Ejercicio resuelto de Transcripción · Biología · 2021

Respecto a los mecanismos de expresión génica en eucariotas:

a) Escribir la secuencia de ARN sintetizada a partir de una cadena de ADN codificante que presenta la siguiente secuencia: 5´-ATCGTACCGTTACGATATAGT-3´. Nombrar la enzima que realiza el proceso. (0,75)

b) Si en un fragmento de ADN que codifica para una proteína se produce un cambio de una base adenina por una timina, explique qué tipo de modificación se produce. (0,50)

c) Explique las posibles consecuencias que tendría la modificación del apartado anterior sobre la proteína codificada por este fragmento de ADN. (0,75)

$\textbf{a) Escribir la secuencia de ARN sintetizada a partir de una cadena de ADN codificante que presenta la siguiente secuencia: 5´-ATCGTACCGTTACGATATAGT-3´. Nombrar la enzima que realiza el proceso. (0,75)}$

La cadena codificante tiene la misma secuencia que el ARN mensajero salvo que este lleva uracilo donde el ADN lleva timina; la que se copia realmente es la molde, complementaria y antiparalela de la codificante. Basta, por tanto, con cambiar cada T por una U:

$\text{codificante:}\ 5'\text{-ATCGTACCGTTACGATATAGT-}3'$

$\text{molde:}\qquad\ \ 3'\text{-TAGCATGGCAATGCTATATCA-}5'$

$\text{ARN:}\qquad\quad 5'\text{-AUCGUACCGUUACGAUAUAGU-}3'$

La enzima que realiza el proceso es la ARN polimerasa, que reconoce el promotor, abre localmente la doble hélice y va uniendo ribonucleótidos complementarios del molde mediante enlaces fosfodiéster, en sentido $5'\rightarrow3'$ y sin necesidad de cebador.

$\textbf{b) Si en un fragmento de ADN que codifica para una proteína se produce un cambio de una base adenina por una timina, explique qué tipo de modificación se produce. (0,50)}$

Se produce una mutación génica o puntual, del tipo sustitución de bases, ya que se cambia una base por otra sin que varíe el número total de nucleótidos y sin que se altere la pauta de lectura.

Dentro de las sustituciones, esta es una transversión, porque se sustituye una base púrica —la adenina, de dos anillos— por una base pirimidínica —la timina, de uno—. Si el cambio hubiera sido entre dos purinas o entre dos pirimidinas se llamaría transición.

$\textbf{c) Explique las posibles consecuencias que tendría la modificación del apartado anterior sobre la proteína codificada por este fragmento de ADN. (0,75)}$

Las consecuencias dependen del codón que resulte, y hay tres posibilidades.

Puede no ocurrir nada. Como el código genético está degenerado, si el codón nuevo es sinónimo del anterior —cosa frecuente cuando el cambio afecta a la tercera base— seguirá codificando el mismo aminoácido y la proteína será idéntica. Es una mutación silenciosa.

Puede cambiar un aminoácido por otro: es una mutación de sentido erróneo. Su efecto depende de dónde caiga. Si el aminoácido nuevo tiene propiedades químicas parecidas y no ocupa una posición clave, la proteína seguirá funcionando; si está en el centro activo o en una zona decisiva del plegamiento, la actividad se pierde. El ejemplo clásico es la anemia falciforme, causada por un único cambio en la cadena beta de la hemoglobina.

Puede aparecer un codón de parada donde antes había uno con sentido: es una mutación sin sentido. La traducción se interrumpe ahí y se obtiene una proteína truncada, casi siempre inservible. Y a la inversa, si el que desaparece es el codón de parada, la proteína se alarga con una cola sin sentido.