Ejercicio resuelto de Replicación · Biología · Aragón · 2020

Responda los siguientes apartados: [2 puntos]



a) ¿Cómo se llama el proceso representado? ¿Qué finalidad tiene? [0,3 puntos]

b) ¿En qué fase del ciclo celular se produce? [0,1 puntos]

c) Cite una característica de dicho proceso. Explíquela en un par de líneas. [0,3 puntos]

d) Identifique las estructuras marcadas con letras (a-e). [0,5 puntos]

e) ¿Cuál es el motivo de que las estructuras «a» y «b» no se sinteticen de igual manera? Explique brevemente las diferencias. [0,5 puntos]

f) ¿En qué orgánulo u orgánulos aparece este proceso? [0,3 puntos]

$\textbf{a) ¿Cómo se llama el proceso representado? ¿Qué finalidad tiene? [0,3 puntos]}$

El proceso es la replicación del ADN, es decir, la síntesis de dos moléculas hijas a partir de la molécula parental.

Su finalidad es que la información genética se transmita fielmente a cada una de las células hijas obtenidas tras la división celular. Resulta fundamental para asegurar que todas las células de un organismo pluricelular mantengan la misma identidad genética y, en la reproducción, para que la información pase íntegra a la descendencia.

$\textbf{b) ¿En qué fase del ciclo celular se produce? [0,1 puntos]}$

En la fase S (de síntesis) de la interfase, entre las fases G$_1$ y G$_2$.

$\textbf{c) Cite una característica de dicho proceso. Explíquela en un par de líneas. [0,3 puntos]}$

Es semiconservativa: la doble hélice de ADN se abre y las dos cadenas de nucleótidos se separan; a partir de cada una de ellas se forma una cadena nueva, complementaria de la que ha servido de patrón. Por tanto, en cada una de las moléculas hijas se conserva una de las cadenas originales y otra recién sintetizada. Meselson y Stahl lo demostraron marcando el ADN con nitrógeno pesado.

Serían igualmente válidas otras dos características. Es bidireccional: la doble hélice se va abriendo y se forma una burbuja de replicación que avanza en ambas direcciones, hacia el ADN que todavía no se ha duplicado. Y es semidiscontinua: como la síntesis siempre se produce en sentido $5' \rightarrow 3'$ y las dos cadenas son antiparalelas pero se replican simultáneamente, una de ellas ha de sintetizarse a partir de pequeños fragmentos que después se unen.

$\textbf{d) Identifique las estructuras marcadas con letras (a-e). [0,5 puntos]}$

$\text{Letra}$	$\text{Estructura}$
a	Hebra conductora o adelantada
b	Hebra retardada
c	Hebra patrón u original (hebra molde)
d	Fragmentos de Okazaki
e	ADN polimerasa

$\textbf{e) ¿Cuál es el motivo de que las estructuras «a» y «b» no se sinteticen de igual manera? Explique brevemente las diferencias. [0,5 puntos]}$

El motivo es que la síntesis del ADN siempre se tiene que realizar en dirección $5' \rightarrow 3'$ y, sin embargo, las dos hebras molde son antiparalelas.

En una de ellas la ADN polimerasa la recorre en sentido $3' \rightarrow 5'$, que coincide con la dirección en que avanza la horquilla, y la síntesis puede ser continua: conforme la doble hélice se va abriendo, la enzima avanza sin interrupción añadiendo nucleótidos a la cadena en formación. Esa hebra se denomina hebra conductora.

En la otra cadena, que es antiparalela, la polimerasa tendría que recorrerla en sentido $5' \rightarrow 3'$ y añadir nucleótidos a la hebra en formación en sentido $3' \rightarrow 5'$, lo cual no es posible. La síntesis se realiza entonces de forma discontinua, en segmentos separados que se van sintetizando hacia atrás cada vez que la horquilla abre un tramo nuevo. Esta cadena se denomina hebra retardada, pues su síntesis es más lenta que la anterior, y los fragmentos de ADN sintetizados de este modo se denominan fragmentos de Okazaki. Cada uno de ellos requiere un cebador de ARN para iniciar la síntesis; posteriormente se eliminan esos fragmentos de ARN y la ligasa une entre sí los fragmentos de Okazaki.

$\textbf{f) ¿En qué orgánulo u orgánulos aparece este proceso? [0,3 puntos]}$

En el núcleo, donde está la práctica totalidad del ADN celular, y también en las mitocondrias y en los cloroplastos, que poseen su propio ADN circular y lo replican por sí mismos.