UD 12. GENÉTICA MOLECULAR Y EVOLUCIÓN (+CÁNCER)

 

UNIDAD 12. GENÉTICA MOLECULAR Y EVOLUCIÓN

D.1. – Replicación.

D.1.1.- Identificación del ADN como portador de la información genética.

• Concepto de información genética, almacenamiento y transmisión a través del ADN.

• Concepto de gen como secuencia de un ácido nucleico portador de información (proteína, ARN de diferentes tipos, reguladora).

• Experimento de Griffith: bases científicas y comprensión de los resultados. (No prioritario este curso).

• Experimento de Avery, McCarty MacLeod: bases científicas y comprensión de los resultados. (No prioritario).

• Experimento de Hershey y Chase: bases científicas y comprensión de los resultados. (No prioritario).

D.1.2.- Analizar la replicación del ADN a través del modelo procariota y diferencias con el eucariota.

• Características de la replicación en Procariotas: bidireccional y semiconservativa.

• Experimento de Meselson y Stahl: bases científicas y comprensión de los resultados. (No prioritario).

• El mecanismo de la replicación: componentes y desarrollo del proceso.

Hebra conductora y hebra retardada: fragmentos de Okazaki.

• Comparación del proceso replicativo entre Eucariotas y Procariotas (pregunta abierta).

• Corrección de errores en la replicación (para relacionar con el apartado de mutaciones) (no prioritaria).

D.2.- Expresión génica

D.2.1.- Identificación de las etapas generales de la expresión génica utilizando un modelo procariota y diferencias con la célula eucariota.

• El flujo completo de la información genética en los seres vivos.

o Mencionar la posibilidad alternativa del ARN como portador y transmisor de la información.

o Transcriptasa reversa.

• Transcripción genética en Procariotas. Etapas y componentes implicados.

• Comparación del proceso de transcripción entre Eucariotas y Procariotas (pregunta abierta).

• Procesamiento y maduración del ARN. Concepto de intrones y exones.

D.2.2.- Características del código genético y resolución de problemas relacionados con él.

• El código genético: características

• El proceso de traducción en Procariotas. Etapas y componentes implicados.

• Comparación del proceso de traducción entre Eucariotas y Procariotas (pregunta abierta).

• Problemas sobre el proceso de la replicación, la transcripción y la traducción. Destacar la importancia del codón de iniciación y de los codones de terminación.

D.2.3.- Comparación características generales del genoma y expresión génica en procariotas y eucariotas.

• Concepto de genoma.

• Tipos de genomas: víricos, de organismos Procariotas y de organismos Eucariotas. Referencia genoma humano.

D.3.- Mutación y evolución.

D.3.1.- Concepto y tipos de mutaciones.

• Concepto y ejemplos de agentes mutagénicos físicos, químicos y biológicos (pregunta abierta en los ej).

• Tipos de mutaciones:

• génicas o puntuales: sustituciones, inserciones y deleciones

• cromosómicas: inversiones, duplicaciones, deleciones y traslocaciones.

• genómicas: poliploidías, haploidías, aneuploidías (nulisomías, monosomías, trisomías.

§ Interpretación de cariotipos.

D.3.2.- Argumentación sobre la relación de mutaciones, replicación del ADN, la evolución y la diversidad.

• Mutación, recombinación y reproducción sexual como bases de la evolución desde la perspectiva neodarwinista.

D.3.3.- Valoración de la importancia de la regulación de la expresión génica en la diferenciación celular.

• Diferenciación y especialización celular como resultado de la regulación de la expresión génica. Tipos de células progenitoras. Concepto de célula madre y tipos:

o Totipotentes o Pluripotentes o Multipotentes o Unipotenteso Células diferenciadas o esspecializadas

D.3.4.- Relación entre mutaciones, replicación del ADN y la evolución y la diversidad. tratado en D.3.2

D.3.5.- Valoración de la importancia de la regulación de la expresión génica en la diferenciación celular.

