Ejercicio resuelto de Biología · 2024

Los procesos de replicación, transcripción y traducción son básicos para el funcionamiento de todos los seres vivos, existiendo claras diferencias entre lo que ocurre en células procariotas frente a las eucariotas.

a) Explique dónde se localizan estos tres procesos en ambos tipos de células. [0,5 puntos]

b) Explique dónde tiene lugar la maduración del ARN mensajero después de la transcripción y qué justifica que se realice en ese lugar. [0,5 puntos]

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{d}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{nde}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{localizan}}\mathbf{\text{estos}}\mathbf{\text{tres}}\mathbf{\text{procesos}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{ambos}}\mathbf{\text{tipos}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{c}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{lulas.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

$\text{Proceso}$	$\text{C}\acute{\text{e}}\text{lula procariota}$	$\text{C}\acute{\text{e}}\text{lula eucariota}$ Replicación	En el citoplasma, sobre el nucleoide	En el núcleo, durante la fase S; también en mitocondrias y cloroplastos Transcripción	En el citoplasma	En el núcleo, y en la matriz mitocondrial y el estroma del cloroplasto para su ADN propio Traducción	En el citoplasma, sobre ribosomas $70S$	En el citoplasma, sobre ribosomas $80S$ libres o adheridos al retículo rugoso

La diferencia esencial es que en el procariota los tres procesos ocurren en el mismo compartimento, de modo que la transcripción y la traducción están acopladas: los ribosomas empiezan a traducir el extremo $5^{\mathrm{\prime }}$ del mensajero mientras el otro extremo se sigue transcribiendo. En el eucariota, la envoltura nuclear las separa físicamente y obliga a que el ARN salga al citoplasma antes de traducirse.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Explique}}\mathbf{\text{d}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{nde}}\mathbf{\text{tiene}}\mathbf{\text{lugar}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{maduraci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{ARN}}\mathbf{\text{mensajero}}\mathbf{\text{despu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{s}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{transcripci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{justifica}}\mathbf{\text{que}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{realice}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{ese}}\mathbf{\text{lugar.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

La maduración tiene lugar en el núcleo, y de hecho comienza mientras el transcrito primario se está sintetizando. Consiste en tres operaciones: la adición de la caperuza de metil-guanosina en el extremo $5^{\mathrm{\prime }}$, la adición de la cola de poli-A en el extremo $3^{\mathrm{\prime }}$ y, sobre todo, el corte y empalme o splicing, en el que el espliceosoma elimina los intrones y une los exones.

Que se realice en el núcleo, y no en el citoplasma, está justificado por dos razones.

La primera es de necesidad: el ARNm inmaduro contiene intrones, y si se tradujera tal cual la proteína resultante sería incorrecta. La envoltura nuclear actúa como filtro y solo permite salir por sus poros a los transcritos ya madurados y correctamente marcados; los que no lo están se degradan dentro del núcleo. Es, por tanto, un control de calidad.

La segunda es de oportunidad: la maquinaria de maduración —el espliceosoma, las enzimas que añaden la caperuza y la cola— está en el núcleo, junto al ADN, de modo que puede actuar sobre el transcrito a medida que se sintetiza.

Y hay una tercera, de fondo: al separar la maduración de la traducción, la célula eucariota gana un nivel entero de regulación, el empalme alternativo, gracias al cual un mismo gen puede dar varias proteínas distintas según el tejido o el momento. Los procariotas, cuyos genes carecen de intrones y cuya traducción empieza antes de acabar la transcripción, no tienen maduración ni podrían tenerla.