PROPIEDADES DE LOS ACIDOS NUCLEICOS Y FUNCIONES1.- Cmo y cundo se lleva a cabo la transmisin de la informacin gentica?2.- Qu es la transcripcin?4.- Dada la siguiente secuencia de nucletidos del ARNm: AGC UAU AUG CGC ACG CAA ACC CCA AUU UAG AUA. a) Diga cules son los codones de iniciacin y de terminacin de esta secuencia, si es que presentan alguno. Qu aminocidos codifican estos codones? b) Esta secuencia, podra dar lugar a un pptido? En caso afirmativo, cuntos aminocidos tendra? c) Si entre las bases subrayadas se introduce una adenina, qu ocurrira en el pptido obtenido?5.- A qu se denomina sitio A y sitio P del ribosoma?6.- Cmo actan las hormonas esteroides en el control de la expresin gnica?8.- Sealar las principales diferencias en la sntesis del ARNm en las clulas eucariotas y en las procariotas.10.- Al analizar el ADN de un organismo extraterrestre se ha observado que posee las mismas bases que el ADN de un organismo terrestre, si bien sus protenas solo contienen diecisis aminocidos distintos. Podra el cdigo gentico de estos organismos estar formado por parejas de nucletidos? Crees qu tendra alguna desventaja respecto al cdigo gentico de los organismos terrestres?11.- Qu son y cmo se forman los aminoacil-ARNt?12.- Por qu es necesario el control de la expresin gentica y cundo tiene lugar?13.- Qu es un gen?14.- Qu papel desempea la ARN-polimerasa?15.- Por qu decimos que el cdigo gentico est degenerado? Representa esto alguna ventaja?16.- A continuacin se escribe la secuencia de nucletidos de un fragmento de la cadena codificante del ADN: 3' AAG CAA TGT GGG CGG AGA CCA 5': a) Determinar la secuencia de nucletidos del ARNm correspondiente e indicar su polaridad. b) Utilizando el cdigo gentico, determinar la secuencia de aminocidos que produce la traduccin de este ARNm. c) Qu mnimo cambio tendra que ocurrir para que apareciese en cuarto lugar el aminocido histidina en este pptido?17.- Es cierto que en las clulas eucariotas todas las protenas tienen el aminocido metionina en el extremo N-terminal?18.- Explica cmo funciona el opern lac o sistema de regulacin inducible.19.- Quin enunci la hiptesis un gen, un enzima ? Qu dice dicha hiptesis?

20.- Qu son las secuencias promotoras?21.- Define los siguientes trminos: Codn. Codn sinnimo. Codn sin sentido. Codn de inicio.23.- Explicar cmo finaliza la sntesis proteica.24.- Si en los organismos pluricelulares todas las clulas tienen el mismo ADN, por qu tienen distintas formas y funciones?26.- Cmo se produce la fase de maduracin en los ARN mensajeros?27.- Por qu los codones que forman el cdigo gentico tienen que estar formados por tres nucletidos?28.- Qu es y cmo se forma el complejo de iniciacin?29.- Qu es el opern?31.- Qu problema plantea durante la replicacin el hecho de que las cadenas de ADN sean lineales?; de qu mecanismos disponen las clulas eucariontes para resolver este problema?33.- Mutaciones gnicas: Define mutacin espontnea y mutacin inducida. Tipos de agentes mutgenos. Explica los mecanismos de accin de los agentes mutgenos.34.- Dos alteraciones frecuentes en el ADN son las despurinizaciones y la desaminacin de la citosina. De qu mecanismos dispone la clula para reparar estos errores?35.- Qu es la transposicin?Cules son los tipos de elementos transponibles que aparecen en las bacterias?

