ADN, ARN y Síntesis de Proteínas: preguntas resueltas sobre transcripción, traducción y replicación

Pregunta 5

a)

Si un polipéptido tiene 450 aminoácidos, indique cuántos ribonucleótidos tendrá el fragmento del ARN mensajero que codifica esos aminoácidos [0,2].

Respuesta: 450 × 3 = 1350 ribonucleótidos. 0,2 puntos

b)

Indique cuáles serán los anticodones de los ARN transferentes correspondientes a la molécula de ARNm 5′-GUU-UUC-GCA-UGG-3′ [0,4].

Respuesta: Anticodones: CAA, AAG, CGU, ACC. 0,4 puntos

c)

Indique la secuencia de ADN que sirvió de molde para este mismo ARNm [0,4].

Respuesta: 3′-CAA AAG CGT ACC-5′ (equivalente corregido: 3′-CAA AAG CGT ACC-5′). 0,4 puntos

Pregunta 3

Indique el significado de las siguientes afirmaciones y razone las respuestas:

  • Las dos hebras de una molécula de ADN son antiparalelas [0,4];
  • La replicación del ADN es semiconservativa [0,6];
  • La replicación del ADN es bidireccional [0,6];
  • Una de las cadenas del ADN se replica mediante fragmentos de Okazaki [0,4].

Respuestas:

  • Una hebra va en sentido 5’→3′ y la otra en sentido 3’→5′. 0,4 puntos
  • La replicación es semiconservativa: las hebras resultantes tienen una cadena antigua (molde) y otra de nueva síntesis. 0,6 puntos
  • La replicación es bidireccional: la replicación ocurre en los dos sentidos a partir del origen, formándose dos horquillas de replicación con sentidos opuestos. 0,6 puntos
  • Durante la replicación, la síntesis de una cadena (cadena líder) se realiza de forma continua en el mismo sentido que el avance de la horquilla de replicación, mientras que la otra cadena (cadena retardada) se sintetiza en fragmentos cortos llamados fragmentos de Okazaki. 0,4 puntos

Pregunta (nuclear/citoplasmática): procesos y moléculas

a)

Nombre las moléculas representadas con los números 1, 2, 3 y 5 [0,4]. ¿Qué procesos se desarrollan en el núcleo? [0,3]. Comente los cambios que ocurren entre las moléculas indicadas con los números 3 y 5 [0,3].

Respuestas:

  • 1: ADN
  • 2: ARN polimerasa
  • 3: ARN transcrito primario
  • 5: ARNm (ARN mensajero) maduro

En el núcleo se desarrollan los procesos de transcripción y maduración del ARN. 0,3 puntos

Cambios entre 3 y 5: adición de la caperuza (capping) en 5′, poliadenilación (cola poli-A) en 3′ y eliminación de intrones mediante splicing; resultado: ARNm maduro. 0,3 puntos

b)

¿Qué representan los números 6 y 7? [0,2]. ¿Qué proceso se desarrolla en el citoplasma? [0,2]. Explique brevemente dicho proceso [0,6].

Respuestas:

  • 6: Polipéptido en formación
  • 7: Ribosoma

El proceso que se desarrolla en el citoplasma es la traducción. 0,2 puntos

Breve explicación (puntos a mencionar):

  • Iniciación: unión del ARNm a la subunidad ribosómica pequeña, reconocimiento del codón de inicio por el anticodón del ARNt iniciado, y ensamblaje de las subunidades ribosómicas.
  • Elongación: entrada sucesiva de ARNt con sus aminoácidos, formación del enlace peptídico entre aminoácidos y translocación del ribosoma a lo largo del ARNm.
  • Terminación: llegada a un codón de terminación y liberación del polipéptido. 0,6 puntos

Pregunta 6 (figura adjunta, identificación de estructuras)

a)

Indique cuáles son las estructuras y/o moléculas señaladas con los números 1 al 7 [0,7], e indique los procesos señalados con las letras A y B [0,3].

Respuestas:

  • 1: ADN
  • 2: ARNm
  • 3: Ribosoma
  • 4: Anticodón
  • 5: Proteína
  • 6: ARNt
  • 7: Codón

Proceso A: Transcripción. Proceso B: Traducción. (0,3 puntos)

b)

¿Cuál es la función del proceso A? [0,3]. Describa el proceso B [0,7].

Respuesta proceso A (función): Síntesis de los diferentes tipos de ARN a partir del ADN para la expresión de la información genética. 0,3 puntos

Descripción proceso B (traducción): Deben mencionarse al menos:

  • Iniciación: unión del ARNm, ARNt iniciador, codón de inicio y subunidades ribosómicas.
  • Elongación: formación del enlace peptídico entre aminoácidos y desplazamiento del ribosoma (translocación).
  • Terminación: reconocimiento del codón de terminación y liberación del polipéptido. 0,7 puntos

Pregunta (procesos: a, b, c, d)

a) Nombre cada uno de los procesos biológicos que se indican con las letras a, b, c y d [0,4]. Relacione cada uno de estos procesos con: ARN polimerasa dependiente de ADN, ribosomas, ADN polimerasa, anticodón, transcriptasa inversa, aminoácidos, ARN transferente y cebadores de ARN [0,6].

b) Exponga la función de cada uno de estos procesos [1].

