Ejercicio resuelto de Replicación · Biología · Aragón · 2025

Responda las siguientes cuestiones:



a) ¿Qué proceso muestra la imagen de microscopía electrónica? Identifique la región señalada con flechas. [0,2 puntos]

b) Identifique el tipo de molécula (número 1) que está siendo sintetizada mediante el proceso esquematizado en la figura adjunta. [0,2 puntos]

c) Identifique y describa la función de los elementos 2, 3, 4, 5 y 6 en este proceso de síntesis. [1 punto]

d) Indique cuál es el motivo por el cual la síntesis de la molécula 1 en la cadena A es diferente a la síntesis de la molécula 1 en la cadena B. Justifique su respuesta. [0,6 puntos]

$\textbf{a) ¿Qué proceso muestra la imagen de microscopía electrónica? Identifique la región señalada con flechas. [0,2 puntos]}$

La microfotografía muestra la replicación del ADN, es decir, la síntesis de dos moléculas hijas de ADN a partir de la molécula parental.

Las regiones señaladas con las flechas son las burbujas u ojos de replicación: zonas en las que la doble hélice se ha abierto y las dos hebras se han separado para servir de molde en la síntesis de las hebras nuevas. Cada burbuja está delimitada por dos horquillas de replicación que avanzan en sentidos opuestos a partir de un mismo origen.

$\textbf{b) Identifique el tipo de molécula (número 1) que está siendo sintetizada mediante el proceso esquematizado en la figura adjunta. [0,2 puntos]}$

La molécula 1 es ADN: concretamente, una hebra nueva de ADN que se está sintetizando por complementariedad de bases sobre la hebra molde durante la replicación.

$\textbf{c) Identifique y describa la función de los elementos 2, 3, 4, 5 y 6 en este proceso de síntesis. [1 punto]}$

El elemento 2 es la ADN polimerasa. Es la enzima que sintetiza las hebras nuevas añadiendo nucleótidos complementarios a los de la hebra molde. Solo puede trabajar en sentido $5' \rightarrow 3'$ y necesita un extremo $3'$ libre para alargar, por lo que no puede iniciar una cadena desde cero.

El elemento 3 son las proteínas SSB o proteínas estabilizadoras de cadena sencilla. Se unen a las hebras que la helicasa acaba de separar e impiden que vuelvan a aparearse entre sí o que formen estructuras secundarias, de modo que la horquilla se mantiene abierta y accesible a la maquinaria de replicación.

El elemento 4 son los cebadores o primers de ARN. Son fragmentos cortos de ARN sintetizados por la primasa que proporcionan el extremo $3'$ libre que la ADN polimerasa necesita para empezar a añadir nucleótidos. Más tarde se eliminan y el hueco se rellena con ADN.

El elemento 5 es la helicasa. Es la enzima que desenrolla la doble hélice y separa las dos hebras rompiendo los puentes de hidrógeno entre las bases complementarias, con lo que hace avanzar la horquilla de replicación.

El elemento 6 es la topoisomerasa. Corta y vuelve a unir las hebras por delante de la horquilla para liberar la tensión de torsión que genera el desenrollamiento, evitando así que el ADN se superenrolle y la horquilla se bloquee.

$\textbf{d) Indique cuál es el motivo por el cual la síntesis de la molécula 1 en la cadena A es diferente a la síntesis de la molécula 1 en la cadena B. Justifique su respuesta. [0,6 puntos]}$

La diferencia se debe a la combinación de dos hechos: las dos hebras de la doble hélice son antiparalelas y la ADN polimerasa solo sabe sintetizar en sentido $5' \rightarrow 3'$.

La cadena A es la hebra conductora o adelantada. Su molde queda orientado de manera que la hebra nueva puede crecer en sentido $5' \rightarrow 3'$ siguiendo el mismo sentido en que avanza la horquilla, así que se sintetiza de forma continua, con un solo cebador y sin interrupciones.

La cadena B es la hebra retardada o retrasada. Sobre su molde la síntesis en sentido $5' \rightarrow 3'$ tendría que ir en sentido contrario al de apertura de la horquilla, de modo que la polimerasa solo puede copiar los tramos de molde que van quedando expuestos. Por eso se sintetiza de forma discontinua, en tramos cortos llamados fragmentos de Okazaki, cada uno con su propio cebador; después la ADN ligasa los une formando una hebra continua.