a) Explique el papel de la ARN primasa en el mecanismo de replicación del ADN. (0,4)
b) Describa dos diferencias entre la cadena líder y la cadena retardada durante la replicación del ADN. ¿Cómo se llaman los fragmentos que se sintetizan de manera independiente en la cadena rezagada? (0,8)
c) Explique qué significa que el código genético sea degenerado y universal. (0,8)
La ARN primasa sintetiza los cebadores, que son fragmentos cortos de ARN complementarios de la hebra molde.
Hacen falta porque ninguna ADN polimerasa sabe empezar una cadena desde cero: todas necesitan un extremo
libre sobre el que añadir el siguiente nucleótido. La primasa, que es una ARN polimerasa y sí puede iniciar de novo, se une al ADN molde y fabrica ese arranque; a partir de él la ADN polimerasa ya puede alargar. En la hebra conductora basta con un cebador por horquilla, mientras que en la retardada hace falta uno por cada fragmento de Okazaki. Después esos cebadores de ARN se eliminan y sus huecos se rellenan con ADN.
La primera diferencia es la continuidad: la cadena líder o conductora se sintetiza de manera continua, en una sola pieza, mientras que la retardada o rezagada se sintetiza a trozos, de forma discontinua.
La segunda es el sentido en que crece respecto al avance de la horquilla: la líder crece en la misma dirección en que la helicasa va abriendo la doble hélice, así que la polimerasa la sigue sin interrupción; la retardada crece en dirección opuesta, alejándose de la horquilla, y por eso ha de rehacerse cada vez que la apertura deja al descubierto un tramo nuevo de molde.
La raíz de las dos diferencias es la misma: la ADN polimerasa solo puede sintetizar en sentido
y las dos hebras molde son antiparalelas. Se puede añadir una tercera diferencia: la líder necesita un solo cebador y la retardada, uno por fragmento, además de la intervención de la ligasa.
Los fragmentos que se sintetizan de manera independiente en la cadena rezagada se llaman fragmentos de Okazaki. La ADN ligasa los une después mediante enlaces fosfodiéster para dar una cadena continua.
Que el código genético sea degenerado significa que hay más codones que aminoácidos, de modo que un mismo aminoácido puede estar codificado por varios codones distintos. Con cuatro bases y tripletes hay
codones posibles y solo 20 aminoácidos, así que casi todos tienen dos, cuatro o hasta seis codones sinónimos; solo la metionina y el triptófano tienen uno. Los codones sinónimos suelen diferenciarse en la tercera base, y de ahí que muchas mutaciones en esa posición sean silenciosas. Degenerado no quiere decir ambiguo: cada codón codifica un único aminoácido.
Que sea universal significa que la correspondencia entre codones y aminoácidos es prácticamente la misma en todos los seres vivos, de una bacteria a un ser humano. Por eso una bacteria puede leer un gen humano y fabricar insulina, que es el fundamento de la ingeniería genética. Es un argumento poderoso a favor del origen común de la vida. La universalidad no es absoluta: hay pequeñas excepciones, sobre todo en el ADN mitocondrial y en algunos protozoos, donde unos pocos codones tienen otro significado.