Ejercicio resuelto de Reproducción · Biología · 2025

La α-amanitina es una de las toxinas producidas por el hongo Amanita phalloides. Su acción molecular va dirigida contra la ARN polimerasa II. La α-amanitina es una molécula muy polar y atraviesa la membrana plasmática con dificultad salvo en las células del hígado, donde es transportada por una proteína especial. Por eso, la muerte de las personas intoxicadas por comer estas setas suele suceder por fallo hepático. Esta toxina se ha empleado con éxito en el tratamiento de determinados tipos de cáncer. El efecto de la α-amanitina es mayor sobre las células cancerosas, ya que presentan una activa síntesis de ARN y de proteínas.

a) Respecto al contenido en ADN y el número de cromátidas de cada cromosoma, indique las diferencias entre:
a1.- la anafase mitótica y la anafase I meiótica. [0,25 puntos]
a2.- la metafase mitótica y la metafase I meiótica. [0,25 puntos]
a3.- la metafase II y la anafase II meióticas. [0,25 puntos]
a4.- la telofase mitótica y la telofase II meiótica. [0,25 puntos]

b) ¿Qué son los protooncogenes? [0,2 puntos] ¿Y los genes supresores de tumores? [0,2 puntos] Describa la función de dos protooncogenes [0,3 puntos] y de dos genes supresores de tumores. [0,3 puntos]

c) Indique razonadamente si las siguientes proposiciones son verdaderas o falsas:
c1.- La α-amanitina actúa en el interior del núcleo celular. [0,25 puntos]
c2.- La función de las mitocondrias hepáticas se ve muy afectada por la α-amanitina. [0,25 puntos]

$\textbf{a) Respecto al contenido en ADN y el número de cromátidas de cada cromosoma, indique las diferencias entre:}$

Se toma como referencia una célula diploide con $2n$ cromosomas, y se llama $c$ al contenido de ADN de un juego haploide de cromosomas de una cromátida. Antes de la replicación la célula tiene $2c$; después de la fase S, $4c$.

$\textbf{a1.- la anafase mitótica y la anafase I meiótica. [0,25 puntos]}$

La diferencia está en qué se separa, y de ahí sale todo lo demás.

En la anafase mitótica se separan las cromátidas hermanas de cada cromosoma: el centrómero se divide y cada cromátida migra a un polo como cromosoma independiente. Cada cromosoma que viaja tiene, por tanto, una sola cromátida. La célula sigue conteniendo $4c$ de ADN, repartidos en $2c$ hacia cada polo, y a cada polo van $2n$ cromosomas.

En la anafase I meiótica no se separan las cromátidas, sino los cromosomas homólogos completos: el centrómero no se divide y cada cromosoma migra entero, con sus dos cromátidas. La célula tiene también $4c$, pero a cada polo van $n$ cromosomas con $2c$ de ADN. Es aquí donde ocurre la reducción del número de cromosomas.

$\textbf{a2.- la metafase mitótica y la metafase I meiótica. [0,25 puntos]}$

En los dos aspectos por los que se pregunta, estas dos fases coinciden: en ambas la célula contiene $4c$ de ADN y todos los cromosomas tienen dos cromátidas.

La diferencia está en cómo se disponen. En la metafase mitótica los $2n$ cromosomas se alinean individualmente en una sola placa ecuatorial, y las fibras del huso llegan a cada cromosoma desde los dos polos, de modo que sus dos cromátidas quedarán tiradas en sentidos opuestos.

En la metafase I los cromosomas están apareados formando $n$ bivalentes o tétradas, unidos aún por los quiasmas del sobrecruzamiento, y se disponen en una doble placa. Cada cromosoma recibe fibras de un solo polo, el mismo para sus dos cromátidas, y es el homólogo el que recibe las del polo contrario.

$\textbf{a3.- la metafase II y la anafase II meióticas. [0,25 puntos]}$

En la metafase II cada una de las dos células procedentes de la primera división contiene $n$ cromosomas con dos cromátidas cada uno, alineados en la placa ecuatorial, y su contenido de ADN es $2c$.

En la anafase II el centrómero se divide y las cromátidas hermanas se separan, exactamente como en una mitosis. Cada cromosoma pasa a tener una sola cromátida, hay $2n$ cromosomas en la célula, $n$ hacia cada polo, y el contenido de ADN de la célula sigue siendo $2c$, con $c$ en cada polo.

La diferencia es, pues, el número de cromátidas por cromosoma —dos frente a una— mientras que el contenido total de ADN de la célula no ha variado, porque nada se ha perdido: solo se ha repartido.

$\textbf{a4.- la telofase mitótica y la telofase II meiótica. [0,25 puntos]}$

En los dos casos los cromosomas llegan a los polos con una sola cromátida y se descondensan mientras se reconstruye la envoltura nuclear. La diferencia es cuántos hay y cuánto ADN llevan.

