Ejercicio resuelto de Replicación · Biología · Navarra · 2020

a) Indica qué proceso se representa en la figura adjunta
b) Indica a qué hacen referencia los números 1, 2 y 3.
c) ¿Ocurre este proceso en todas las células de un organismo pluricelular? Razona la respuesta.

$\textbf{a) Indica qué proceso se representa en la figura adjunta}$

La replicación del DNA, representada en varias viñetas sucesivas que muestran cómo avanza la horquilla de replicación.

Se aprecian en ella los rasgos característicos del proceso: la doble hélice se abre por acción de la helicasa —el complejo grande situado a la derecha, en el vértice de la horquilla—, las proteínas SSB mantienen separadas las hebras, y sobre cada molde una DNA-polimerasa sintetiza la hebra nueva. Los extremos $5'$ y $3'$ señalados dejan ver la orientación antiparalela de las hebras, y en color distinto aparecen los cebadores de RNA y el DNA de nueva síntesis.

La secuencia de viñetas muestra la particularidad de la hebra retardada: la polimerasa la sintetiza hacia atrás, en fragmentos sucesivos, y no de forma continua.

$\textbf{b) Indica a qué hacen referencia los números 1, 2 y 3.}$

El número $1$ señala la DNA-polimerasa que sintetiza la hebra retardada: la enzima que va añadiendo desoxirribonucleótidos al extremo $3'$ libre del cebador, siempre en sentido $5'\rightarrow 3'$, alejándose de la horquilla.

El número $3$ señala, mediante una llave, un fragmento de Okazaki: cada uno de los segmentos cortos de DNA en que se sintetiza la hebra retardada, con su cebador de RNA en el extremo $5'$.

El número $2$ señala la DNA-ligasa, la enzima situada en el extremo alejado de la horquilla, donde termina un fragmento y empieza el anterior: su función es formar el enlace fosfodiéster que sella la muesca entre ambos, una vez retirado el cebador de RNA y rellenado el hueco con DNA, de modo que la hebra retardada queda finalmente continua.

$\textbf{c) ¿Ocurre este proceso en todas las células de un organismo pluricelular? Razona la respuesta.}$

No ocurre en todas.

La replicación tiene lugar únicamente en la fase $S$ de la interfase, es decir, en las células que van a dividirse. Solo tiene sentido ahí: su finalidad es duplicar el material genético para que cada célula hija reciba una copia íntegra.

No se produce, por tanto, en las células que han salido del ciclo celular y se encuentran en fase $G_0$. En algunas ese estado es reversible —un hepatocito o un linfocito vuelven al ciclo si reciben la señal adecuada, y entonces sí replican su DNA—, pero en otras es definitivo: las neuronas del sistema nervioso central y las fibras del músculo cardíaco están diferenciadas de manera irreversible y no volverán a replicar su DNA nunca. Esa es, precisamente, la razón de que esos tejidos apenas se regeneren.

Conviene añadir dos matices. El primero es que en las células que no se dividen sí funciona una maquinaria muy parecida, la de los sistemas de reparación del DNA, que emplea las mismas polimerasas y ligasas para corregir los daños. El segundo es que el DNA circular de mitocondrias y cloroplastos se replica con independencia del ciclo celular, incluso en células que están en $G_0$.