1.- Cmo y cundo se lleva a cabo la transmisin de la informacin gentica?En los organismos pluricelulares, la transmisin de la informacin gentica, se realiza en dos momentos del ciclo del individuo: cuando el individuo se reproduce y cuando el individuo crece. Cuando el individuo se reproduce, la informacin gentica se transmite a los descendientes, y constituye lo que se conoce con el nombre de herencia biolgica. Cuando se produce el crecimiento del individuo, las clulas se dividen mediante mitosis; tambin en este caso, se transmite la informacin gentica completa a las clulas hijas que se obtienen. Tanto en un caso como en el otro, para que se pueda transmitir la informacin gentica es necesario realizar una copia previa de esta. Este proceso; es decir, la realizacin de una copia del ADN, se denomina replicacin o duplicacin del ADN.2.- Qu es la transcripcin?La transcripcin constituye la primera etapa que tiene lugar en el proceso de la expresin gentica. Mediante este proceso, la informacin gentica (secuencia de nucletidos de un fragmento del ADN) se transforma en una secuencia de aminocidos; es decir, en una protena. La transcripcin consiste, como su nombre indica, en copiar la informacin (secuencia de nucletidos) de un fragmento del ADN, el correspondiente a un gen, en una molcula de ARN. En este proceso, por consiguiente, tomando como molde o patrn una de las cadenas del fragmento del ADN, se sintetiza una molcula de ARN, cuya secuencia de nucletidos ser complementaria con dicha cadena de ADN. En las clulas eucariotas, el proceso ocurre en el ncleo, mientras que en las clulas procariotas, debido a que no hay un ncleo definido, tiene lugar en el citoplasma. La transcripcin es similar en eucariotas y en procariotas, aunque presenta algunas diferencias. Este proceso se realiza gracias a la accin de unos enzimas denominados ARN-polimerasas, que van uniendo ribonucletidos mediante enlaces fosfodister en direccin 5' 3', de forma complementaria a los nucletidos de la cadena del ADN patrn, y teniendo en cuenta que en el ARN no hay timina y la base complementaria de la adenina ser el uracilo. En la sntesis de los ARNs se utilizan ribonucletidos trifosfatos, que se hidrolizan y aportan la energa necesaria para formar los enlaces fosfodister. Como consecuencia de la transcripcin, los ARNs que se obtienen se denominan ARNs transcritos primarios. En muchos casos sufrirn un proceso de maduracin, mediante el cual se transforman en ARNs maduros (mensajeros, ribosmicos, transferentes), que intervendrn en la sntesis de protenas.4.- Dada la siguiente secuencia de nucletidos del ARNm: AGC UAU AUG CGC ACG CAA ACC CCA AUU UAG AUA. a) Diga cules son los codones de iniciacin y de terminacin de esta secuencia, si es que presentan alguno. Qu aminocidos codifican estos codones? b) Esta secuencia, podra dar lugar a un pptido? En caso afirmativo, cuntos aminocidos tendra? c) Si entre las bases subrayadas se introduce una adenina, qu ocurrira en el pptido obtenido?a) En esta secuencia el codn de iniciacin es el AUG, que est ocupando el tercer lugar. Este codn codifica el aminocido metionina, por ello, todas las protenas en principio comienzan por este aminocido; posteriormente, muchas de ellas lo eliminan. En esta secuencia el codn de terminacin es el UAG, que se encuentra localizado en penltimo lugar. Estos codones no codifican ningn aminocido, por ello, se les denomina tambin codones mudos o sin sentido. Provocan la separacin del ribosoma y el final de la sntesis proteica, ya que no existe ningn ARNt cuyo anticodn sea complementario con ellos.b) Esta secuencia dara lugar a un pptido que tendra siete aminocidos. El primer aminocido estara codificado por el tercer codn, que es el de iniciacin (AUG), y el ltimo estara codificado por el noveno codn (AUU), que es el anterior al codn de terminacin. El pptido codificado sera el siguiente: H2N-Met - Arg - Thr - Gln - Thr - Pro - Ile-COOH c) Si se adiciona una adenina entre las bases subrayadas, UAG AUA, la secuencia de nucletidos en su extremo final se altera quedando de la siguiente manera: UAA GAU A. Por lo tanto se ha modificado el codn de terminacin UAG y se ha transformado en el codn UAA. Esto no implica ningn cambio en el pptido, puesto que este nuevo codn tambin es un codn de terminacin, con lo cual el pptido seguir teniendo siete aminocidos.

