno codifican los veinte aminoácidos y tres son de terminación.

Sus características principales son las siguientes. Es degenerado, porque casi todos los aminoácidos están codificados por varios codones, que suelen diferenciarse solo en la tercera base. No es ambiguo, porque cada codón codifica un único aminoácido. Es universal, ya que lo comparten prácticamente todos los seres vivos, con pequeñas excepciones como el de las mitocondrias, lo que constituye una prueba del origen común de la vida. Carece de solapamiento, pues los tripletes se leen uno tras otro sin compartir bases, y se lee sin comas, de forma continua y siempre en sentido $5^{\mathrm{\prime }}\to 3^{\mathrm{\prime }}$. Y posee señales de puntuación: el codón $AUG$ inicia la traducción y fija la pauta de lectura, y los codones $UAA$, $UAG$ y $UGA$ la terminan.