Ejercicio resuelto de Biología · 2022

Responda las siguientes cuestiones:

A. Escriba la secuencia de ARN mensajero que se transcribiría de la siguiente cadena hebra de una molécula de ADN bicatenario: [0,5 puntos]

$3' \ldots \text{TACAAGTACTTGTTTCTTATT} \ldots 5'$

B. Escriba la secuencia de aminoácidos que resultaría de la traducción. [0,5 puntos]

C. Suponga que las dos G se cambian por A, ¿cómo afectarían estas mutaciones a la secuencia de aminoácidos y qué tipo de mutación sería? Razone la respuesta. [0,5 puntos]

D. ¿Qué ocurriría si se eliminan las G? Razone la respuesta. [0,5 puntos]

1.ª base	U	C	A	G	3.ª base U	UUU Phe	UCU Ser	UAU Tyr	UGU Cys	U	UUC Phe	UCC Ser	UAC Tyr	UGC Cys	C	UUA Leu	UCA Ser	UAA STOP	UGA STOP	A	UUG Leu	UCG Ser	UAG STOP	UGG Trp	G C	CUU Leu	CCU Pro	CAU His	CGU Arg	U	CUC Leu	CCC Pro	CAC His	CGC Arg	C	CUA Leu	CCA Pro	CAA Gln	CGA Arg	A	CUG Leu	CCG Pro	CAG Gln	CGG Arg	G A	AUU Iso	ACU Thr	AAU Asn	AGU Ser	U	AUC Iso	ACC Thr	AAC Asn	AGC Ser	C	AUA Iso	ACA Thr	AAA Lys	AGA Arg	A	AUG Met	ACG Thr	AAG Lys	AGG Arg	G G	GUU Val	GCU Ala	GAU Asp	GGU Gly	U	GUC Val	GCC Ala	GAC Asp	GGC Gly	C	GUA Val	GCA Ala	GAA Glu	GGA Gly	A	GUG Val	GCG Ala	GAG Glu	GGG Gly	G

$\textbf{A. Escriba la secuencia de ARN mensajero que se transcribiría de la siguiente cadena hebra de una molécula de ADN bicatenario: [0,5 puntos]}$

El ARN mensajero se sintetiza por complementariedad y de forma antiparalela a la hebra molde, con uracilo en lugar de timina. Como la cadena dada está escrita en sentido $3'\rightarrow 5'$, el mensajero se lee en el mismo orden de izquierda a derecha, pero en sentido $5'\rightarrow 3'$:

$\text{molde:}\ 3'\ldots\text{TAC AAG TAC TTG TTT CTT ATT}\ldots 5'$

$\text{ARNm:}\ 5'\ldots\text{AUG UUC AUG AAC AAA GAA UAA}\ldots 3'$

$\textbf{B. Escriba la secuencia de aminoácidos que resultaría de la traducción. [0,5 puntos]}$

El mensajero empieza directamente por el codón de iniciación $\text{AUG}$, que fija el marco de lectura, y el séptimo triplete, $\text{UAA}$, es de parada. Consultando la tabla del código genético:

$\text{Met} - \text{Phe} - \text{Met} - \text{Asn} - \text{Lys} - \text{Glu}$

Resultan, por tanto, $6$ aminoácidos: el codón de parada no codifica ninguno.

$\textbf{C. Suponga que las dos G se cambian por A, ¿cómo afectarían estas mutaciones a la secuencia de aminoácidos y qué tipo de mutación sería? Razone la respuesta. [0,5 puntos]}$

Al sustituir las dos guaninas de la cadena molde por adeninas, la secuencia pasa a ser $3'-\text{TAC AAA TAC TTA TTT CTT ATT}-5'$, y el mensajero que de ella se transcribe:

$\text{ARNm:}\ 5'-\text{AUG UUU AUG AAU AAA GAA UAA}-3'$

Han cambiado dos codones: $\text{UUC}$ ha pasado a $\text{UUU}$ y $\text{AAC}$ a $\text{AAU}$. Sin embargo, la secuencia de aminoácidos no varía en absoluto, porque $\text{UUC}$ y $\text{UUU}$ codifican los dos fenilalanina, y $\text{AAC}$ y $\text{AAU}$, los dos asparagina:

$\text{Met} - \text{Phe} - \text{Met} - \text{Asn} - \text{Lys} - \text{Glu}$

Se trata, por tanto, de una mutación génica por sustitución de bases —y, al cambiarse una purina por otra purina, de una transición— del tipo silencioso o sinónimo. Que no tenga ninguna consecuencia se debe a que el código genético está degenerado: hay $64$ tripletes para solo $20$ aminoácidos, y los codones sinónimos suelen diferir precisamente en la tercera base, que es la que aquí ha cambiado en ambos casos.

$\textbf{D. ¿Qué ocurriría si se eliminan las G? Razone la respuesta. [0,5 puntos]}$

Si en lugar de sustituirlas se eliminan, la cadena molde queda con dos nucleótidos menos, $3'-\text{TAC AAT ACT TTT TCT TAT T}-5'$, y el mensajero pasa a ser:

$\text{ARNm:}\ 5'-\text{AUG UUA UGA AAA AGA AUA A}-3'$

Como el número de nucleótidos perdidos no es múltiplo de tres, a partir del punto de la deleción se desplaza el marco de lectura: todos los tripletes siguientes se agrupan de otra manera y ya no codifican los mismos aminoácidos. Es lo que se conoce como mutación de desplazamiento del marco de lectura o frameshift.

En este caso concreto la consecuencia es especialmente grave, porque el tercer triplete resulta ser $\text{UGA}$, un codón de parada: la traducción se interrumpe y solo se sintetiza el dipéptido $\text{Met} - \text{Leu}$ en lugar de los seis aminoácidos originales. La proteína queda truncada y sin actividad biológica. Las mutaciones por deleción o inserción de un número de bases no múltiplo de tres son, por ello, mucho más dañinas que las de sustitución.