5.- A qu se denomina sitio A y sitio P del ribosoma?El ribosoma es la estructura celular encargada de leer los codones del ARNm, y de ir uniendo a ellos, temporalmente, los complejos aminoacil-ARNt, cuyos anticodones sean complementarios con el ARNm. Cada uno de estos aminoacil-ARNt aportar un determinado aminocido, que posteriormente se unirn y formarn la protena. El ribosoma consta de dos subunidades que, al inicio de la sntesis, se unen. En ellos se diferencian dos sitios o centros de unin, en donde los ARNt se unen mediante sus anticodones con los codones del ARNm. Estos sitios son: El sitio A o aminoacil. Es el lugar del ribosoma donde se van incorporando los nuevos aminoacil-ARNt. Aqu el aminoacil-ARNt se une por su anticodn con el correspondiente codn del ARNm. El sitio P o peptidil es el lugar del ribosoma donde se encuentran los peptidil-ARNt, es decir, los ARNt que estn unidos a la cadena peptdica en formacin con los codones del ARNm.6.- Cmo actan las hormonas esteroides en el control de la expresin gnica? Las hormonas esteroides (estrgenos, corticoides, etc), debido a su carcter hidrfobo, pueden atravesar fcilmente la membrana plasmtica por difusin y penetrar dentro de la clula. Una vez en el citoplasma se unen a protenas receptoras especficas, formndose el complejo hormona-receptor , que es transportado hasta el ncleo a travs de los poros de la membrana nuclear. Una vez en el ncleo, se fijan sobre un intensificador del ADN e inducen la transcripcin de determinados genes.8.- Sealar las principales diferencias en la sntesis del ARNm en las clulas eucariotas y en las procariotas.Las principales diferencias son las siguientes: En las clulas procariotas, el enzima que cataliza la sntesis del ARNm es el mismo que cataliza la sntesis de los dems ARNs, mientras que en las clulas eucariotas hay un enzima especfico para catalizar la sntesis de este ARNm,, este enzima es la ARN-polimerasa II. En las clulas eucariotas, cuando ya se han transcrito los treinta primeros nucletidos, al extremo 5' del ARNm que se est formando, se le aade el nucletido metil-guanosina trifosfato, que forma una especie de caperuza. Esta sirve para proteger este extremo de la accin de las nucleasas cuando el ARNm sale del ncleo. Esto no ocurre en las clulas procariotas. Otra diferencia es que en las clulas eucariotas, una vez que se ha formado el ARNm transcrito, por accin de la enzima poli-A polimerasa, se adiciona al extremo 3' de este compuesto un fragmento de unos doscientos nucletidos de adenina que forma una cola denominada poli-A. Esta cola contribuye al transporte del ARNm fuera del ncleo. En las clulas procariotas, el ARNm que se transcribe no contiene intrones, es ya funcional y no necesita pasar por un proceso de maduracin. En la clulas eucariotas, sin embargo, el ARNm transcrito no es funcional, contiene intrones y necesita pasar por un proceso de maduracin, en el cual, mediante un proceso de corte y empalme, se eliminan los intrones y los exones se unen entre s.10.- Al analizar el ADN de un organismo extraterrestre se ha observado que posee las mismas bases que el ADN de un organismo terrestre, si bien sus protenas solo contienen diecisis aminocidos distintos. Podra el cdigo gentico de estos organismos estar formado por parejas de nucletidos? Crees qu tendra alguna desventaja respecto al cdigo gentico de los organismos terrestres?Como en estos organismos hay diecisis aminocidos diferentes, que forman sus protenas, al menos tienen que existir diecisis codones diferentes para que cada aminocido est determinado por un codn diferente. Por lo tanto, el cdigo gentico de estos organismos puede estar formado por parejas de nucletidos, ya que con las cuatro bases que forman el ADN de estos organismos se pueden formar diecisis parejas diferentes (variaciones con repeticin de cuatro elementos tomados de dos en dos), que sern codones suficientes para codificar todos sus aminocidos. A diferencia de lo que ocurre en los organismos terrestres, este cdigo hipottico no estara degenerado; cada aminocido estara codificado solamente por un codn; es decir, no habra codones sinnimos. Esto supondra una desventaja, puesto que cualquier alteracin, por mnima que fuese, que se produjese en la secuencia de bases del ADN afectara a la protena que se sintetiza. Esto no ocurre en el caso de los organismos terrestres, ya que, debido a que el cdigo est degenerado, aquellos cambios que hacen que los codones se transformen en sus sinnimos no producen alteraciones en la protena que se sintetiza. Tampoco habr codones sin sentido que indiquen el final, este se tendr que determinar de otra forma distinta.11.