Respuestas:

  • a: Replicación del ADN
  • b: Transcripción
  • c: Transcripción inversa
  • d: Traducción

Relaciones:

  • Replicación: ADN polimerasa y cebadores de ARN.
  • Transcripción: ARN polimerasa dependiente de ADN.
  • Transcripción inversa: transcriptasa inversa.
  • Traducción: aminoácidos, ARNt (ARN transferente), ribosomas y anticodón.

Funciones:

  • Replicación: duplicación del material genético imprescindible para la supervivencia y reparto en la división celular. 0,25 puntos
  • Transcripción: copia del ADN en los diferentes tipos de ARN necesarios para la expresión de la información genética. 0,25 puntos
  • Transcripción inversa: copia de ARN en ADN, utilizada por virus con genoma de ARN para completar su ciclo vital. 0,25 puntos
  • Traducción: proceso por el que el mensaje genético del ARNm es leído mediante un código que asigna a cada triplete de bases un aminoácido; es el proceso fundamental de síntesis de proteínas. 0,25 puntos

Pregunta 6 (esquema: tipo de molécula y replicación)

a)

Nombre el tipo de molécula de que se trata [0,25]. Cómo se denominan sus monómeros [0,2] y cuál es su composición [0,3]. Considerando la molécula en sentido longitudinal, las notaciones 3′ y 5′ se sitúan en posiciones opuestas. Explique el significado de este hecho [0,25].

Respuesta:

  • Tipo de molécula: ADN. 0,25 puntos
  • Monómeros: nucleótidos. 0,2 puntos
  • Composición de un nucleótido: ácido fosfórico, pentosa (desoxirribosa) y base nitrogenada. 0,3 puntos
  • Significado de 3′ y 5′: las cadenas son antiparalelas; los extremos 5′ y 3′ de cada hebra están orientados en direcciones opuestas. 0,25 puntos

b)

¿Cómo se denomina el proceso por el cual esta molécula se duplica? [0,2]. Explíquelo brevemente [0,8].

Respuesta: Replicación. 0,2 puntos

Explicación (elementos a mencionar para máxima puntuación): origen de replicación, cadenas líder y retardada, cebador (primer), fragmentos de Okazaki, ADN polimerasa y ligasa. 0,8 puntos

Pregunta 6 (esquema adjunto: transcripción y traducción, codones y mutación)

a)

¿Cómo se denominan cada uno de los pasos indicados con flechas en el esquema [0,2] y dónde se llevan a cabo en una célula eucariótica? [0,2]. Escriba qué codones corresponden a cada uno de los 5 aminoácidos [0,3]. Si una mutación puntual provoca que la primera base de la molécula 2 pase a ser una C en vez de una A, ¿qué cambio se origina en la secuencia de la molécula 3? [0,3].

Respuestas:

  • Paso de 1 a 2: Transcripción. 0,1 puntos
  • Paso de 2 a 3: Traducción. 0,1 puntos
  • Localización: Transcripción en el núcleo; traducción en el citoplasma (ribosomas). 0,2 puntos

Codones y aminoácidos:

  • AUU ⇒ Ile (isoleucina)
  • CGA ⇒ Arg (arginina)
  • UGC ⇒ Cys (cisteína)
  • GUC ⇒ Val (valina)
  • CUU ⇒ Leu (leucina)

Mutación puntual: Si la primera base de la molécula 2 cambia de A a C, la isoleucina (Ile) pasaría a ser leucina (Leu). 0,3 puntos

b)

Describa brevemente el proceso de síntesis de la molécula 3 e indique las fases de las que consta [1].

Respuesta: Debe describirse la iniciación, la elongación y la terminación de la síntesis proteica; mencionar la unión al ribosoma, el ARNm, los ARNt y la formación del polipéptido. 1 punto

Pregunta 6 (otra figura adjunta: identificación de procesos y elementos)

a)

¿Cómo se denominan los dos procesos biológicos representados? [0,5]. Identifique los distintos elementos de la figura señalados con números [0,5].

Respuestas:

  • Procesos: Transcripción y traducción. 0,5 puntos
  • 1: ADN
  • 2: ARNm
  • 3: Subunidad pequeña del ribosoma
  • 4: Subunidad grande del ribosoma
  • 5: Proteína

b)

Identifique los extremos del elemento 2 (a y b) y los extremos del elemento 5 (c y d) [0,5]. ¿Cuál es la composición química de los elementos señalados con los números 3 y 4? [0,5].

