Biología Molecular: Composición de Ácidos Nucleicos y Replicación

Respuestas Fundamentales en Biología Molecular

1. Composición de Bases del ARN Producido

Dada una cadena de ADN con la siguiente composición de bases nitrogenadas: Adenina (A) = 21%, Guanina (G) = 30%, Citosina (C) = 26%, y Timina (T) = 23%.

Considerando que el ARN se sintetiza a partir de la hebra molde del ADN, y asumiendo que las proporciones dadas corresponden a la hebra codificante (no molde) del ADN, las reglas de emparejamiento de bases son:

• En el ARN, la adenina (A) se empareja con uracilo (U) en lugar de timina (T).
• La guanina (G) se empareja con citosina (C) y viceversa.

Por lo tanto, las proporciones de bases en el ARN sintetizado, reflejando la hebra codificante del ADN (con T reemplazada por U), serán:

• A = 21%
• G = 30%
• C = 26%
• U = 23%

2. Secuencia de un Oligonucleótido de ADN y ARN

a. Filamento Codificante de ADN

5'-ATGATTACCCGAATGATT-3'

b. Hebra Molde de ADN

La hebra molde es complementaria y antiparalela al filamento codificante:

3'-TACTAATCGGCTTAC-TAA-5'

c. Secuencia del ARNm

El ARNm es complementario a la hebra molde del ADN, pero reemplaza la timina (T) por uracilo (U):

5'-AUGAUUAGCCGAAUGAUU-3'

d. Número de Aminoácidos Codificados

Un codón está compuesto por tres nucleótidos y codifica un aminoácido. La secuencia del ARNm contiene los siguientes codones:

• AUG
• AUU
• AGC
• CGA
• AUG
• AUU

En total, hay 6 codones. Dado que ninguno de estos codones es un codón de parada (como UAA, UAG, UGA), la secuencia codifica para 6 aminoácidos.

3. Conceptos Clave en Biología Molecular

A continuación, se definen algunos términos esenciales:

• Ribosoma: Es el sitio donde ocurre la traducción, y coordina la interacción entre el ARNm y los tRNA.
• Anticodón: Es un triplete de nucleótidos en el tRNA que se empareja con el codón complementario en el ARNm.
• ARNm (ARN mensajero): Lleva la información genética desde el ADN hasta el ribosoma para la síntesis de proteínas.
• tRNA (ARN de transferencia): Transporta los aminoácidos al ribosoma y los posiciona en la secuencia correcta.
• Codón: Triplete de bases en el ARNm que codifica para un aminoácido específico o una señal de parada.

4. Elementos Involucrados en la Replicación del ADN

Los principales componentes que participan en el proceso de replicación del ADN son:

• Helicasa: Desenrolla la doble hélice del ADN, separando las hebras complementarias.
• Topoisomerasa: Previene el superenrollamiento del ADN durante la replicación al liberar la tensión acumulada.
• Proteínas SSB (Single-Strand Binding Proteins): Evitan que las hebras separadas de ADN se vuelvan a emparejar, manteniéndolas estables.
• ADN Polimerasa I: Reemplaza los fragmentos de ARN cebadores con ADN durante la replicación.
• ADN Polimerasa III: Lleva a cabo la síntesis principal de la nueva hebra de ADN.
• ADN Ligasa: Une los fragmentos de ADN recién sintetizados (fragmentos de Okazaki) para formar una cadena continua.
• ARN Polimerasa (Primasa): Sintetiza el cebador de ARN necesario para iniciar la replicación del ADN.