- Qu son y cmo se forman los aminoacil-ARNt?Los aminoacil-ARNt son complejos moleculares formados por un aminocido y un ARNt especfico al cual se une. Estos complejos se forman en el hialoplasma, en una fase previa a la traduccin. De esta manera, los aminocidos, que van a formar parte de las protenas, son transportados hasta los ribosomas, donde se unirn en el orden que determinan los codones del ARNm. La formacin de estos complejos se realiza gracias a la accin de unos enzimas especficos, llamados aminoacil-ARNt-sintetasas. Estos enzimas catalizan la unin entre un aminocido y un ARNt, siempre que este posea un determinado anticodn, puesto que este triplete de nucletidos del ARNt es lo que va a determinar con qu aminocido se va a unir. La unin entre el aminocido y el ARNt se produce mediante un enlace ster, que se forma entre el grupo carboxilo (-COOH) del aminocido y el grupo -OH del extremo 3' del ARNt, localizado en el brazo aceptor. El extremo siempre finaliza en la secuencia CCA. Esta reaccin es muy endergnica. La energa necesaria se obtiene de la hidrlisis del ATP, que se transforma en AMP y dos grupos fosfato.12.- Por qu es necesario el control de la expresin gentica y cundo tiene lugar?En el ADN de las clulas, tanto procariotas como eucariotas, se localiza toda la informacin gentica que precisan para poder sintetizar sus protenas. La expresin de esta informacin da lugar a las diferentes protenas. La produccin excesiva de protenas resulta innecesaria y costosa energticamente, y suele ocasionar alteraciones. Por todo ello, en los seres vivos se han desarrollado unos mecanismos que controlan la expresin gnica de las clulas, permitiendo que los genes solo se expresen cuando sea necesario sintetizar la protena que codifican. De esta manera, se evita el despilfarro molcular y energtico. El control de la expresin gnica es mucho ms complejo y menos conocido en eucariotas que en procariotas, y se realiza principalmente en la transcripcin.13.- Qu es un gen?Un gen es la unidad estructural y funcional de la herencia, que se transmite de padres a hijos a travs de los gametos y que determina la aparicin de una caracterstica observable; es decir, el fenotipo. Durante mucho tiempo no se supo cul era su naturaleza qumica, y se desconoca su localizacin; Mendel denomin a estas unidades factores hereditarios. Hoy se sabe que los genes son fragmentos de ADN, excepto en algunos virus que tienen como material gentico ARN. Se localizan en los cromosomas, que es donde se encuentra el ADN. Los genes se expresan cuando la informacin que contienen se traduce en un protena, que realizar una determinada funcin biolgica. Su funcin es la de llevar la informacin necesaria para realizar las funciones celulares o su regulacin.14.- Qu papel desempea la ARN-polimerasa? La ARN-polimerasa es el enzima que se encarga de catalizar la sntesis de los ARNs, tomando como patrn el ADN. Este enzima realiza las siguientes funciones: Identifica y se une secuencias determinadas del ADN, llamadas secuencias promotoras, que indicarn dnde se inicia la transcripcin y qu cadena del ADN se transcribe. Una vez fijado al ADN, produce un desenrollamiento de una vuelta de hlice. Va leyendo la secuencia de nucletidos, de la cadena del ADN que se transcribe, en direccin 3' 5'. Va uniendo ribonucletidos mediante enlaces fosfodister, hacindolo en direccin 5' 3'. Estos ribonucletidos que une sern complementarios con los nucletidos de la cadena del ADN que se transcribe. (El complementario de la adenina, como en el ARN no hay timina, ser el uracilo). Utiliza ribonucletidos trifosfato que, antes de unirse, se hidrolizan, y, de esa forma, se obtiene la energa necesara para formar el enlace.15.- Por qu decimos que el cdigo gentico est degenerado? Representa esto alguna ventaja?El cdigo gentico se dice que est degenerado porque hay ms codones diferentes que aminocidos y, por consiguiente, todos los aminocidos, excepto el triptfano y la metionina, estn codificados por ms de un codn. A estos codones distintos, que determinan un mismo aminocido, se les llama codones sinnimos. Adems, hay tres codones que sealan el final de la sntesis (codones mudos), debido a que no codifican ningn aminocido. El que el cdigo gentico est degenerado se debe a que cada codn, como se ha demostrado experimentalmente, est formado por tres nucletidos y, por consiguiente, con los cuatro nucletidos posibles (A,G,C y U), el nmero de codones diferentes que puede existir es de 64, de los cuales 61 codifican aminocidos. Esto quiere decir que hay muchos ms codones que aminocidos para codificar; por ello es por lo que un mismo aminocido puede estar codificado por ms de un codn. La degeneracin del cdigo gentico no es un fallo del cdigo, ya que cada secuencia de nucletidos del ARNm solo se traduce en una determinada protena, y constituye una ventaja, puesto que permite que, si se produce un cambio en un nucletido (sustitucin de un nucletido por otro), en ocasiones no se traduce en una alteracin en los aminocidos de la protena; es decir, este cambio puede dar lugar a la aparicin de un codn sinnimo que codificara el mismo aminocido y, por consiguiente, la protena no cambiara.16.