Ya tratado en D.3.3

1. La genética molecular o química de la herencia. Identificación del ADN como portador de la información genética

1. Experimentos de Griffith, Avery, McLeod Y McCarty

2. Experimento de Meselson y Stahl

3. El material genético en procariotas y eucariotas

4. Dogma central de la Biología Molecular

2. La replicación o autoduplicación del ADN

2.1. Etapas de la replicación en procariotas

2.2. Diferencias entre el proceso replicativo entre eucariotas y procariotas

3. La expresión de los genes:

3.1. Transcripción del ADN en procariotas y eucariotas

3.2. El código genético en la información genética:

3.2.1. Características del código genético

3.2.2. Traducción o biosíntesis de proteínas en procariotas y eucariotas

4. Las mutaciones:

4.1. Concepto de mutación

4.2. Tipos de mutaciones

4.3. Los agentes mutagénicos

4.4. Mutaciones y cáncer

4.5. Implicaciones de las mutaciones en la evolución y en la aparición de nuevas especies

Guion detallado 25-26

        mutación y evolucón.

    El Cáncer

1. LA GENÉTICA MOLECULAR O QUÍMICA DE LA HERENCIA. EL ADN COMO PORTADOR DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA

    Durante muchos años se dudó de si la información genética radicaba en las proteínas o en los ácidos nucleicos, ya que ambos estaban constituidos por una cadena de pequeñas moléculas cuya secuencia podía contener dicha información. Los requisitos que esa molécula, portadora de información genética, debería cumplir son los siguientes:

1. Ser una molécula químicamente estable.

2. Que pueda replicarse o hacer copias de sí misma.

3. Debe transmitir la información a las células hijas.

4. Debe ser susceptible de sufrir cambios, necesario para la variabilidad y la evolución.

    Hoy sabemos que la información genética está contenida en los ácidos nucleicos, sin embargo, esto es algo relativamente reciente, ya que hasta el siglo pasado lo más aceptado por la comunidad científica era que esa información genética se encontraba contenida en las proteínas (combinación de 20 aa y no sólo 4 nucleótidos).

    La presencia de ADN en el núcleo y en los cromosomas dio lugar a las sospechas de que la información genética estaba contenida en esa molécula, aunque las proteínas también se encontraban en los cromosomas. Se suponía que era el ADN, porque las proteínas asociadas al mismo eran siempre las mismas, a pesar de tratarse de especies diferentes, además, eran moléculas con una estructura muy simple. Otros aspectos que hicieron pensar en el ADN como portador del mensaje genético fueron:

• La cantidad de ADN en las células de individuos de la misma especie era constante.

• La luz ultravioleta, la más absorbida por el ADN, provocaba además mutaciones.

1.1. Experimento de Griffith, Avery, McLeod y McCarty (No prioritario)

La primera prueba que apoyó que la información genética estaba contenida en el ADN fue el experimento realizado por Griffith (1928). Griffith había trabajado con la bacteria que provocaba la neumonía en los mamíferos, un neumococo denominado Diplococus pneumoniae, del cual existen dos cepas distintas: una virulenta de cubierta lisa, denominada S1 (con una cápsula que forma una capa mucosa que las protege de los fagocitos), y otra aparecida por mutaciones de la anterior que es inofensiva, de cubierta rugosa, denominada R2. El experimento llevado a cabo por Griffith puede observarse en el siguiente dibujo:

    Griffith dedujo que las bacterias S1 virulentas muertas podían transmitir un “factor transformante” a las R2, convirtiéndolas en patógenas. La presencia de este factor transformante en el medio daba lugar a que las bacterias R2 vivas sintetizaran la cápsula polisacárida convirtiéndolas en bacterias S1 virulentas.

En 1944 Avery, McLeod y McCarty, se propusieron encontrar el factor transformante o componente que transmitía el carácter heredable (fabricación de la cápsula) y llegaron a la conclusión de que sólo las bacterias virulentas S1 que contenían ADN, producían dicha transformación. Por lo tanto, fueron ellos los que descubrieron que era el ADN la molécula portadora de la información genética.

