1) Dada la siguiente secuencia de nucleótidos del ARNm: AGC UAU AUG CGC ACG CAA ACC CCA
AUU UAG AUA. a) Diga cuáles son los codones de iniciación y de terminación de esta secuencia, si
es que presentan alguno. ¿Qué aminoácidos codifican estos codones? b) Esta secuencia, ¿podría
dar lugar a un péptido? En caso afirmativo, ¿cuántos aminoácidos tendría? c) Si entre las bases
subrayadas se introduce una adenina, ¿qué ocurriría en el péptido obtenido?
Solución: a) En esta secuencia el codón de iniciación es el AUG, que está ocupando el tercer lugar.
Este codón codifica el aminoácido metionina, por ello, todas las proteínas en principio comienzan
por este aminoácido; posteriormente, muchas de ellas lo eliminan. En esta secuencia el codón de
terminación es el UAG, que se encuentra localizado en penúltimo lugar. Estos codones no
codifican ningún aminoácido, por ello, se les denomina también codones mudos o sin sentido.
Provocan la separación del ribosoma y el final de la síntesis proteica, ya que no existe ningún ARNt
cuyo anticodón sea complementario con ellos. b) Esta secuencia daría lugar a un péptido que
tendría siete aminoácidos. El primer aminoácido estaría codificado por el tercer codón, que es el
de iniciación (AUG), y el último estaría codificado por el noveno codón (AUU), que es el anterior al
codón de terminación. El péptido codificado sería 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
nucleótidos en su extremo final se altera quedando de la siguiente manera: UAA GAU A. Por lo
tanto se ha modificado el codón de terminación UAG y se ha transformado en el codón UAA. Esto
no implica ningún cambio en el péptido, puesto que este nuevo codón también es un codón de
terminación, con lo cual el péptido seguirá teniendo siete aminoácidos.
2) Señalar las principales diferencias en la síntesis del ARNm en las células eucariotas y en las
procariotas.
Solución: Las principales diferencias son las siguientes: En las células procariotas, el enzima que
cataliza la síntesis del ARNm es el mismo que cataliza la síntesis de los demás ARNs, mientras que
en las células eucariotas hay un enzima específico para catalizar la síntesis de este ARNm, este
enzima es la ARN-polimerasa II. En las células eucariotas, cuando ya se han transcrito los treinta
primeros nucleótidos, al extremo 5' del ARNm que se está formando, se le añade el nucleótido
metil-guanosina trifosfato, que forma una especie de caperuza. Esta sirve para proteger este
extremo de la acción de las nucleasas cuando el ARNm sale del núcleo. Esto no ocurre en las
células procariotas. Otra diferencia es que en las células eucariotas, una vez que se ha formado el
ARNm transcrito, por acción de la enzima poli-A polimerasa, se adiciona al extremo 3' de este
compuesto un fragmento de unos doscientos nucleótidos de adenina que forma una cola
denominada poli-A. Esta cola contribuye al transporte del ARNm fuera del núcleo. En las células
procariotas, el ARNm que se transcribe no contiene intrones, es ya funcional y no necesita pasar
por un proceso de maduración. En la células eucariotas, sin embargo, el ARNm transcrito no es
funcional, contiene intrones y necesita pasar por un proceso de maduración, en el cual, mediante
un proceso de corte y empalme, se eliminan los intrones y los exones se unen entre sí.
, 3) ¿Qué es un gen?
Solución: Un gen es la unidad estructural y funcional de la herencia, que se transmite de padres a
hijos a través de los gametos y que determina la aparición de una característica observable; es
decir, el fenotipo. Durante mucho tiempo no se supo cuál era su naturaleza química, y se
desconocía su localización; Mendel denominó a estas unidades factores hereditarios. Hoy se sabe
que los genes son fragmentos de ADN, excepto en algunos virus que tienen como material
genético ARN. Se localizan en los cromosomas, que es donde se encuentra el ADN. Los genes se
expresan cuando la información que contienen se traduce en una proteína, que realizará una
determinada función biológica. Su función es la de llevar la información necesaria para realizar las
funciones celulares o su regulación.
4) ¿Qué papel desempeña la ARN-polimerasa?