- A continuacin se escribe la secuencia de nucletidos de un fragmento de la cadena codificante del ADN: 3' AAG CAA TGT GGG CGG AGA CCA 5': a) Determinar la secuencia de nucletidos del ARNm correspondiente e indicar su polaridad. b) Utilizando el cdigo gentico, determinar la secuencia de aminocidos que produce la traduccin de este ARNm. c) Qu mnimo cambio tendra que ocurrir para que apareciese en cuarto lugar el aminocido histidina en este pptido?a) El ARNm, que se obtiene por transcripcin de este fragmento de ADN, ser complementario y antiparalelo con la hebra del ADN molde que se use. Por lo tanto, la secuencia de nucletidos y la polaridad del fragmento de ARNm ser la siguiente: Hebra de ADN molde 3' AAG CAA TGT GGG CGG AGA CCA 5'. RNA 5' UUC GUU ACA CCC GCC UCU GGU 3'. b) La secuencia de aminocidos que determina este ARNm ser la siguiente: H2N-Phe - Val - Thr - Pro - Ala - Ser - Gly-COOH. c) Para que en esta secuencia de aminocidos apareciese en el cuarto lugar el aminocido histidina en lugar de prolina, tendra que modificarse el codn CCC que codifica el aminocido prolina por alguno de los que codifica el aminocido histidina, que son: CAU y CAC. Por lo tanto, el mnimo cambio que tendra que producirse sera el de sustituir la citosina, que ocupa el segundo lugar en el codn CCC por la base adenina, con lo cual el codn CCC se convertira en CAC. Por consiguiente, en el ADN se tendra que sustituir una base por otra: en este caso, se sustituira una base prica (guanina) por una pirimidnica (timina); a esta mutacin se la denomina transversin. Segn todo lo dicho, nos quedara: Sin mutacin: ADN: 3'AAG CAA TGT GGG CGG AGA CCA 5'. ARNm 5'UUC GUU ACA CCC GCC UCU GGU 3'. Pptido: H2N-Phe -Val -Thr -Pro -Ala -Ser -Gly-COOH. Con mutacin: ADN: 3'AAG CAA TGT GTG CGG AGA CCA 5'. ARNm: 5'UUC GUU ACA CAC GCC UCU GGU 3'. Pptido: H2N-Phe -Val -Thr -His -Ala -Ser -Gly-COOH.17.- Es cierto que en las clulas eucariotas todas las protenas tienen el aminocido metionina en el extremo N-terminal?En principio, s que es cierto que todas las protenas de las clulas eucariotas recin sintetizadas, comienzan por el aminocido metionina; esto es debido a que el codn de iniciacin, que ser el primer codn que lee el ribosoma en las clulas eucariotas, es AUG, por lo que el primer. aminoacil-ARNt que llega al sitio A ser aquel cuyo anticodn es UAC, es decir, ser el ARNt-metionina. Posteriormente, en muchos casos este primer aminocido se elimina, por lo que no siempre el primer aminocido de las protenas eucariotas es la metionina.18.- Explica cmo funciona el opern lac o sistema de regulacin inducible.El modelo opern de regulacin de la expresin gnica puede ser de dos tipos: inducible y represible, segn se trate de una ruta catablica o anablica. El opern lactosa u opern lac de E.coli es un sistema de regulacin inducible. Este sistema de regulacin interviene en el catabolismo de la lactosa. La bacteria (E.coli), cuando se encuentra en un medio rico en lactosa y pobre en glucosa, utiliza la lactosa como fuente de carbono. En el catabolismo de la lactosa intervienen tres enzimas: -galactosidasa, permeasa y transacetilasa. Estos enzimas estn codificados por tres genes estructurales contiguos, que se sitan a continuacin del operador. Si hay glucosa en el medio, el gen regulador se transcribe y produce la protena represora, que tiene dos lugares de unin: uno de ellos sirve para unirse al operador y bloquearlo, impidiendo que la ARN-pol se una al promotor, y, por lo tanto, no se produce la transcripcin de los genes estructurales. El otro lugar de unin sirve para que, cuando no hay glucosa, la lactosa se una a la protena represora, altere su configuracin y haga que se desprenda del operador, permitiendo que se transcriban los genes estructurales y se sinteticen los enzimas que catabolizan la lactosa.19.- Quin enunci la hiptesis un gen, un enzima ? Qu dice dicha hiptesis? El mdico ingls Garrod, en la primera dcada del siglo XX descubri que una enfermedad metablica, la alcaptonuria, caracterizada entre otras cosas porque los individuos eliminan orina negra debido a la eliminacin de cido homogentsico, era causada por una anomala hereditaria.. En los aos cuarenta, G. Beadle y E. Tatum, en experiencias realizadas con el moho Neuroespora crassa, estudiaron las consecuencias de los cambios gnicos o mutaciones. Comprobaron que la alteracin en un gen supona una variacin fenotpica, que consista en el fallo en el funcionamiento de un enzima. Propusieron la hiptesis de un gen, un enzima. Segn esta hiptesis, cada gen, que es un fragmento de ADN, lleva la informacin necesaria para la sntesis de una protena enzimtica. Posteriormente, esta hiptesis ha sido modificada, reformulndose como un gen, un polipptido. Esto se ha debido a que muchas protenas no son enzimas, y a que muchas protenas estn formadas por ms de una cadena polipeptdica, cada una de las cuales est codificada por un fragmento de ADN. Hoy se sabe que muchos genes no se expresan, y algunos regulan la expresin.