1.2. Experimento de Meselson y Stahl. (No prioritario)

Para explicar el proceso de replicación o duplicación del ADN, se propusieron tres hipótesis: la hipótesis semiconservativa, la hipótesis conservativa y la hipótesis dispersiva:

• Hipótesis conservativa: propone que tras la replicación o duplicación del ADN, quedan, por un lado, las dos hebras o cadenas antiguas juntas y, por otro, dos hebras nuevas.

• Hipótesis semiconservativa: fue propuesta por Watson y Crick, en ella se sostiene que en las dos nuevas moléculas de ADN, una de las dos hebras sería la antigua, que actuaría como molde, y la otra, la moderna, se formará por la polimerización de nucleótidos libres, sobre ese molde por complementariedad de bases nitrogenadas.

• Hipótesis dispersiva: propone que las hebras de las moléculas de ADN, estarían constituidas por fragmentos distintos de ADN antiguo y de ADN recién sintetizado.

El experimento definitivo que ayudó a dilucidar la hipótesis correcta de las tres propuestas fue el llevado a cabo por Meselson y Stahl en 1957. La hipótesis confirmada fue la semiconservativa.

Meselson y Stahl cultivaron bacterias (Escherichia coli) en un medio con nitrógeno pesado (N¹⁵). El N¹⁵ es un isótopo del nitrógeno normal o N¹⁴. Tiene el mismo número de e- y de p+ (7 p⁺ y 7 e^-) que el átomo de N¹⁴, de ahí que tenga el mismo comportamiento químico, pero posee un neutrón más (8 n), por lo que pesa más que el N¹⁴. Su peso atómico es 15 (7 + 8 = 15) y no 14. Esto conlleva a que las moléculas de ADN sintetizadas con N¹⁵ pesen más que las constituidas con N¹⁴, lo que permite separarlas mediante centrifugación, utilizando un medio que presente un gradiente de densidades. Las moléculas de ADN “ligero” quedan más arriba y las de ADN “pesado” quedan más abajo en el tubo de la centrífuga. Para realizar el experimento, pasaron las bacterias cultivadas con N¹⁵ a un medio con N¹⁴ durante una media hora, que es el tiempo necesario para que se replique el ADN bacteriano, lo extrajeron y lo centrifugaron. Se pudo comprobar que el ADN recién sintetizado ocupaba, en el tubo de centrifugación, una posición que era intermedia entre la que ocupaba el ADN con N¹⁵ y el ADN con N¹⁴. Se trataba, pues, de un ADN “híbrido” y por lo tanto, se debía de descartar la hipótesis conservativa.

Si en lugar de dejar las bacterias en N¹⁴ durante una división, se las dejaba durante dos, aparecían dos tipos de ADN, uno híbrido y otro ligero. Si se dejaban durante tres, el ADN híbrido era en proporción, mucho menos importante. Esto descartaba la hipótesis dispersiva y demostraba la hipótesis conservativa. Estos investigadores, posteriormente, separaron las dos cadenas del ADN híbrido y pudieron comprobar que una de las hebras era pesada y otra era ligera, confirmando definitivamente la hipótesis semiconservativa.

1.3. El material genético en procariotas y eucariotas (GENOMAS)

Las diferencias más importantes entre el ADN de procariotas y eucariotas son las siguientes:

PROCARIOTAS	EUCARIOTAS
Menor cantidad de ADN. Un sólo cromosoma bacteriano Circular disperso en el citoplasma. El ADN no se encuentra asociado a histonas. El 100 % del ADN codifica para proteínas, por lo que no posee secuencias repetidas que no codifican. Los genes son continuos (sólo presentan exones) y por lo tanto los ARNm no necesitan un proceso de maduración después de la transcripción.	Mayor cantidad de ADN. Lineales – cromosomas según especie confinado dentro del núcleo. El ADN se encuentra asociado a histonas. Sólo el 10 % del ADN codifica para proteínas, el 90% restante corresponde a secuencias repetidas que juegan un papel importante en la estabilidad cromosómica. Los genes son discontinuos (presentan tanto intrones como exones), por lo que, los ARNm necesitan un proceso de maduración después de la transcripción.