En la telofase mitótica cada núcleo hijo recibe $2n$ cromosomas de una cromátida, con un contenido de $2c$: es la dotación diploide de partida, y las dos células resultantes son idénticas a la madre.

En la telofase II cada núcleo hijo recibe $n$ cromosomas de una cromátida, con un contenido de $c$: la mitad de cromosomas y la mitad de ADN. De la meiosis salen cuatro células haploides y genéticamente distintas entre sí.

$\textbf{b) ¿Qué son los protooncogenes? [0,2 puntos] ¿Y los genes supresores de tumores? [0,2 puntos] Describa la función de dos protooncogenes [0,3 puntos] y de dos genes supresores de tumores. [0,3 puntos]}$

Los protooncogenes son genes normales de la célula que codifican las proteínas encargadas de estimular la división celular: factores de crecimiento, sus receptores, transductores de señal, ciclinas y factores de transcripción. No tienen nada de patológico; al contrario, son imprescindibles para el crecimiento y la regeneración de los tejidos. El problema aparece cuando una mutación los altera y se convierten en oncogenes, que actúan como un acelerador atascado: basta que mute una de las dos copias para que la célula reciba la orden de dividirse continuamente, de modo que se comportan de forma dominante.

Los genes supresores de tumores son genes que codifican las proteínas encargadas de frenar la división, de reparar el ADN dañado o de inducir la apoptosis cuando el daño es irreparable. Su mutación es una pérdida de función y actúa de forma recesiva: hace falta que se inactiven las dos copias para que el freno desaparezca.

Gen	Tipo	Función de su proteína $RAS$	Protooncogén	Proteína G unida a la cara interna de la membrana que transmite hacia el interior la señal que ha recibido el receptor de un factor de crecimiento. Al mutar queda permanentemente activa y transmite la orden de dividirse aunque no llegue ninguna señal $MYC$	Protooncogén	Factor de transcripción nuclear que activa los genes necesarios para entrar en la fase S. Al mutar o amplificarse mantiene esos genes encendidos y empuja a la célula a un ciclo tras otro $TP53$	Supresor de tumores	Codifica la proteína $p53$, llamada guardián del genoma: ante un daño en el ADN detiene el ciclo en $G_1$ para dar tiempo a repararlo y, si no se repara, desencadena la apoptosis. Es el gen mutado con más frecuencia en los tumores humanos $RB1$	Supresor de tumores	Codifica la proteína $pRb$, que en su forma no fosforilada secuestra al factor de transcripción E2F e impide el paso de $G_1$ a $S$. Su pérdida abre esa puerta de forma permanente y causa el retinoblastoma

$\textbf{c) Indique razonadamente si las siguientes proposiciones son verdaderas o falsas:}$

$\textbf{c1.- La }\boldsymbol{\alpha}\textbf{-amanitina actúa en el interior del núcleo celular. [0,25 puntos]}$

Verdadera.

Su diana es la ARN polimerasa II, que es la enzima que transcribe los genes codificantes de proteínas, y la transcripción de los eucariotas ocurre en el núcleo: es allí donde está el ADN y donde la polimerasa se ensambla sobre el promotor. Para inhibirla, la toxina tiene que llegar hasta ese compartimento, y lo hace atravesando los poros nucleares, que permiten el paso de moléculas pequeñas.

El razonamiento se apoya además en lo que el propio enunciado cuenta: la toxina es muy polar y solo entra bien en la célula hepática, donde una proteína transportadora la introduce. Una vez en el citosol pasa al núcleo, se une a la polimerasa II y detiene la síntesis de ARN mensajero; sin ARN mensajero cesa la síntesis de proteínas y el hepatocito muere, que es la causa del fallo hepático.

$\textbf{c2.- La función de las mitocondrias hepáticas se ve muy afectada por la }\boldsymbol{\alpha}\textbf{-amanitina. [0,25 puntos]}$

Falsa, al menos como efecto directo.

La mitocondria no utiliza la ARN polimerasa II. Tiene su propio ADN circular y su propia ARN polimerasa mitocondrial, una enzima distinta, de un solo polipéptido y emparentada con la de los bacteriófagos, que no es sensible a la $\alpha$-amanitina. Tampoco lo son las polimerasas I y III del núcleo. A eso se añade que la toxina es muy polar y no atraviesa con facilidad las membranas, de modo que difícilmente alcanza la matriz mitocondrial.

Por tanto, la respiración celular, el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa siguen funcionando mientras haya sustrato. Lo que sí ocurre, y conviene precisarlo, es que la mayoría de las proteínas mitocondriales están codificadas en el núcleo: al cesar la transcripción de sus ARN mensajeros, esas proteínas dejan de reponerse y la mitocondria acaba deteriorándose. Pero eso es una consecuencia tardía e indirecta del bloqueo nuclear, no una acción de la toxina sobre el orgánulo.