20.- Qu son las secuencias promotoras?Las secuencias promotoras, tambin denominadas centros promotores, son ciertas secuencias de nucletidos localizados en distintos lugares de una u otra cadena del ADN patrn. Sealan el lugar de unin de la ARN-polimerasa, y su funcin es indicar dnde se inicia la transcripcin y cul de las dos hebras del ADN se transcribe. En las clulas procariotas existen dos centros promotores, situados a distinta distancia del lugar de inicio de la transcripcin; estos centros son: El primero, cuya secuencia de bases es TTGACA, se localiza unos treinta y cinco nucletidos antes del punto de inicio de la transcripcin. El segundo se sita diez nucletidos antes del punto de inicio, y su secuencia de bases es TATAAT. En las clulas eucariotas tambin existen centros promotores; los ms frecuentes son dos, que tienen las siguientes secuencias: TATA y CAAT. Se localizan unos veinticinco nucletidos antes del inicio de la transcripcin.

21.- Define los siguientes trminos: Codn. Codn sinnimo. Codn sin sentido. Codn de inicio. Codn. Es cada uno de los tripletes de nucletidos que forman el ARNm. Existen 64 codones distintos que constituyen el cdigo gentico. Cada uno de estos codones, excepto tres, codifican un aminocido. Ejemplo: UUU codifica para fenilalanina. Codn sinnimo. Son aquellos codones diferentes que codifican el mismo aminocido. Existen estos codones porque hay ms tripletes de nucletidos que aminocidos, por ello, todos los aminocidos, excepto la metionina y el triptfano, estn codificados por ms de un codn. Estos codones, en la mayora de los casos, solo difieren en un nucletido, generalmente el tercero, aunque hay excepciones. Por ejemplo, los codones CCU y CCC son sinnimos, ambos codifican la prolina; en este caso solo difieren en el tercer nucletido, lo que suele ser lo ms frecuente. Los codones CUG y UUA tambin son sinnimos, ya que codifican el mismo aminocido, la leucina; en este caso, difieren en ms de un nucletido. Codn sin sentido. Tambin denominado codn mudo; es un codn que no codifica ningn aminocido. En el cdigo gentico existen tres codones mudos: UAA, UAG y UGA. Estos codones son importantes porque indican el final de la sntesis de protenas. Codn de inicio. Es el codn con el que siempre se inicia la sntesis de protenas; este codn, en las clulas eucariotas, es AUG, que codifica el aminocido metionina. Por ello, y en principio, todas las protenas comenzaran por este aminocido, si bien posteriormente muchas de ellas lo eliminan.23.- Explicar cmo finaliza la sntesis proteica.La sntesis proteica finaliza cuando, tras la ltima translocacin del ribosoma, alguno de los codones de terminacin llega al sitio A del ribosoma. Estas seales de terminacin pueden ser: UAA, UGA y UAG, y son codones que no codifican ningn aminocido. Por lo tanto, no habr ningn ARNt cuyo anticodn sea complementario con ellos, y, por consiguiente, cuando esto ocurre, no entrar ningn aminoacil-ARNt al sitio A. Estos codones de terminacin son reconocidos y se unen a un factor de liberacin, que puede ser el FR1 o el FR2. Dicha unin activa la enzima peptidil-transferasa que, en este caso, produce lo siguiente: Hidroliza la unin entre el ARNt y la cadena peptdica recin formada. Esta abandona el ribosoma, quedando libre. Hace que abandonen el ribosoma el ARNt y el ARNm. Este ltimo, al poco de abandonar el ribosoma, es destruido. Provoca la separacin de las dos subunidades del ribosoma. En esta etapa tambin se requiere energa, que se obtiene de la hidrlisis del GTP.24.- Si en los organismos pluricelulares todas las clulas tienen el mismo ADN, por qu tienen distintas formas y funciones? En los seres pluricelulares, todas las clulas tienen la misma informacin gentica; es decir, el mismo ADN, ya que todas las clulas se forman mediante divisiones mitticas sucesivas, a partir de una clula inicial. Por consiguiente, todas las clulas deberan ser iguales y realizar las mismas funciones; sin embargo, no es as; en estos seres aparecen grupos de clulas que adquieren una determinada forma y se especializan en realizar una determinada funcin. A estos grupos de clulas se les denomina tejidos. La diferenciacin celular se produce porque, aunque todas las clulas de un organismo pluricelular tienen el mismo ADN, es decir, los mismos genes, estos no se expresan en todas por igual; en algunas clulas se expresan unos genes y se reprimen otros, mientras que en otras clulas son genes diferentes los que se expresan y se reprimen. As por ejemplo, los genes de la hemoglobina solo se expresan en los eritrocitos, los de la melanina, nicamente en las clulas drmicas, etc. Estos genes, en otras clulas que no sean estas, estarn reprimidos.26.