OJO. Genoma vírico: 

• Características: muy pequeño y simplificado. Puede ser ADN o ARN (monocatenario o bicatenario) y Organización: Circular o lineal. Pocos genes, a veces solapados para ahorrar espacio.

1.4. EL DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR

En la actualidad se sabe que la información genética de la célula es la causa de la síntesis de proteínas específicas, entre ellas las enzimas, responsables de las características Eª y funcionales de un organismo.

Las investigaciones aclararon que la expresión del mensaje genético, es decir, la ejecución de las órdenes contenidas en la molécula de ADN, consistía en la síntesis de proteínas específicas.

Francis Crick enunció en 1970 en dogma central de la biología molecular, hoy perfectamente demostrado, que dice lo siguiente: “El ADN copia una parte de su mensaje (GEN) sintetizando una molécula de ARN mensajero (proceso denominado transcripción), la cual constituye la información utilizada por los ribosomas para la síntesis de una proteína (proceso de traducción)” = SEGÚN Dogma Central BM.

IMPORTANTE. Ten muy en cuenta el CONCEPTO DE GEN a nivel molecular: un gen es la unidad física y funcional de la herencia. Químicamente, es un fragmento de ADN (o ARN en algunos virus) que contiene la información necesaria para sintetizar una macromolécula con función específica, ya sea una 1. proteína (vía ARNm) o un 2, ARN estructural/regulador (ARNr, ARNt, miARN). También es la unidad de mutación (cambio en la secuencia) y de recombinación. 

NOTA: miARN = microARN con función reguladora de la expresión de otros genes - Fundamental en la regulación del desarrollo embrionario, diferenciación celular, anti-cáncer...

Por tanto, el flujo de la información genética se produce de la siguiente manera:

    Así, el mensaje genético se transmite en 2 etapas sucesivas, donde el ARNm es un intermediario imprescindible.

Existen algunas excepciones a este dogma central.

• Los virus de ARN (gripe, ébola, Covid) utilizan el ARN como su único material genético (portador de información genética). En estos casos, el ARN no es solo un mensajero, sino el archivo central de información. 

• Los retrovirus poseen ARN como material genético y cuando se introducen en una célula son capaces de sintetizar ADN utilizando como molde su ARN. Para ello resulta imprescindible la enzima denominada transcriptasa inversa o retrotranscriptasa. Posteriormente, el ADN transcrito se integra en el ADN celular. Ej: VIH.

• Los priones son proteínas mal plegadas que tienen la capacidad de "contagiar" su forma anómala a proteínas sanas circundantes. Son agentes infecciosos sin material genético, responsables de enfermedades como las "vacas locas"

Resumen

Vídeo en español

2. LA REPLICACIÓN O AUTODUPLICACIÓN DEL ADN

La replicación es el proceso a partir del cual cada hebra o cadena de la doble hélice original sirve de molde para la formación de una nueva cadena complementaria, de manera que al final del proceso se forman dos dobles hélices con secuencias de nucleótidos idénticas.

La precisión necesaria en la replicación del ADN implica un mecanismo complejo para asegurar la obtención de copias idénticas. La replicación se lleva a cabo durante la fase S del ciclo celular. Originalmente fue estudiada en células procariotas, pero posteriormente se comprobó que el mecanismo es similar en las eucariotas, aunque no idéntico.

2.1. Etapas de la replicación en procariotas

Las bacterias presentan un único cromosoma de ADN circular. La replicación comienza en un punto donde se produce una burbuja de replicación, que se extiende y forma dos horquillas de replicación en las que cada hebra sirve de molde para sintetizar la complementaria. Las horquillas se extienden en sentidos opuestos hasta que se encuentren, momento en que se separan los dos nuevos cromosomas.