Solución: La ARN-polimerasa es el enzima que se encarga de catalizar la síntesis de los ARNs,
tomando como patrón el ADN. Este enzima realiza las siguientes funciones: Identifica y se une
secuencias determinadas del ADN, llamadas secuencias promotoras, que indicarán dónde se inicia
la transcripción y qué cadena del ADN se transcribe. Una vez fijado al ADN, produce un
desenrollamiento de una vuelta de hélice. Va leyendo la secuencia de nucleótidos, de la cadena
del ADN que se transcribe, en dirección 3' 5'. Va uniendo ribonucleótidos mediante enlaces
fosfodiéster, haciéndolo en dirección 5' 3'. Estos ribonucleótidos que une serán complementarios
con los nucleótidos de la cadena del ADN que se transcribe. (El complementario de la adenina,
como en el ARN no hay timina, será el uracilo). Utiliza ribonucleótidos trifosfato que, antes de
unirse, se hidrolizan, y, de esa forma, se obtiene la energía necesaría para formar el enlace.
5) A continuación se escribe la secuencia de nucleótidos de un fragmento de la cadena codificante
del ADN: 3' AAG CAA TGT GGG CGG AGA CCA 5': a) Determinar la secuencia de nucleótidos del
ARNm correspondiente e indicar su polaridad. b) Utilizando el código genético, determinar la
secuencia de aminoácidos que produce la traducción de este ARNm. c) ¿Qué mínimo cambio
tendría que ocurrir para que apareciese en cuarto lugar el aminoácido histidina en este péptido?
Solución: a) El ARNm, que se obtiene por transcripción de este fragmento de ADN, será
complementario y antiparalelo con la hebra del ADN molde que se use. Por lo tanto, la secuencia
de nucleótidos y la polaridad del fragmento de ARNm será 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 aminoácidos que determina este ARNm será la siguiente: H2N-Phe - Val - Thr - Pro - Ala - Ser -
Gly-COOH. c) Para que en esta secuencia de aminoácidos apareciese en el cuarto lugar el
aminoácido histidina en lugar de prolina, tendría que modificarse el codón CCC que codifica el
aminoácido prolina por alguno de los que codifica el aminoácido histidina, que son: CAU y CAC.
Por lo tanto, el mínimo cambio que tendría que producirse sería el de sustituir la citosina, que
ocupa el segundo lugar en el codón CCC por la base adenina, con lo cual el codón CCC se
convertiría en CAC. Por consiguiente, en el ADN se tendría que sustituir una base por otra: en este
caso, se sustituiría una base púrica (guanina) por una pirimidínica (timina); a esta mutación se la
denomina transversión. Según todo lo dicho, nos quedaría: Sin mutación: ADN: 3'AAG CAA TGT
AUU UAG AUA. a) Diga cuáles son los codones de iniciación y de terminación de esta secuencia, si
es que presentan alguno. ¿Qué aminoácidos codifican estos codones? b) Esta secuencia, ¿podría
dar lugar a un péptido? En caso afirmativo, ¿cuántos aminoácidos tendría? c) Si entre las bases
subrayadas se introduce una adenina, ¿qué ocurriría en el péptido obtenido?
Solución: a) En esta secuencia el codón de iniciación es el AUG, que está ocupando el tercer lugar.
Este codón codifica el aminoácido metionina, por ello, todas las proteínas en principio comienzan
por este aminoácido; posteriormente, muchas de ellas lo eliminan. En esta secuencia el codón de
terminación es el UAG, que se encuentra localizado en penúltimo lugar. Estos codones no
codifican ningún aminoácido, por ello, se les denomina también codones mudos o sin sentido.
Provocan la separación del ribosoma y el final de la síntesis proteica, ya que no existe ningún ARNt
cuyo anticodón sea complementario con ellos. b) Esta secuencia daría lugar a un péptido que
tendría siete aminoácidos. El primer aminoácido estaría codificado por el tercer codón, que es el
de iniciación (AUG), y el último estaría codificado por el noveno codón (AUU), que es el anterior al
codón de terminación. El péptido codificado sería 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
nucleótidos en su extremo final se altera quedando de la siguiente manera: UAA GAU A. Por lo
tanto se ha modificado el codón de terminación UAG y se ha transformado en el codón UAA. Esto
no implica ningún cambio en el péptido, puesto que este nuevo codón también es un codón de
terminación, con lo cual el péptido seguirá teniendo siete aminoácidos.
2) Señalar las principales diferencias en la síntesis del ARNm en las células eucariotas y en las
procariotas.