- Cmo se produce la fase de maduracin en los ARN mensajeros?La fase de maduracin es la ltima etapa del proceso de transcripcin. En ella, los ARNs transcritos sufren una serie de cambios, mediante los cuales se transforman en los ARNs maduros y funcionales. En las clulas procariotas, debido a que los genes son continuos, el ARNm que se obtiene por transcripcin del ADN ya es funcional, sin necesidad de sufrir ningn proceso de maduracin. En las clulas eucariotas, debido a que los genes no son continuos, sino que poseen fragmentos con informacin denominados exones, entre los que hay intercalados otros fragmentos carentes de informacin llamados intrones. Por esta razn, los ARNm transcritos tienen que pasar por un proceso de maduracin, mediante el cual se eliminan los intrones y el ARNm transcrito se transforma en ARNm funcional. Esta eliminacin se realiza mediante un proceso de corte y empalme, en el cual se cortan los intrones y los exones se unen entre s. El proceso se realiza gracias a la accin de unos enzimas llamados ribonucleoprotenas pequeas nucleolares (RNPpn) o espliceosoma.27.- Por qu los codones que forman el cdigo gentico tienen que estar formados por tres nucletidos?Quien primero propuso que los codones que forman el cdigo gentico deban estar formados por tripletes de nucletidos fue el fsico estadounidense G. Gamow, el mismo que enunci la hiptesis del Big- Bang acerca del origen del universo. El razonamiento por el que los codones tienen que ser tripletes de nucletidos es el siguiente: Si cada codn estuviese formado por un solo nucletido, nicamente habra cuatro codones diferentes, y no seran suficientes para que codones diferentes pudiesen codificar los veinte aminocidos proteicos. Esto implicara que un mismo codn tendra que codificar ms de un aminocido, lo cual significara que una determinada informacin se pudiese traducir de ms de una manera; es decir, una misma informacin podra dar lugar a ms de una protena. Si cada codn estuviese formado por dos nucletidos, el nmero de codones diferentes que se podra formar con los cuatro nucletidos que forman el ARN, seran 16 (variaciones con repeticin de cuatro elementos tomados de dos en dos), los cuales siguen siendo insuficientes para poder codificar a los veinte aminocidos proteicos; se planteara el mismo problema que en el caso anterior. Si los codones estuviesen formados por tres nucletidos, el nmero de codones diferentes que se pueden formar con los cuatro nucletidos es de 64 (variaciones con repeticin de cuatro elementos tomados de tres en tres), que sern suficientes para poder codificar todos los aminocidos proteicos. Como hay ms codones que aminocidos, una mayora va a estar codificada por ms de un codn; adems, pueden quedar codones que no codificaran ningn aminocido e indicaran el final de la sntesis. Posteriormente, Crik, utilizando mutgenos, demostr que los codones del cdigo gentico estn formados por tripletes de nucletidos.28.- Qu es y cmo se forma el complejo de iniciacin?El complejo de iniciacin es un complejo molecular que se forma en la primera etapa de la traduccin o etapa de iniciacin. Este complejo est formado por: el ARNm, la subunidad menor del ribosoma y el primer aminoacil-ARNt, que suele ser el ARNt-metionina. Una vez formado, se une a l la subunidad mayor, y se forma el ribosoma completo. Este complejo de iniciacin se forma de la siguiente manera: El ARNm se une por su extremo 5' a la subunidad menor del ribosoma; en este proceso interviene un factor proteico de iniciacin llamado FI1. A continuacin, el primer aminoacil-ARNt se une, mediante puentes de hidrgeno y por su anticodn, al codn iniciador del ARNm, que suele ser el AUG. Por esta razn, el primer aminoacil-ARNt es el ARNt-metionina. En este proceso interviene otro factor de iniciacin llamado FI2. En la formacin del complejo de iniciacin se requiere energa, que se obtiene de la hidrlisis del GTP.29.- Qu es el opern?El opern es un modelo de regulacin de la expresin de los genes en las bacterias. Este modelo fue propuesto por F. Jacob y J. Monod entre los aos cincuenta y sesenta. El opern esta formado por un conjunto de genes que estn prximos en el cromosoma y codifican las protenas que intervienen en un determinado proceso metablico. A esto se aade un centro de control asociado, que permite o no la transcripcin del conjunto de genes. En cada opern se diferencian las siguientes partes: Genes estructurales (E1, E2, etc). Son genes que codifican la sntesis de protenas (enzimas) que intervienen en un proceso metablico. Gen regulador (R). Es el gen que codifica la protena represora, que se puede encontrar activa o inactiva. Esta protena regula la actividad de los genes estructurales. Promotor (P). Es la secuencia de nucletidos del ADN. Se encuentra por delante y cerca de los genes estructurales; a esta secuencia se une la ARN-polimerasa para iniciar la transcripcin. Operador (O). Secuencia de nucletidos del ADN que se sita entre el promotor y los genes estructurales; aqu se puede unir la protena represora e impedir el avance de la ARN polimerasa y, por lo tanto, la transcripcin de los genes estructurales.31.