El proceso de replicación del ADN en procariotas se divide en tres etapas: la iniciación, la elongación y la finalización. Finalmente se produce la corrección de errores.

vídeo opción 2

• Fase de iniciación: desenrollamiento y apertura de la doble hélice

La replicación comienza en ciertas zonas del ADN donde existen determinadas secuencias de nucleótidos (Nt). En el cromosoma bacteriano, la replicación tiene su origen en una región denominada OriC. El punto de iniciación es reconocido por unas proteínas específicas que se unen a él.

1. En 1º lugar, interviene en el proceso una enzima helicasa que separa las dos hebras de ADN al romper los puentes de H entre las BN complementarias y la doble hélice se abre como una cremallera.

2. Cuando la doble hélice se abre, se produce un desenrollamiento en esa zona. Este desenrollamiento crea tensiones (propiedad plectonémica) en las zonas próximas, que podrían provocar un mayor enrollamiento. La acción de las topoisomerasas es evitar estas tensiones, cortando y soldando de nuevo la hélice de ADN en esos puntos. Hay 2 topoisomerasas: topoisomerasa I que sólo corta una cadena y la topoisomerasa II o girasa que corta las dos cadenas. Ya eliminadas las tensiones las cadenas se vuelven a unir. 

   
   

3. Una vez separadas, las dos hebras se mantienen así por la acción de las denominadas proteínas SSB (single-strand binding protein = proteínas estabilizadoras de la cadena sencilla) que se unen a la hebra molde, impidiéndose que vuelva a enrollarse y dejando libre la parte de la hebra que lleva las bases nitrogenadas (BN) que servirán de molde.

• Fase de elongación: síntesis de las nuevas hebras de ADN

Es la fase en la que se sintetizan las nuevas hebras complementarias de ADN, utilizando como molde las dos hebras originales. Aquí intervienen las enzimas de la fase de iniciación, pero además, intervienen las ADN polimerasas. En procariotas existen 3 polimerasas diferentes: ADN polimerasa I, II y III.

La ADN polimerasa III presenta las siguientes características:

• Necesita una hebra molde de ADN, que recorre en sentido 3’  5’ (lectura ADN molde) y sobre la que sintetiza la nueva hebra complementaria.

• Une nucleótidos (nts) en sentido 5’  3’, ed, la nueva hebra formada crece en este sentido. Los nt que se van uniendo al extremo 3’-OH son los que se sitúan previamente frente a los correspondientes nt complementarios del ADN molde.

  
  
  

• Utiliza nt trifosfato, los cuales, proporcionan la energía necesaria para la unión tras su hidrólisis.

• No puede comenzar la síntesis por sí misma, pues solo puede añadir nts sobre el extremo 3’-OH libre de una cadena polinucleotídica previa. Por este motivo es necesario que exista una cadena corta de ARN (de 40 a 50 ribonucleótidos) denominada ARN cebador o primer.

El ARN cebador es sintetizado por la enzima primasa (ARN polimerasa ADN dependiente) que, utilizando una cadena de ADN 3’  5 como molde, sintetiza ARN en sentido 5’  3’ y complementario de esta. El cebador se escinde (corta/elimina) en una etapa posterior de la replicación.

A medida que la doble hélice del ADN original se va separando (de manera semejante a una cremallera que se abre), se forma la llamada burbuja de replicación donde actúa la ADN polimerasa III. Existe una horquilla de replicación en cada extremo de la burbuja, pues el proceso es bidireccional, es decir, avanza en ambas direcciones.

Dado que la ADN polimerasa III recorre en una horquilla el ADN molde en sentido 3’  5’, la síntesis de una de las hebras es continua, ya que, a medida que se abre la doble hélice, esta enzima va avanzando y añadiendo nuevos nts en sentido 5’  3’ a la cadena en formación. Dicha hebra se denomina hebra conductora o líder.

