Ejercicio resuelto de Replicación · Biología · Andalucía · 2026

Un grupo de estudiantes de 2.º de Bachillerato está realizando una práctica de laboratorio en un centro de investigación. Mediante técnicas de tinción del ADN y microscopía de alta resolución describen lo que observan:

«En un primer momento se distingue una estructura circular y compacta en el citosol. Al cabo de un tiempo, vemos que esta estructura se abre por un único lugar y aparecen dos puntos que se van alejando uno del otro mientras se forman nuevas hebras. Lo curioso es que una de las hebras nuevas se fabrica de seguido, y en la otra vemos pequeños fragmentos que luego se fusionan. Finalmente, aparecen dos estructuras circulares completas e iguales antes de que la célula se divida».

a) Nombre el proceso observado por los estudiantes. [0,1 puntos]

b) Indique el tipo de organización de las células observadas y dos razones que lo justifiquen. [0,5 puntos]

c) Explique por qué los estudiantes observan que la «estructura se abre por un único lugar y aparecen dos puntos que se van alejando uno del otro». [0,2 puntos]

d) ¿Por qué describen que una de las hebras «se fabrica de seguido» y en la otra ven «pequeños fragmentos que luego se fusionan»? [0,6 puntos]. ¿Qué nombre recibe cada hebra? [0,2 puntos]

e) Nombre los monómeros que conforman la estructura circular y cite las moléculas que se obtienen de su hidrólisis completa. [0,4 puntos]

$\textbf{a) Nombre el proceso observado por los estudiantes. [0,1 puntos]}$

Los estudiantes están observando la replicación del ADN, es decir, su duplicación previa a la división celular.

$\textbf{b) Indique el tipo de organización de las células observadas y dos razones que lo justifiquen. [0,5 puntos]}$

Las células observadas tienen organización procariota.

La primera razón es que el material genético descrito es «una estructura circular y compacta en el citosol»: el ADN procariota es una única molécula bicatenaria y circular, el nucleoide, que no está rodeado por ninguna envoltura y se encuentra directamente en el citoplasma. En una célula eucariota el ADN es lineal, está asociado a histonas y queda encerrado en el núcleo.

La segunda razón es que la replicación arranca «por un único lugar». El cromosoma bacteriano tiene un solo origen de replicación, mientras que los cromosomas eucarióticos, mucho más largos, tienen muchos repartidos a lo largo de la molécula para poder duplicarse en un tiempo razonable.

$\textbf{c) Explique por qué los estudiantes observan que la «estructura se abre por un único lugar y aparecen dos puntos que se van alejando uno del otro». [0,2 puntos]}$

Ese único lugar es el origen de replicación, la secuencia por la que las helicasas separan las dos hebras y abren la doble hélice formando una burbuja de replicación.

Los dos puntos que se alejan son las dos horquillas de replicación que se generan en los extremos de esa burbuja. La replicación del cromosoma bacteriano es bidireccional: las dos horquillas avanzan en sentidos opuestos a partir del mismo origen, hasta encontrarse en el punto diametralmente opuesto del círculo. Por eso se ven separarse una de otra.

$\textbf{d) ¿Por qué describen que una de las hebras «se fabrica de seguido» y en la otra ven «pequeños fragmentos que luego se fusionan»? [0,6 puntos]. ¿Qué nombre recibe cada hebra? [0,2 puntos]}$

La causa está en dos hechos que se combinan: las dos hebras del ADN son antiparalelas —una va en sentido $5'\rightarrow 3'$ y la otra en sentido $3'\rightarrow 5'$— y la ADN polimerasa solo sabe añadir nucleótidos al extremo $3'$ libre, de modo que únicamente puede sintetizar en sentido $5'\rightarrow 3'$.

En una de las hebras molde, la que se lee en sentido $3'\rightarrow 5'$, esa dirección de síntesis coincide con la del avance de la horquilla, así que la ADN polimerasa sintetiza de forma continua, sin interrupciones: es lo que los estudiantes ven «de seguido».

En la otra hebra molde ocurre lo contrario: la síntesis tendría que ir en sentido opuesto al avance de la horquilla. Como eso es imposible, la polimerasa espera a que la horquilla abra un trecho y sintetiza hacia atrás un fragmento corto; después vuelve a empezar más adelante, y así sucesivamente. Esos trozos son los fragmentos de Okazaki, que la ADN ligasa acaba uniendo entre sí. De ahí los «pequeños fragmentos que luego se fusionan».

La primera se llama hebra conductora o adelantada, y la segunda, hebra retardada o retrasada.

$\textbf{e) Nombre los monómeros que conforman la estructura circular y cite las moléculas que se obtienen de su hidrólisis completa. [0,4 puntos]}$

Los monómeros del ADN son los desoxirribonucleótidos, unidos entre sí por enlaces fosfodiéster.

De la hidrólisis completa de cada nucleótido se obtienen tres tipos de moléculas:

$\text{ácido fosfórico}\ (\mathrm{H_3PO_4})$

$\text{desoxirribosa, una pentosa}$

$\text{una base nitrogenada: adenina, guanina, citosina o timina}$

Las dos primeras son comunes a todos los desoxirribonucleótidos y la tercera es la que los distingue.