- Qu problema plantea durante la replicacin el hecho de que las cadenas de ADN sean lineales?; de qu mecanismos disponen las clulas eucariontes para resolver este problema?Solucin: El problema que se plantea en las hebras de ADN lineal de las clulas eucariontes es que, tras la replicacin, los extremos 5' no quedan completos al eliminarse el cebador, debido a que las polimerasas no sintetizan en sentido 3' 5'. La consecuencia de este hecho es que las sucesivas replicaciones conducen a un acortamiento del cromosoma, con la consiguiente prdida de informacin gentica. Los extremos del cromosoma son los telmeros, y su desaparicin, por los acortamientos sucesivos de los extremos, provoca la inestabilidad y la unin de los cromosomas entre s, produciendo la muerte celular. Para resolver el problema los eucariontes disponen de un enzima, telomerasa, constituido por una parte proteica y una secuencia de ribonucletidos. Esta secuencia acta como molde para alargar el extremo 3'. La prolongacin, catalizada por la telomerasa, sirve como cebador para la sntesis, por parte de la polimerasa a, del extremo 5' que qued incompleto. En algunos tejidos de los organismos pluricelulares se ha comprobado que no existe actividad telomerasa, enzima que est presente en los tejidos embrionarios. Esto supone un acortamiento progresivo de los telmeros, que puede ser un desencadenante del envejecimento celular. Asimismo, las clulas cancerosas, que presentan una capacidad de divisin indefinida, tienen actividad telomerasa.33.- Mutaciones gnicas: Define mutacin espontnea y mutacin inducida. Tipos de agentes mutgenos. Explica los mecanismos de accin de los agentes mutgenos. Solucin: Las mutaciones espontneas son lesiones o alteraciones en el ADN que se producen de forma fortuita. Surgen en cualquier tipo de clula y en cualquier momento. Pueden producirse por las siguientes causas: Errores en la replicacin. Lesiones en el ADN (desaminaciones, despurinizaciones y oxidaciones). La accin de elementos transponibles. Las mutaciones inducidas son aquellas que se producen cuando un organismo est sometido a la accin de agentes (fsicos o qumicos), que producen alteraciones en el ADN. Estos agentes se llaman mutgenos. Los agentes mutgenos son aquellos que inducen mutaciones en el ADN cuando un organismo est sometido a su accin. Existen dos tipos de agentes mutgenos: Fisicos, como las radiaciones ionizantes y las UV. Qumicos. Son sustancias que producen mutaciones por lesiones en el ADN. Entre ellos se encuentran los anlogos de bases o los agentes alquilantes. Los agentes mutgenos actan, preferentemente, en los puntos calientes, y producen un tipo de mutacin especfica. Los agentes mutgenos actan provocando lesiones en el ADN de tres modos: Sustitucin de bases. Los anlogos de bases son molculas tan parecidas a las bases nitrogenadas, que las sustituyen incorporndose al ADN. As actan el 5-bromouracilo y la 2-amonopurina. El 5-bromouracilo es un anlogo de la timina que se aparea con la guanina cuando se encuentra en su forma enol. Esto origina transiciones A -T G -C. La 2-aminopurina es un anlogo de la adenina, y se aparea con la citosina, originando una transicin G -C A -T. Modificaciones de bases. Algunos mutgenos actan produciendo modificaciones especficas en las bases. Entre ellos destacan los agentes alquilantes, como el etilsulfonato y la hidroxilamina, que provocan transiciones G - C A -T. Otros agentes que alteran las bases son los iones bisulfito y el cido nitroso (HNO2), que producen desaminaciones en la citosina y forman uracilo, lo que provoca transiciones C T. Lesiones por daos en las bases. En este tipo de mutacin, el dao producido en las bases impide el apareamiento especfico, produciendo la interrupcin de la replicacin. El bloqueo de la replicacin pone en funcionamiento el sistema de reparacin SOS, que promueve la insercin de bases con muy poca fidelidad, pero permite que la replicacin contine. As actan la radiacin UV, que provoca la formacin de dmeros de pirimidinas (especialmente de timina), y la aflatoxina B1, que se une a la guanina y el benzopireno.34.- Dos alteraciones frecuentes en el ADN son las despurinizaciones y la desaminacin de la citosina. De qu mecanismos dispone la clula para reparar estos errores?Solucin: Las despurinizaciones son mutaciones que son reparadas por un sistema que se inicia con la accin del nucleasa AP. Las desaminacin de la citosina, que la convierte en uracilo, es reparada por glucosidasas (concretamente, el enzima uracilo-ADN-glucosidasa elimina el uracilo presente en el ADN). Estos enzimas rompen los enlaces N-glucosdicos, es decir, separan la base, pero no escinden la cadena.