Ejercicio resuelto de Replicación · Biología · Andalucía · 2023

Se dispone de una molécula de ADN bicatenario que previamente ha sido sintetizada con fósforo radiactivo y, por lo tanto, todos sus nucleótidos poseen este elemento radiactivo. Tras una primera duplicación en un medio sin dicho elemento, explique razonadamente los resultados y realice un esquema para ambos casos.

a) ¿Qué porcentaje de hebras poseerá el elemento radiactivo tras la primera división? [0,5 puntos]

b) ¿Y tras la segunda? [0,5 puntos]

La clave está en que la replicación del ADN es semiconservativa, como demostraron Meselson y Stahl: las dos hebras de la doble hélice se separan y cada una sirve de molde para sintetizar una hebra nueva, de modo que cada molécula hija conserva íntegra una hebra de la madre y estrena la otra. Las hebras marcadas con fósforo radiactivo no desaparecen ni se fragmentan: se reparten entre las moléculas hijas.

Partimos de una molécula con sus dos hebras marcadas, y el medio ya no contiene fósforo radiactivo, así que todas las hebras que se sinteticen a partir de ahora serán no radiactivas. El esquema de las dos replicaciones es el siguiente:



$\textbf{a) ¿Qué porcentaje de hebras poseerá el elemento radiactivo tras la primera división? [0,5 puntos]}$

Tras la primera replicación hay $2$ moléculas de ADN, esto es, $4$ hebras en total. De ellas solo dos son las originales marcadas, una en cada molécula, porque las otras dos se han sintetizado en el medio sin fósforo radiactivo:

$\dfrac{2}{4}\cdot 100 = 50\ \%$

El $50\ \%$ de las hebras posee el elemento radiactivo. Conviene notar que, en cambio, el $100\ \%$ de las moléculas es radiactivo, ya que todas son híbridas.

$\textbf{b) ¿Y tras la segunda? [0,5 puntos]}$

Tras la segunda replicación hay $4$ moléculas, es decir, $8$ hebras. Las hebras marcadas siguen siendo las dos originales, que no se han destruido, solo repartido:

$\dfrac{2}{8}\cdot 100 = 25\ \%$

El $25\ \%$ de las hebras posee el elemento radiactivo. Ahora solo la mitad de las moléculas es radiactiva: dos son híbridas y dos están formadas por dos hebras nuevas. Generalizando, tras $n$ replicaciones el porcentaje de hebras marcadas es $100/2^{n}$, y las dos hebras originales se conservan indefinidamente.