Ejercicio resuelto de Ciclo celular · Biología · Cataluña · 2026

Richard Peto es un estadístico y epidemiólogo británico que en el año 1977 constató que había una falta de correlación entre el tamaño de algunas especies animales y el riesgo de padecer cáncer. Observó que especies de tamaño grande y longevas (que viven muchos años), como los elefantes, tienen una tasa de cáncer igual o inferior a la de especies más pequeñas, como los ratones. Esta observación se conoce como la paradoja de Peto y sugiere la existencia de diferentes mecanismos anticancerígenos naturales en las especies.

a) Dado que el cáncer está relacionado con el ciclo celular, el doctor Peto esperaba encontrar una tasa de cáncer superior en especies de animales de tamaño más grande y más longevidad. ¿Qué relación hay entre el cáncer y el ciclo celular? ¿Por qué el doctor Peto esperaba encontrar una tasa de cáncer superior en especies de animales de tamaño más grande y más longevidad? [0,5 puntos]
b) En investigaciones posteriores se observó que los elefantes no tienen un riesgo más alto de padecer cáncer porque, en su caso, desde el punto de vista evolutivo, se han seleccionado mecanismos moleculares que han reducido esta vulnerabilidad. Los elefantes tienen veinte copias del gen supresor de tumores TP53 en su genoma, mientras que los humanos u otros mamíferos tienen una. El gen TP53 codifica la proteína p53, que detiene la división celular en el punto de control $G_2/M$ si hay daño en el DNA, para que pueda repararse o, en caso contrario, inducir la apoptosis. Explique dos motivos por los cuales tener veinte copias del gen TP53 puede reducir el riesgo de padecer cáncer respecto al hecho de tener menos copias. [0,5 puntos]
c) Para estudiar el papel de la proteína p53 en el control del ciclo celular se llevó a cabo un experimento en el laboratorio con dos líneas celulares humanas: una línea celular original (con el gen TP53 funcional) y una línea celular en la cual se había inactivado el gen TP53. Se cultivaron las dos líneas de células y se expusieron a radiación gamma, una radiación ionizante fuerte que provoca daños graves en el DNA. Posteriormente, se observó cada línea celular al microscopio y se calculó su índice mitótico (el porcentaje de células que estaban en mitosis) cada doce horas durante cuatro días. Se obtuvieron los resultados siguientes:



¿Cuál de las dos líneas del gráfico (la de cuadrados blancos o la de cuadrados negros) representa la línea celular original con el gen TP53 funcional? Justifique la respuesta. [0,5 puntos]
d) Actualmente, la principal causa de muerte de los elefantes jóvenes en el mundo es la infección por el herpesvirus endoteliotrópico del elefante (EEHV), un virus de doble cadena de DNA capaz de causar hemorragias internas mortales. El reservorio principal del virus EEHV son los animales adultos infectados que no presentan hemorragias y en los cuales el virus se encuentra en fase de latencia. Para identificar a estos animales se lleva a cabo una PCR (reacción en cadena de la polimerasa) a partir de muestras de tejido del animal y una detección de anticuerpos contra el EEHV en sangre. ¿Es posible encontrar una amplificación del genoma del EEHV por PCR en los elefantes adultos infectados que no presentan hemorragias? Justifique la respuesta. ¿Es posible que un elefante adulto que tiene el virus EEHV en fase de latencia haya desarrollado en algún momento anticuerpos contra este virus? Justifique la respuesta. [0,5 puntos]
e) En octubre de 2025, un equipo de investigadores de la Universidad de Surrey (Reino Unido) presentó en la revista Nature Communications el diseño de la primera vacuna de RNA recombinante para el EEHV. Los resultados son prometedores y muestran cómo la vacuna indujo la respuesta de dos tipos clave de células inmunitarias: los linfocitos T colaboradores $\text{CD4}^{+}$ y los linfocitos T citotóxicos $\text{CD8}^{+}$. Indique, en cada una de las categorías siguientes, qué tipo de inmunidad proporciona a los elefantes la vacuna de RNA recombinante y justifique la respuesta: A) activa o pasiva; B) artificial o natural. La vacunación con RNA consiste en inyectar determinados mRNA para que las células del elefante los traduzcan y sinteticen proteínas víricas. ¿Por qué estas proteínas activarán el sistema inmunitario del elefante? [0,5 puntos]

$\textbf{a) ¿Qué relación hay entre el cáncer y el ciclo celular? ¿Por qué el doctor Peto esperaba encontrar una tasa de cáncer superior en especies de animales de tamaño más grande y más longevidad? (0,5 puntos)}$

El cáncer es, en esencia, una enfermedad del ciclo celular. Una célula normal solo se divide cuando recibe la señal adecuada y supera los puntos de control, que comprueban que el DNA está intacto y que la célula tiene el tamaño y los recursos necesarios. Cuando se acumulan mutaciones en los genes que regulan ese proceso —protooncogenes que se activan en exceso y genes supresores de tumores que dejan de funcionar—, la célula se divide sin control y sin reparar sus daños, y esa proliferación descontrolada es el tumor.