Sin embargo, como la otra cadena de ADN molde es complementaria y antiparalela (5’  3’), la ADN Pol III debería recorrerla en sentido 5’  3’, añadiendo nts a la hebra en formación en sentido 3’  5´lo cual no es posible. La síntesis, en este caso, es discontinua y se produce en segmentos separados. Esta cadena se denomina hebra retardada, pues su síntesis es más lenta que la de la hebra conductora. Los segmentos de ADN sintetizados de este modo se conocen como fragmentos de Okazaki y constan de 1000 a 2000 nucleótidos. Cada fragmento de Okazaki requiere un ARN cebador para iniciar la síntesis de una secuencia de nts.

Posteriormente, tras la eliminación de los ARN cebadores, los fragmentos de Okazaki se unen gracias a la acción de las enzimas ligasas. La enzima ADN polimerasa I elimina los ARN cebadores gracias a su actividad exonucleasa (rotura de enlaces fosfodiéster a partir de un extremo nt libre). Esta misma enzima posee también actividad polimerasa, con la que rellena el hueco dejado por el ARN cebador eliminado.

ADN polimerasa II corrige daños causados por agentes físicos 

(lee ADN, detecta errores, elimina error - exonucleasa y repara - polimerasa)

Fragmentos de Okazaki - Modelo de Trombón (No necesario)

En las células (en procariotas) las dos ADN Polimerasas III (la que hace la hebra conductora y la que hace la retardada) no van cada una por su lado. Están unidas físicamente formando un dímero, un complejo único llamado Holoenzima.

• El problema: Como las dos polimerasas están pegadas pero tienen que sintetizar en direcciones opuestas, la hebra retardada tiene que "curvarse".
• La solución: Se forma un bucle con la hebra molde de la retardada. Al hacer este lazo, la polimerasa puede desplazarse físicamente en la misma dirección que la horquilla de replicación, aunque bioquímicamente esté sintetizando en sentido contrario.

• Finalización. Corrección de errores en la replicación.

Al acabar el proceso, cada hebra recién sintetizada y la que ha servido de molde o patrón aparecen enrolladas originando una doble hélice.

A pesar de todas estas etapas, el proceso de replicación es muy rápido; en Escherichia coli, por ejemplo, se unen 45 000 nts por minuto.

Corrección de errores en la replicación del ADN.

(no prioritario pero necesario en cáncer)

Aunque las ADN-polimerasas tienen una actividad autocorrectora (miran hacia atrás, antes de incorporar un nt y si hay un error en el apareamiento, eliminan el nt y lo sustituyen por el correcto). Cometen un error de apareamiento cada 10 millones de pares de bases (1/10⁶). Como el genoma humano tiene 3000 millones de pares de bases, se cometería 300 errores en cada replicación del ADN.

Este hecho se evita con una maquinaria enzimática que corrige los errores cometidos por la ADN-polimerasa, consiguiendo que solo haya un error cada 10000 millones de bases. La corrección de errores se realiza mediante un complejo multienzimático que detecta el nt mal emparejado y regenera la secuencia correcta, en dicho proceso intervienen varias enzimas:

• Endonucleasas: detectan errores y cortan la cadena anómala.

• Exonucleasas: eliminan el fragmento incorrecto.

• ADN polimerasas: sintetizan la parte correspondiente al segmento eliminado. La ADN polimerasa I procariótica es la encargada de eliminar los cebadores así como de eliminar los posibles errores producidos durante la replicación gracias a su actividad exonucleasa, rellenando los huecos con nucleótidos de ADN.

• ADN ligasas: unen el nuevo segmento correcto al resto de la cadena.

Para detectar los errores es necesario distinguir la cadena nueva de la antigua. Esto tiene lugar por la metilación de las adeninas (-CH₃) que, se realiza pasado cierto tiempo. Así, las adeninas de la nueva cadena no están aún metiladas y las de la hebra antigua sí.

2.2. Diferencias del proceso replicativo entre eucariotas y procariotas

En eucariotas la replicación del ADN es parecida a la de los procariotas con algunas diferencias debido a su mayor complejidad:

• En eucariotas se produce en el núcleo, y en procariotas en el citoplasma.

• En eucariotas sólo tiene lugar durante la fase S de la Interfase del ciclo celular.

