Ejercicio resuelto de Replicación · Biología · 2022

a) Indicar cuatro enzimas implicadas en el proceso de replicación del ADN describiendo brevemente su función. (1,5)

b) A partir del siguiente segmento de un gen en la hebra codificante de ADN 5'…CTA-TGC-TTA-GAC…3' ¿Cuál sería la secuencia del ARNm transcrito? Especificar la localización celular de este proceso en eucariotas y en procariotas. (0,5)

$\textbf{a) Indicar cuatro enzimas implicadas en el proceso de replicación del ADN describiendo brevemente su función. (1,5)}$

Helicasa. Abre la doble hélice en el punto de origen y la mantiene abierta a medida que avanza la horquilla: rompe los puentes de hidrógeno entre las bases complementarias, con gasto de ATP, y deja las dos hebras disponibles como molde. No sintetiza nada.

Primasa. Es una ARN polimerasa que sintetiza los cebadores, fragmentos cortos de ARN complementarios del molde. Son imprescindibles porque la ADN polimerasa no puede iniciar una cadena de cero: necesita un extremo $3'$ libre sobre el que añadir. En la hebra conductora basta un cebador; en la retardada hace falta uno por fragmento.

ADN polimerasa. Sintetiza las hebras nuevas incorporando desoxirribonucleótidos complementarios del molde sobre el extremo $3'$ del cebador, siempre en sentido $5'\rightarrow3'$. Además corrige sus propios errores mediante su actividad exonucleasa, lo que se llama lectura de pruebas y explica la enorme fidelidad de la copia.

ADN ligasa. Une mediante enlaces fosfodiéster los fragmentos de Okazaki adyacentes de la hebra retardada, una vez que los cebadores se han sustituido por ADN, dejando una cadena continua.

A ellas se puede añadir la topoisomerasa o girasa, que corta y vuelve a unir las hebras por delante de la horquilla para eliminar las tensiones del superenrollamiento.

$\textbf{b) A partir del siguiente segmento de un gen en la hebra codificante de ADN 5'…CTA-TGC-TTA-GAC…3' ¿Cuál sería la secuencia del ARNm transcrito? Especificar la localización celular de este proceso en eucariotas y en procariotas. (0,5)}$

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

$\text{codificante:}\ 5'\text{-CTA TGC TTA GAC-}3'$

$\text{molde:}\qquad\ \ 3'\text{-GAT ACG AAT CTG-}5'$

$\text{ARNm:}\qquad\ 5'\text{-CUA UGC UUA GAC-}3'$

En cuanto a la localización, en las células eucariotas la transcripción tiene lugar en el núcleo, y también, en menor medida, en la matriz de las mitocondrias y en el estroma de los cloroplastos, que tienen genoma propio; el ARN maduro sale después al citoplasma por los poros nucleares para ser traducido.

En las células procariotas no hay núcleo, así que la transcripción ocurre en el citoplasma, sobre el nucleoide. Al no haber compartimentos, la traducción puede empezar sobre el extremo del mensajero antes incluso de que la transcripción haya terminado, cosa imposible en un eucariota.