Ejercicio resuelto de Replicación · Biología · Cantabria · 2025

a) Enumere las diferentes fases de la replicación del ADN, indicando las proteínas que intervienen en cada fase y la función que realizan. b) Dibuje una horquilla de replicación del modo más completo posible. Nombre todos los componentes e indique la polaridad de todas las hebras. [1,25 puntos]

$\textbf{a) Enumere las diferentes fases de la replicación del ADN, indicando las proteínas que intervienen en cada fase y la función que realizan.}$

La replicación del ADN es semiconservativa, bidireccional y simultánea en las dos hebras, y se desarrolla en tres fases.

Iniciación. Comienza en secuencias concretas llamadas orígenes de replicación, únicas en las bacterias y numerosas en los cromosomas eucariotas. Intervienen:

La helicasa, que rompe los puentes de hidrógeno entre las bases y separa las dos hebras, abriendo la horquilla.

La topoisomerasa o girasa, que corta y vuelve a unir una de las hebras para liberar la tensión de superenrollamiento que genera la apertura.

Las proteínas SSB o estabilizadoras, que se unen a las hebras ya separadas y evitan que vuelvan a emparejarse.

La primasa, una ARN polimerasa que sintetiza un cebador corto de ARN, de unos diez nucleótidos, porque la ADN polimerasa no sabe empezar una cadena desde cero: solo puede alargar una ya existente.

Elongación. Es la síntesis propiamente dicha, a cargo de la ADN polimerasa III en procariotas y de las polimerasas alfa, delta y épsilon en eucariotas. La enzima añade desoxirribonucleótidos complementarios del molde, siempre en sentido cinco prima a tres prima, y tiene además actividad correctora de pruebas, que comprueba cada base añadida y elimina las mal emparejadas. De esa restricción de sentido se deriva la asimetría de la horquilla: sobre el molde que se lee tres prima a cinco prima la síntesis puede ir seguida y da la hebra conductora o continua, mientras que sobre el otro molde la enzima tendría que ir en sentido contrario al avance de la horquilla y solo puede sintetizar a tramos, formando la hebra retardada o discontinua, con fragmentos de Okazaki de unos mil o dos mil nucleótidos en bacterias y de unos doscientos en eucariotas.

Terminación y maduración. Actúan:

La ADN polimerasa I, que elimina los cebadores de ARN y rellena los huecos con ADN.

La ADN ligasa, que sella con enlaces fosfodiéster las muescas que quedan entre fragmentos consecutivos, dando continuidad a la hebra retardada.

La telomerasa, en eucariotas, que alarga los extremos de los cromosomas lineales, porque al eliminar el último cebador queda un hueco que ninguna polimerasa puede rellenar y el cromosoma se acortaría en cada división.

$\textbf{b) Dibuje una horquilla de replicación del modo más completo posible. Nombre todos los componentes e indique la polaridad de todas las hebras.}$



En el esquema, la topoisomerasa relaja la tensión por delante de la horquilla y la helicasa la abre; las proteínas SSB mantienen separadas las hebras molde. La hebra parental de arriba se lee en sentido tres prima a cinco prima y sobre ella la ADN polimerasa sintetiza sin interrupción la hebra conductora, que crece cinco prima a tres prima y avanza en el mismo sentido que la horquilla. La hebra parental de abajo se lee cinco prima a tres prima, y sobre ella la síntesis solo puede hacerse a trozos: cada fragmento de Okazaki empieza en un cebador de ARN sintetizado por la primasa y crece cinco prima a tres prima, es decir, ALEJÁNDOSE de la horquilla, de modo que el conjunto de la hebra retardada progresa en dirección contraria al avance. La ligasa es la que después une esos fragmentos.