• Los cromosomas de los eucariotas contienen moléculas de ADN muy largas y lineales (procariotas circular). Para abreviar el proceso, la replicación se inicia de manera simultánea en varios puntos (numerosas burbujas de replicación) de cada cromosoma denominados replicones (en humanos hay aproximadamente unas 30.000 burbujas de replicación)

• La velocidad de replicación es menor que en procariotas (hasta 50 veces menor), debido a la mayor longitud del ADN y a la presencia de histonas.

• Existen 5 tipos de ADN polimerasas (α, β, γ, σ y ε). 3 son las existentes en procariota.

  • α (sintetiza el cebador y la hebra retardada);

  • β (ligasa: une fragmentos de Okazaki);

  • γ (replica el ADN mitocondrial);

  • δ (sintetiza la hebra conductora);

  • ε (polimeriza los fragmentos de Okazaki)

• El tamaño de los fragmentos de Okazaki es menor que en procariotas (1.000 a 2.000 bases en procariotas y de 100 a 200 bases en eucariotas)

• En los cromosomas de eucariotas, el ADN se encuentra asociado a histonas. Las histonas son proteínas básicas que no tienen los procariotas y que se duplican durante la replicación. Junto con el ADN forman los nucleosomas. Las histonas nuevas y antiguas se distribuyen al azar entre las hebras hijas.

• El proceso de replicación del ADN se va completando hasta llegar al extremo del cromosoma, el que en cada ciclo de replicación se acorta un poco. Una enzima denominada telomerasa, se encarga de alargar los telómeros. Tanto el acortamiento de los telómeros, como la actividad telomerasa están relacionados con el envejecimiento y la muerte celular. Así, una baja actividad telomerasa y la existencia de telómeros cortos se relaciona con células envejecidas.

vídeo replicación resumen

3. LA EXPRESIÓN DE LOS GENES (Dogma BM)

Antes de empezar, recodar “importante” el concepto de GEN: es un fragmento de ADN que contiene la información necesaria para sintetizar una cadena peptídica, una proteína que son las encargadas de llevar a cabo las funciones vitales del ser, del metabolismo. La información fluye del ADN al ARNm y a la proteína.

Recuerda: también un ARN estructural o regulador

lo mismo visto

La expresión genética consiste pues en el paso de ADN a proteína. Transcurre en 2 etapas sucesivas:

1. Transcripción o biosíntesis de ARN. En la transcripción, una cadena del ADN de un gen actúa como molde para la síntesis de ARN complementario. No todo el ADN se expresa. Sólo los genes con información para fabricar una cadena peptídica serán transcritos a ARNm y traducidos a proteínas. Existen genes que se transcriben pero no se traducen, pues sirven para la síntesis de otros tipos de ARN: ARNt, ARNr. También existen secuencias génicas reguladoras que no se transcriben ni se traducen, pues actúan de indicadores del comienzo y final de la transcripción, potencian o inhiben la expresión de los genes, etc.

2. Traducción: biosíntesis de proteínas. La información contenida en el ARNm transcrito será traducido a una cadena peptídica por los ribosomas, según el código genético, que relaciona la secuencia de bases del ARNm con la secuencia de aa de la proteína

Modelo1. 25-26. Pregunta 4.- Genética molecular (2,0 puntos) y Metabolismo (0,5 puntos). (Competencial y sin optatividad).

En un laboratorio de investigación se trabaja con un cultivo de células eucariotas que se dividen rápidamente. Un fármaco experimental, llamado X, inhibe parcialmente una enzima implicada en la replicación del ADN. Tras añadir el fármaco, se observa el siguiente resultado:

• Durante la síntesis de ADN aparecen numerosos fragmentos cortos de ADN en la hebra nueva.

