Respecto a la figura que se muestra a continuación, responda las siguientes preguntas:

a) Indique a qué corresponden las moléculas 1, 2, y 3. Esta figura, ¿en qué tipo celular ocurre? Justifique la respuesta. [0,5 puntos]
b) ¿Qué procesos indican las letras A, B y C? ¿En qué lugar de la célula se llevan a cabo? [0,6 puntos]
c) Respecto a la molécula número 4, ¿qué molécula representa? ¿Cuál es su estructura? ¿Qué cambio podría experimentar ante un incremento de temperatura? Justifique sus respuestas. [0,5 puntos]
d) ¿Qué organización estructural presentará la molécula 1 durante la división mitótica en metafase? ¿Y en anafase? ¿Y en interfase? [0,4 puntos]
La molécula 1 es el ADN, concretamente el gen, con su promotor y su alternancia de exones e intrones.
La molécula 2 es el transcrito primario o pre-ARN mensajero, que todavía conserva los intrones, aunque ya lleva añadidas la caperuza en el extremo
y la cola de poliadenina en el extremo
.
La molécula 3 es el ARN mensajero maduro, del que ya se han eliminado los intrones y en el que los exones han quedado empalmados unos con otros.
La figura ocurre en una célula eucariota. Se justifica porque el proceso central del esquema es la maduración del ARN mensajero, y esta solo existe en eucariotas: sus genes están fragmentados en exones e intrones y necesitan el splicing, además de la caperuza y la cola poli-A. Los genes procariotas carecen de intrones, de modo que su ARN mensajero es una copia directa del ADN y se traduce sin necesidad de eliminar ninguna secuencia intermedia; de hecho, en ellos la traducción empieza antes incluso de que termine la transcripción.
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| A | Transcripción del ADN | Núcleo |
| B | Maduración del ARN o splicing | Núcleo |
| C | Traducción | Citoplasma, en los ribosomas |
En el proceso A la ARN polimerasa se une al promotor y sintetiza el transcrito primario copiando la hebra molde del gen. En el proceso B, todavía dentro del núcleo, el espliceosoma escinde los intrones y empalma los exones, con lo que se obtiene el ARN mensajero maduro, que sale al citoplasma por los poros nucleares. En el proceso C ese ARN mensajero se une a los ribosomas, libres en el citosol o adheridos al retículo endoplasmático rugoso, y se traduce a una cadena polipeptídica.
La molécula 4 es una proteína, el producto final de la expresión del gen.
En cuanto a su estructura, presenta estructura terciaria: en la imagen se distinguen dominios estructurales con tramos en hélice
y tramos en conformación
plegados en una disposición globular compacta. No tiene estructura cuaternaria, porque está formada por una sola cadena polipeptídica. Ese plegamiento se mantiene gracias a las interacciones entre las cadenas laterales de los aminoácidos: puentes disulfuro, puentes de hidrógeno, interacciones iónicas, fuerzas de Van der Waals e interacciones hidrofóbicas, que tienden a esconder los restos apolares en el interior de la molécula.
Ante un incremento de temperatura por encima de su óptimo, la proteína sufriría una desnaturalización. El calor aumenta la energía cinética de los átomos, que vibran con más fuerza y acaban rompiendo los enlaces débiles que mantienen el plegamiento. La proteína pierde entonces sus estructuras terciaria y secundaria y queda como una cadena desplegada, aunque la estructura primaria permanece intacta, ya que los enlaces peptídicos son covalentes y mucho más fuertes. La consecuencia es la pérdida de su función biológica, porque esta depende de la forma tridimensional; además, al quedar expuestos hacia el exterior los restos hidrófobos que antes estaban escondidos, las moléculas tienden a agregarse y a precipitar.
En metafase el ADN presenta su máximo grado de condensación y se organiza como cromosoma metafásico con dos cromátidas hermanas unidas por el centrómero. Con ese empaquetamiento no puede transcribirse ni replicarse, pero es la forma idónea para ser transportado y repartido sin enredarse ni romperse.
En anafase el nivel de empaquetamiento sigue siendo el mismo, pero el centrómero se ha dividido y las cromátidas hermanas se han separado, de modo que el ADN se organiza como cromosoma con una sola cromátida, que migra hacia uno de los polos.
En interfase el ADN se encuentra descondensado, en forma de cromatina. Dentro de ella se distinguen dos niveles: la fibra nucleosómica o fibra de 10 nanómetros, el collar de perlas formado por los nucleosomas, que corresponde a la eucromatina y es la forma en que el ADN se transcribe activamente; y la fibra cromatínica o solenoide, de 30 nanómetros, en la que la anterior se enrolla sobre sí misma y que corresponde a la heterocromatina, más protegida y transcripcionalmente inactiva.