Ejercicio resuelto de Replicación · Biología · 2021

Observe el esquema que representa la replicación del ADN. Conteste a las siguientes cuestiones: [2 puntos]



a) Identifique todas las moléculas y estructuras señaladas con los números del 1 al 6.

b) Indique por qué este proceso es continuo en una de las cadenas y discontinuo en la otra.

c) Describa la función de la enzima señalada con el número 1. ¿Qué papel desempeña el fragmento señalado con el número 3?

d) ¿Qué significa que este proceso es semiconservativo?

$\textbf{a) Identifique todas las moléculas y estructuras señaladas con los números del 1 al 6.}$

$\text{Número}$	$\text{Estructura}$ 1	ADN polimerasa (la ADN polimerasa III en procariotas) 2	Hebra de nueva síntesis, en este caso la conductora o adelantada 3	Cebador o primer de ARN, sintetizado por la primasa 4	Fragmento de Okazaki 5	Helicasa 6	Proteínas SSB, estabilizadoras de la cadena sencilla

$\textbf{b) Indique por qué este proceso es continuo en una de las cadenas y discontinuo en la otra.}$

Porque las dos hebras del ADN son antiparalelas y la ADN polimerasa solo sabe trabajar en un sentido: únicamente puede añadir nucleótidos sobre un extremo $3'$-OH libre, de modo que la cadena nueva crece siempre en sentido $5'\to 3'$ y el molde se recorre en sentido $3'\to 5'$.

En la hebra molde que se orienta $3'\to 5'$ hacia la horquilla, la síntesis avanza en la misma dirección en que la horquilla se abre y puede hacerse de un tirón: es la hebra conductora o adelantada.

En la otra, la polimerasa tendría que avanzar en dirección contraria a la apertura, cosa que no puede hacer. Por eso espera a que la horquilla descubra un tramo de molde, sintetiza sobre él un fragmento corto alejándose de la horquilla y vuelve a empezar más adelante. El resultado son los fragmentos de Okazaki, que después se unen: es la hebra retardada o discontinua.

$\textbf{c) Describa la función de la enzima señalada con el número 1. ¿Qué papel desempeña el fragmento señalado con el número 3?}$

La ADN polimerasa recorre la hebra molde y va añadiendo, sobre el extremo $3'$ de la cadena en crecimiento, el desoxirribonucleótido complementario de cada base del molde, uniéndolo mediante un enlace fosfodiéster. Además posee actividad exonucleasa correctora, con la que detecta el nucleótido mal apareado, lo elimina y coloca el correcto; a ella se debe la extraordinaria fidelidad de la replicación.

El fragmento 3 es el cebador de ARN, y su papel es proporcionar ese extremo $3'$-OH libre que la polimerasa necesita, ya que la enzima puede alargar una cadena pero no iniciarla. Lo sintetiza la primasa, y una vez que la síntesis ha avanzado se retira y su hueco se rellena con desoxirribonucleótidos, sellando finalmente la ligasa la unión.

$\textbf{d) ¿Qué significa que este proceso es semiconservativo?}$

Significa que cada una de las dos moléculas de ADN resultantes conserva íntegra una de las hebras del ADN original, la que ha servido de molde, y tiene la otra de nueva síntesis. Ninguna de las dos moléculas hijas es enteramente nueva ni enteramente antigua.

Watson y Crick lo propusieron a partir de la complementariedad de las bases, y Meselson y Stahl lo demostraron en 1958 marcando el ADN de bacterias con nitrógeno pesado y siguiendo su densidad a lo largo de las generaciones.