Ejercicio resuelto de Replicación · Biología · 2023

Observe el esquema que representa la replicación del ADN.



a. Identifique todas las moléculas y estructuras señaladas con los números del 1 al 6. (0,6)

b. Indique por qué este proceso es continuo en una de las cadenas y discontinuo en la otra. (0,4)

c. Describa la función de las moléculas señaladas con el número 1, 5 y 6. ¿Qué papel desempeña el fragmento señalado con el número 3? (1)

$\mathbf{\text{a.}}\mathbf{\text{Identifique}}\mathbf{\text{todas}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{estructuras}}\mathbf{\text{se}}\widetilde{\mathbf{\text{n}}}\mathbf{\text{aladas}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{los}}\mathbf{\text{n}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{meros}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{1}}\mathbf{\text{al}}\mathbf{\text{6.}}\mathbf{\text{(0,6)}}$

$\text{N}\acute{\text{u}}\text{mero}$	$\text{Mol}\acute{\text{e}}\text{cula o estructura}$
1	ADN polimerasa
2	Hebra conductora o líder
3	Cebador o primer de ARN
4	Fragmento de Okazaki
5	Helicasa (con la topoisomerasa o girasa)
6	Proteínas estabilizadoras (SSB)

$\mathbf{\text{b.}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{este}}\mathbf{\text{proceso}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{continuo}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{una}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{cadenas}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{discontinuo}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{otra.}}\mathbf{\text{(0,4)}}$

Porque las dos hebras del ADN son antiparalelas y la ADN polimerasa solo sabe trabajar en un sentido: únicamente puede añadir nucleótidos sobre el extremo $3^{\mathrm{\prime }}$ libre de la cadena en formación, es decir, sintetizar en dirección $5^{\mathrm{\prime }}\to 3^{\mathrm{\prime }}$.

Sobre la hebra molde que se lee en sentido $3^{\mathrm{\prime }}\to 5^{\mathrm{\prime }}$, la síntesis avanza en el mismo sentido en que la horquilla se va abriendo, así que la polimerasa puede seguirla sin interrupción: esa es la hebra conductora y su síntesis es continua. Sobre la otra molde, en cambio, sintetizar en $5^{\mathrm{\prime }}\to 3^{\mathrm{\prime }}$ obliga a alejarse de la horquilla, de modo que la polimerasa tiene que volver atrás y empezar de nuevo cada vez que la apertura descubre un tramo de molde: la síntesis se hace a trozos, los fragmentos de Okazaki, que después la ADN ligasa suelda entre sí. Por eso se dice que la replicación es semidiscontinua.

$\mathbf{\text{c.}}\mathbf{\text{Describa}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{funci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{se}}\widetilde{\mathbf{\text{n}}}\mathbf{\text{aladas}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{n}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{mero}}\mathbf{\text{1,}}\mathbf{\text{5}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{6.}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{papel}}\mathbf{\text{desempe}}\widetilde{\mathbf{\text{n}}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{fragmento}}\mathbf{\text{se}}\widetilde{\mathbf{\text{n}}}\mathbf{\text{alado}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{n}}\acute{\mathbf{\text{u}}}\mathbf{\text{mero}}\mathbf{\text{3?}}\mathbf{\text{(1)}}$

La molécula 1, la ADN polimerasa, es la que sintetiza las hebras nuevas: recorre la hebra molde y va uniendo por enlaces fosfodiéster los desoxirribonucleótidos complementarios, siempre en sentido $5^{\mathrm{\prime }}\to 3^{\mathrm{\prime }}$. Además corrige, porque su actividad exonucleasa $3^{\mathrm{\prime }}\to 5^{\mathrm{\prime }}$ retira el nucleótido mal apareado que acaba de colocar; a esa lectura de pruebas se debe la altísima fidelidad de la copia.

La molécula 5, la helicasa, abre la doble hélice: rompe los puentes de hidrógeno que unen las bases complementarias y separa las dos hebras, generando y manteniendo la horquilla de replicación con gasto de ATP. La acompaña la topoisomerasa o girasa, que corta y vuelve a unir las hebras por delante para eliminar las tensiones y los superenrollamientos que produce el desenrollamiento.

Las moléculas 6, las proteínas estabilizadoras o SSB, se unen a las hebras ya separadas y las mantienen así, impidiendo que vuelvan a aparearse entre sí o que formen horquillas sobre sí mismas mientras esperan a ser copiadas.

El fragmento 3, el cebador o primer, es un trozo corto de ARN sintetizado por la primasa sobre la hebra molde. Su papel es proporcionar el extremo $3^{\mathrm{\prime }}$ libre que la ADN polimerasa necesita para empezar, porque esta no puede iniciar una cadena de cero. Después se elimina y su hueco se rellena con ADN.