Ejercicio resuelto de Biología · 2024

A continuación, se muestra la secuencia de nucleótidos de un fragmento de ADN:

$5^{\mathrm{\prime }}\dots \text{CGG TTA GCA ACA CAT TAC TCC}\dots 3^{\mathrm{\prime }}$

Responda a las siguientes cuestiones:

A. Utilizando esta cadena como molde, escriba la secuencia del ARN mensajero correspondiente, indicando su polaridad o dirección. [0,5 puntos]

B. Teniendo en cuenta que el codón de inicio es AUG y que los posibles codones de parada son UAG, UAA y UGA, ¿cuántos aminoácidos puede codificar este fragmento? [0,5 puntos]

C. Indique en qué lugar de las células, según sean eucariotas o procariotas, tiene lugar la replicación, la transcripción y la traducción. [1 punto]

$\mathbf{\text{A.}}\mathbf{\text{Utilizando}}\mathbf{\text{esta}}\mathbf{\text{cadena}}\mathbf{\text{como}}\mathbf{\text{molde,}}\mathbf{\text{escriba}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{secuencia}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{ARN}}\mathbf{\text{mensajero}}\mathbf{\text{correspondiente,}}\mathbf{\text{indicando}}\mathbf{\text{su}}\mathbf{\text{polaridad}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{direcci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

El ARN mensajero se sintetiza por complementariedad de bases con la cadena molde y de forma antiparalela a ella, es decir, en sentido $5^{\mathrm{\prime }}\to 3^{\mathrm{\prime }}$ mientras la molde se lee en sentido $3^{\mathrm{\prime }}\to 5^{\mathrm{\prime }}$. Frente a la adenina del ADN se coloca uracilo, ya que el ARN no contiene timina.

Empezando, por tanto, por el extremo $3^{\mathrm{\prime }}$ de la cadena dada:

$\text{molde: }{3}^{\mathrm{\prime }}\dots \text{CCT CAT TAC ACA ACG ATT GGC}\dots 5^{\mathrm{\prime }}$

$\text{ARNm: }{5}^{\mathrm{\prime }}\dots \text{GGA GUA AUG UGU UGC UAA CCG}\dots 3^{\mathrm{\prime }}$

$\mathbf{\text{B.}}\mathbf{\text{Teniendo}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{cuenta}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{cod}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{inicio}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{AUG}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{posibles}}\mathbf{\text{codones}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{parada}}\mathbf{\text{son}}\mathbf{\text{UAG,}}\mathbf{\text{UAA}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{UGA,}}\mathbf{\text{¿cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{ntos}}\mathbf{\text{amino}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{cidos}}\mathbf{\text{puede}}\mathbf{\text{codificar}}\mathbf{\text{este}}\mathbf{\text{fragmento?}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

La traducción no empieza en el primer nucleótido del mensajero, sino en el primer $\text{AUG}$ que aparece, y ese triplete fija el marco de lectura. En la secuencia obtenida el $\text{AUG}$ ocupa las posiciones séptima a novena, de modo que la pauta de lectura es:

$\text{AUG UGU UGC UAA}$

El cuarto triplete es $\text{UAA}$, uno de los codones de parada, que no codifica ningún aminoácido sino que detiene la síntesis.

El fragmento codifica, por tanto, $3$ aminoácidos: metionina, cisteína y cisteína. Los seis primeros nucleótidos del mensajero quedan sin traducir, ya que corresponden a la región anterior al codón de iniciación.

$\mathbf{\text{C.}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{lugar}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{lulas,}}\mathbf{\text{seg}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{sean}}\mathbf{\text{eucariotas}}\mathbf{\text{o}}\mathbf{\text{procariotas,}}\mathbf{\text{tiene}}\mathbf{\text{lugar}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{replicaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n,}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{transcripci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{traducci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n.}}\mathbf{\text{[1}}\mathbf{\text{punto]}}$

$\text{Proceso}$	$\text{C}\acute{\text{e}}\text{lula eucariota}$	$\text{C}\acute{\text{e}}\text{lula procariota}$ Replicación	En el núcleo, durante la fase S; también en la matriz de mitocondrias y en el estroma de cloroplastos	En el citoplasma, sobre el cromosoma bacteriano anclado al mesosoma Transcripción	En el núcleo, y el ARNm ha de madurar antes de salir por los poros nucleares	En el citoplasma Traducción	En el citoplasma: ribosomas libres o adosados al retículo endoplasmático rugoso	En el citoplasma, con ribosomas 70S

La diferencia esencial es que en la célula eucariota la envoltura nuclear separa en el espacio y en el tiempo la transcripción de la traducción, lo que permite que exista la maduración del ARNm; en la procariota, al no haber núcleo, ambos procesos ocurren en el mismo compartimento y son simultáneos: los ribosomas empiezan a traducir el mensajero cuando su síntesis todavía no ha terminado.