Ejercicio resuelto de Replicación · Biología · 2020

Con respecto al esquema de la derecha:



a) ¿Qué proceso representa? Identificar los elementos señalados con los números (1, 2 y 3). (0,8)

b) ¿Qué enzima es la principal responsable de este proceso y cómo actúa? (0,4)

c) ¿Qué etapas existen en este proceso? Descríbalas brevemente. (0,8)

$\textbf{a) ¿Qué proceso representa? Identificar los elementos señalados con los números (1, 2 y 3). (0,8)}$

El proceso representado es la transcripción: la síntesis de una molécula de ARN a partir de un molde de ADN.

$\text{Número}$	$\text{Elemento}$
1	Hebra molde de ADN, la que copia la enzima
2	Hebra complementaria o informativa (codificante) de ADN
3	ARN mensajero recién sintetizado

Conviene fijarse en la relación entre los tres: el ARN que se sintetiza es complementario y antiparalelo de la hebra molde, y por tanto idéntico a la hebra codificante salvo que lleva uracilo donde el ADN lleva timina. De ahí el nombre de hebra informativa: es la que se lee para saber qué dice el gen.

$\textbf{b) ¿Qué enzima es la principal responsable de este proceso y cómo actúa? (0,4)}$

La enzima responsable es la ARN polimerasa.

Actúa así: reconoce en el ADN la secuencia del promotor y se une a ella, abre localmente la doble hélice y recorre la hebra molde en sentido $3'\rightarrow5'$, seleccionando en cada posición el ribonucleótido trifosfato cuya base sea complementaria de la del molde y uniéndolo a la cadena que crece mediante un enlace fosfodiéster. El ARN, por tanto, se sintetiza en sentido $5'\rightarrow3'$. A diferencia de la ADN polimerasa, no necesita cebador, porque puede iniciar la cadena desde cero; a cambio, carece de actividad correctora, de modo que la transcripción es menos fiel que la replicación, cosa asumible porque sus productos no se heredan.

$\textbf{c) ¿Qué etapas existen en este proceso? Descríbalas brevemente. (0,8)}$

Iniciación. La ARN polimerasa —con ayuda de su factor sigma en procariotas o de los factores de transcripción en eucariotas— reconoce el promotor, se une a él, desenrolla una vuelta de la doble hélice y coloca el primer ribonucleótido, que marca el punto exacto donde empieza la copia.

Elongación. La enzima avanza a lo largo de la hebra molde añadiendo ribonucleótidos complementarios al extremo $3'$ del ARN naciente. Por delante abre la hélice y por detrás la vuelve a cerrar, de modo que solo queda expuesta una pequeña burbuja de transcripción.

Terminación. La ARN polimerasa alcanza una secuencia de terminación; en las bacterias, el propio ARN forma una horquilla seguida de varios uracilos que desestabiliza el complejo, o interviene el factor rho. La enzima y el ARN se sueltan del ADN.

En los eucariotas hay una cuarta etapa, la maduración: al transcrito primario se le añade una caperuza de metilguanosina en el extremo $5'$ y una cola de poli-A en el $3'$, y se eliminan los intrones por corte y empalme, con lo que se obtiene el ARNm maduro que saldrá al citoplasma.