Solución: Las principales diferencias son las siguientes: En las células procariotas, el enzima que
cataliza la síntesis del ARNm es el mismo que cataliza la síntesis de los demás ARNs, mientras que
en las células eucariotas hay un enzima específico para catalizar la síntesis de este ARNm, este
enzima es la ARN-polimerasa II. En las células eucariotas, cuando ya se han transcrito los treinta
primeros nucleótidos, al extremo 5' del ARNm que se está formando, se le añade el nucleótido
metil-guanosina trifosfato, que forma una especie de caperuza. Esta sirve para proteger este
extremo de la acción de las nucleasas cuando el ARNm sale del núcleo. Esto no ocurre en las
células procariotas. Otra diferencia es que en las células eucariotas, una vez que se ha formado el
ARNm transcrito, por acción de la enzima poli-A polimerasa, se adiciona al extremo 3' de este
compuesto un fragmento de unos doscientos nucleótidos de adenina que forma una cola
denominada poli-A. Esta cola contribuye al transporte del ARNm fuera del núcleo. En las células
procariotas, el ARNm que se transcribe no contiene intrones, es ya funcional y no necesita pasar
por un proceso de maduración. En la células eucariotas, sin embargo, el ARNm transcrito no es
funcional, contiene intrones y necesita pasar por un proceso de maduración, en el cual, mediante
un proceso de corte y empalme, se eliminan los intrones y los exones se unen entre sí.
, 3) ¿Qué es un gen?
Solución: Un gen es la unidad estructural y funcional de la herencia, que se transmite de padres a
hijos a través de los gametos y que determina la aparición de una característica observable; es
decir, el fenotipo. Durante mucho tiempo no se supo cuál era su naturaleza química, y se
desconocía su localización; Mendel denominó a estas unidades factores hereditarios. Hoy se sabe
que los genes son fragmentos de ADN, excepto en algunos virus que tienen como material
genético ARN. Se localizan en los cromosomas, que es donde se encuentra el ADN. Los genes se
expresan cuando la información que contienen se traduce en una proteína, que realizará una
determinada función biológica. Su función es la de llevar la información necesaria para realizar las
funciones celulares o su regulación.
4) ¿Qué papel desempeña la ARN-polimerasa?
Solución: La ARN-polimerasa es el enzima que se encarga de catalizar la síntesis de los ARNs,
tomando como patrón el ADN. Este enzima realiza las siguientes funciones: Identifica y se une
secuencias determinadas del ADN, llamadas secuencias promotoras, que indicarán dónde se inicia
la transcripción y qué cadena del ADN se transcribe. Una vez fijado al ADN, produce un
desenrollamiento de una vuelta de hélice. Va leyendo la secuencia de nucleótidos, de la cadena
del ADN que se transcribe, en dirección 3' 5'. Va uniendo ribonucleótidos mediante enlaces
fosfodiéster, haciéndolo en dirección 5' 3'. Estos ribonucleótidos que une serán complementarios
con los nucleótidos de la cadena del ADN que se transcribe. (El complementario de la adenina,
como en el ARN no hay timina, será el uracilo). Utiliza ribonucleótidos trifosfato que, antes de
unirse, se hidrolizan, y, de esa forma, se obtiene la energía necesaría para formar el enlace.
5) A continuación se escribe la secuencia de nucleótidos de un fragmento de la cadena codificante
del ADN: 3' AAG CAA TGT GGG CGG AGA CCA 5': a) Determinar la secuencia de nucleótidos del
ARNm correspondiente e indicar su polaridad. b) Utilizando el código genético, determinar la
secuencia de aminoácidos que produce la traducción de este ARNm. c) ¿Qué mínimo cambio
tendría que ocurrir para que apareciese en cuarto lugar el aminoácido histidina en este péptido?
Solución: a) El ARNm, que se obtiene por transcripción de este fragmento de ADN, será
complementario y antiparalelo con la hebra del ADN molde que se use. Por lo tanto, la secuencia
de nucleótidos y la polaridad del fragmento de ARNm será 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 aminoácidos que determina este ARNm será la siguiente: H2N-Phe - Val - Thr - Pro - Ala - Ser -
Gly-COOH. c) Para que en esta secuencia de aminoácidos apareciese en el cuarto lugar el
aminoácido histidina en lugar de prolina, tendría que modificarse el codón CCC que codifica el
aminoácido prolina por alguno de los que codifica el aminoácido histidina, que son: CAU y CAC.
Por lo tanto, el mínimo cambio que tendría que producirse sería el de sustituir la citosina, que
ocupa el segundo lugar en el codón CCC por la base adenina, con lo cual el codón CCC se
convertiría en CAC. Por consiguiente, en el ADN se tendría que sustituir una base por otra: en este
caso, se sustituiría una base púrica (guanina) por una pirimidínica (timina); a esta mutación se la
denomina transversión. Según todo lo dicho, nos quedaría: Sin mutación: ADN: 3'AAG CAA TGT
