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.

$\textbf{2. Las bases moleculares de la genética y el código genético (2 puntos)}$

$\textbf{a) Describa las dos moléculas principales de la genética de los organismos vivos.}$

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 $3'$ de una pentosa y el carbono $5'$ de la siguiente. Cada nucleótido consta de una pentosa, una base nitrogenada y un ácido fosfórico.

El ADN tiene como pentosa la desoxirribosa y como bases la adenina, la guanina, la citosina y la timina. Está formado por dos cadenas antiparalelas enrolladas en doble hélice, unidas por puentes de hidrógeno entre 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 de forma semiconservativa antes de cada división. En eucariotas se localiza en el núcleo, asociado a histonas formando la cromatina, y también en mitocondrias y cloroplastos; en procariotas, libre en el citoplasma.

El ARN tiene como pentosa la ribosa y sustituye la timina por el uracilo. Es generalmente monocatenario, aunque se pliega sobre sí mismo. Es la molécula encargada de expresar la información: el ARN mensajero copia el gen y lo lleva al ribosoma, el ARN de transferencia transporta los aminoácidos y reconoce el codón con su anticodón, y el ARN ribosómico forma, con las proteínas, el ribosoma.

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

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 el sentido en que se produce la información 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 los genes del ARN ribosómico y se ensamblan las subunidades del ribosoma. Hay además transcripción propia en las mitocondrias y en los cloroplastos, que poseen su propio ADN. En procariotas ocurre en el citoplasma, porque no existe envoltura nuclear.

La traducción tiene lugar en los ribosomas, libres en el citosol o adheridos al retículo endoplasmático rugoso. Las proteínas sintetizadas en los ribosomas del retículo entran en su interior y siguen la vía de secreción hacia el aparato de Golgi, que las madura y las distribuye. Intervienen también el ARN mensajero y los ARN de transferencia.

$\textbf{c) Defina el código genético y mencione sus características principales.}$

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 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 y la base de la ingeniería genética. Carece de solapamiento y se lee sin comas, de forma continua y en sentido $5' \rightarrow 3'$. Y posee señales de puntuación: $AUG$ inicia la traducción y fija la pauta de lectura, y $UAA$, $UAG$ y $UGA$ la terminan.