Respuesta:

  • Extremo a: extremo 5′ del ARNm. Extremo b: extremo 3′ del ARNm. 0,5 puntos
  • Extremo c: extremo C-terminal de la proteína. Extremo d: extremo N-terminal de la proteína. 0,5 puntos
  • Composición de 3 y 4 (subunidades ribosómicas): ARN ribosómico (ARNr) y proteínas. 0,5 puntos

Pregunta 6 (figura: moléculas 1,2,3; A,B; y elementos 4,5)

a)

Identifique las moléculas 1, 2 y 3 [0,3] y los procesos A y B [0,2]. Identifique los elementos 4 y 5 [0,2]. ¿Qué significado tienen los números 5′ y 3′ y los grupos H2N y COOH? [0,3].

Respuestas:

  • 1: ADN
  • 2: ARN mensajero (ARNm)
  • 3: Proteína
  • A: Transcripción
  • B: Traducción
  • 4: Bases nitrogenadas (o nucleótidos)
  • 5: Aminoácidos

Los números 5′ y 3′ indican la orientación de los extremos de las cadenas de ADN/ARN. H2N y COOH representan los extremos amino (N-terminal) y carboxilo (C-terminal) de un polipéptido. 0,3 puntos

b)

¿Qué diferencias relativas a la composición química [0,3], a la estructura [0,2] y a la función [0,5] existen entre las moléculas 1 y 2?

Respuesta:

  • Composición química: ADN contiene desoxirribosa y timina; ARN contiene ribosa y uracilo. 0,3 puntos
  • Estructura: ADN es bicatenario (doble cadena); ARN suele ser monocatenario (cadena sencilla). 0,2 puntos
  • Función: ADN es el portador de la información genética (almacenamiento y transmisión); ARN interviene en la expresión de esa información (transcripción y traducción). 0,5 puntos

Pregunta 7 (imagen: identificación de proceso y estructuras)

a)

¿Qué proceso representa este esquema? [0,2]. Identifique las estructuras y las moléculas que aparecen en el dibujo [0,8].

Respuesta: Traducción o síntesis proteica. 0,2 puntos

Estructuras y moléculas: ribosoma, ARNm, ARNt y aminoácidos. 0,8 puntos

b)

Explique cómo se lleva a cabo el proceso representado [1].

Respuesta: Debe mencionarse la intervención de todos los ARN: ARNm (mensaje), ARNr (ribosómico) y ARNt (transferente), indicando la función de cada uno en iniciación, elongación y terminación de la traducción. 1 punto

Pregunta (transcripción por la presencia de ADN bicatenario y hebra de ARN)

a)

Indique razonadamente de qué proceso se trata [0,3]. ¿En qué lugar de la célula se produce? [0,1]. ¿Cómo afectaría a este proceso una elevación brusca de la temperatura por encima de los 80 ºC? [0,6].

Respuesta: Se trata de transcripción (presencia de ADN bicatenario y una hebra de ARN). Localización: núcleo en eucariotas; citoplasma en procariotas; o en mitocondrias/cloroplastos según el contexto. Una elevación brusca por encima de 80 ºC provocaría desnaturalización del ADN y de las enzimas implicadas, inhibiendo el proceso. 0,3 / 0,1 / 0,6 puntos

b)

Explique la composición y estructura de la molécula resultante [0,4]. ¿Cuáles son las posibles funciones de la molécula formada? [0,6].

Respuesta: La molécula resultante es ARN: composición y estructura del ARN (ribosa, fosfato y bases incluyendo uracilo; generalmente monocatenario). Las funciones dependen del tipo de ARN: ARNm (transporta la información para síntesis de proteínas), ARNt (transporta aminoácidos y reconoce codones) y ARNr (componente funcional del ribosoma). 0,4 / 0,6 puntos

Pregunta 7 (esquema de molécula biológica)

a)

El siguiente esquema representa la estructura de una molécula biológica:

Indique de qué molécula se trata [0,1] e identifique los elementos señalados con las letras A, B y C [0,6]. ¿Qué representan las líneas de puntos? [0,1]. ¿Qué indican los números 5′ y 3′? [0,2].

Respuesta: Molécula de ADN. A: grupo fosfato; B: desoxirribosa; C: base nitrogenada. Las líneas de puntos representan puentes de hidrógeno entre bases complementarias. Los números 5′ y 3′ indican la dirección u orientación de la cadena sencilla de ADN. 0,1 / 0,6 / 0,1 / 0,2 puntos

b)

Cite dos procesos fundamentales para la vida relacionados con esta molécula [0,2] y explique el significado biológico de cada uno [0,8].

Respuesta:

  • Replicación: garantiza la conservación y transmisión del material genético a la descendencia y en la división celular. 0,4 puntos
  • Transcripción: permite la expresión de la información genética y la síntesis de ARN necesarios para la producción de proteínas y la regulación celular. 0,4 puntos

Nota: Se han corregido errores ortográficos y de puntuación, se han uniformado las notaciones (5′, 3′, ARNm, ARNt, ARNr) y se ha mantenido la totalidad del contenido original, preservando las preguntas, respuestas y la valoración numérica señalada para cada ítem.