Las mutaciones aparecen sobre todo cuando el DNA se replica, es decir, en la fase S de cada ciclo. Por eso el doctor Peto razonaba así: un animal grande tiene muchísimas más células que uno pequeño, y un animal longevo acumula muchos más ciclos de división a lo largo de su vida. Como cada división es una oportunidad de que aparezca un error, un elefante debería sufrir muchas más mutaciones a lo largo de su vida que un ratón y, con ellas, muchísimo más cáncer.

$\textbf{b) Explique dos motivos por los cuales tener veinte copias del gen TP53 puede reducir el riesgo de padecer cáncer respecto al hecho de tener menos copias. (0,5 puntos)}$

El primer motivo es de cantidad. Veinte copias del gen se transcriben y se traducen a mucha más proteína p53 que una sola, de modo que la vigilancia del punto de control $G_2/M$ es más sensible y más rápida: se detectan daños en el DNA que en otra especie pasarían desapercibidos, y la célula se detiene para repararlos o entra en apoptosis antes de dividirse.

El segundo motivo es de redundancia. Para que una célula pierda por completo el control que ejerce la p53 tendrían que inactivarse las veinte copias del gen, mientras que en un humano basta con inactivar las dos que hay (una en cada cromosoma homólogo). La probabilidad de que se acumulen veinte mutaciones inactivantes en la misma célula es astronómicamente menor que la de que se acumulen dos, así que el gen supresor sigue funcionando aunque algunas copias se estropeen.

$\textbf{c) ¿Cuál de las dos líneas del gráfico (la de cuadrados blancos o la de cuadrados negros) representa la línea celular original con el gen TP53 funcional? Justifique la respuesta. (0,5 puntos)}$

La línea con el gen TP53 funcional es la de los cuadrados negros.

El razonamiento sale del papel de la proteína p53 que describe el enunciado: detener la división celular en el punto de control $G_2/M$ cuando hay daño en el DNA. La radiación gamma provoca precisamente ese daño, así que en una célula con p53 funcional el ciclo se detiene antes de la mitosis y el índice mitótico debe caer.

Eso es exactamente lo que hace la línea de cuadrados negros: parte de un índice mitótico de algo más del 3 %, cae prácticamente a cero a las doce horas y se mantiene ahí durante los cuatro días.

La línea de cuadrados blancos, en cambio, no solo sigue dividiéndose, sino que alcanza un máximo de un 13 % a las 48 horas: son células que entran en mitosis con el DNA dañado porque han perdido el freno del punto de control. Corresponde, por tanto, a la línea con el gen TP53 inactivado, y su comportamiento ilustra bien por qué la pérdida de p53 favorece la aparición de tumores.

$\textbf{d) ¿Es posible encontrar una amplificación del genoma del EEHV por PCR en los elefantes adultos infectados que no presentan hemorragias? ¿Es posible que un elefante adulto que tiene el virus EEHV en fase de latencia haya desarrollado en algún momento anticuerpos contra este virus? Justifique las respuestas. (0,5 puntos)}$

Sí en los dos casos.

La PCR amplifica cualquier secuencia de DNA presente en la muestra, y en la fase de latencia el genoma del EEHV —que es DNA de doble cadena— sigue estando dentro de las células del animal, aunque el virus no se esté replicando ni produzca síntomas. Basta con que haya unas pocas copias del genoma vírico en el tejido para que la reacción en cadena de la polimerasa las multiplique hasta hacerlas detectables. Por eso la PCR sirve precisamente para identificar a estos reservorios asintomáticos.

Y sí, es esperable que tenga anticuerpos. El virus solo llega a la latencia después de una infección primaria, y durante esa infección el sistema inmunitario reconoció sus antígenos y montó una respuesta específica: linfocitos B activados, células plasmáticas y producción de anticuerpos, además de células de memoria. Esos anticuerpos permanecen en la sangre mucho tiempo, de modo que la serología es positiva aunque el virus esté silencioso. De hecho es la combinación de las dos pruebas la que identifica al animal como portador.

$\textbf{e) Indique qué tipo de inmunidad proporciona a los elefantes la vacuna de RNA recombinante: A) activa o pasiva; B) artificial o natural. ¿Por qué estas proteínas activarán el sistema inmunitario del elefante? (0,5 puntos)}$

A) Es inmunidad activa. Al elefante no se le administran anticuerpos ya fabricados, sino la información para que sus propias células produzcan las proteínas víricas; a partir de ahí es su sistema inmunitario el que reacciona, genera linfocitos efectores y, sobre todo, células de memoria. Por eso la protección tarda unos días en aparecer, pero es duradera. Si se le hubieran inyectado anticuerpos de otro animal, la inmunidad sería pasiva: inmediata pero pasajera y sin memoria.

B) Es inmunidad artificial, porque el contacto con el antígeno no se produce por una infección espontánea, sino provocado deliberadamente mediante la vacunación.

Las proteínas víricas activan el sistema inmunitario porque son antígenos: moléculas ajenas al organismo que las células presentadoras de antígeno capturan, procesan y muestran en su superficie a los linfocitos T colaboradores $\text{CD4}^{+}$ y citotóxicos $\text{CD8}^{+}$. El sistema inmunitario no distingue si esas proteínas vienen de un virus completo o de un mRNA inyectado: reconoce las proteínas en sí, y por eso monta la misma respuesta específica que montaría ante el virus real, pero sin el riesgo de la infección.