Por otro lado, se estudia el metabolismo energético de estas células en presencia o ausencia de oxígeno. En la tabla se recogen datos relativos (escala de 0 a 10) obtenidos por molécula de glucosa:

Responda a las siguientes cuestiones:

• a) Utilizando los datos de la tabla, explique cuál de las dos condiciones (A o B) corresponde a un metabolismo basado en respiración celular y cuál a un metabolismo basado en fermentación, justificando su respuesta a partir del rendimiento energético y de los productos finales (0,5 puntos).
• b) A partir de la información proporcionada sobre la replicación del ADN, indique qué enzima de las siguientes es la más probable diana del fármaco X: helicasa, primasa, ADN polimerasa o ADN ligasa. Justifique su elección relacionando la función de la enzima con la aparición de numerosos fragmentos cortos de ADN y la disminución de células que completan la mitosis (0,75 puntos).
• c) Considere el siguiente fragmento de una hebra de ADN que actúa como molde durante la replicación (se indica en sentido 3’→5’):

3’- AGC TTA CGG TAC -5’

Escriba la secuencia de la nueva hebra sintetizada de ADN (en sentido 5’→3’) y explique por qué se dice que la replicación es semiconservativa (0,5 puntos).

• d) Al dejar de suministrar el fármaco X, se encuentra un ARNm mutante sintetizado a partir de la anterior secuencia de ADN (3’- AGC TTA CGG TAC -5’) que presenta la siguiente secuencia de bases:

ARNm mutante  5´-UCG AAU GCC ACG-3´

Explique razonadamente qué tipo de mutación génica ha sufrido el ADN y cuál ha sido la modificación de bases en la secuencia original de nucleótidos del ADN silvestre (0,75 puntos).

Solución.

La enzima más probable que está siendo inhibida por el fármaco X es la ADN ligasa.

Justificación: Durante la replicación, la hebra discontinua (o retardada) se sintetiza en pequeños tramos llamados fragmentos de Okazaki. La función de la ADN ligasa es sellar las muescas (uniones fosfodiéster) entre estos fragmentos para crear una hebra continua. Si el fármaco inhibe esta enzima, los fragmentos cortos permanecen sin unir, lo que explica la observación del laboratorio.

Sería interesante justificar el resto de enzimas - descartar.

Relación con la mitosis: Al quedar el ADN fragmentado e incompleto, los sistemas de control del ciclo celular (puntos de control) detectan que el genoma está dañado o mal replicado. Esto detiene el ciclo antes de entrar en fase M, provocando que disminuya drásticamente el número de células que completan la mitosis para evitar que las células hijas reciban ADN defectuoso.

3.1. Transcripción en procariotas y eucariotas

LA TRANSCRIPCIÓN DEL ADN EN EUCARIOTAS

En este proceso a partir de la secuencia de nt de un fragmento de ADN (gen) se va a realizar una copia de una cadena de ARNm con los correspondientes nt complementarios.

    La síntesis de ARN o transcripción que vamos a estudiar a continuación, es la que ocurre en células eucariotas, aunque es muy similar a la de procariotas. Este proceso ocurre el núcleo de las células eucariota y requiere:

1. Una cadena de ADN que actúe como molde. De las 2 cadenas de nt del ADN, sólo una –la denominada MOLDE (la 3’  5) - se transcribe realmente, mientras que la otra –llamada informativa o codificante- no lo hace. Como la ARN polimerasa lee la cadena de ADN en dirección 3’  5’ y sintetiza el ARNm en dirección 5’  3’ la cadena del ADN que va en la dirección 3’  5’ es la molde y la que se va a transcribir, y la cadena que va en dirección 5’  3’ es la cadena informativa o codificante.

   
   
   

2. Enzimas. El proceso está catalizado por las ARN polimerasas. En las células eucariotas hay 3 diferentes: ARN polimerasa I, II y III.

• La I interviene en la formación del ARNr (excepto el ARNr 5S),

• II en la síntesis de ARNm y la

• III en la síntesis de ARNt y ARNr 5S. La velocidad de transcripción es de unos 40-50 nt/s.

3. Ribonucleótidos trifosfatos de A, G, C y U. Se unen mediante un enlace éster.

La transcripción en eucariotas consta de 4 etapas: la iniciación, la elongación, la terminación y tras la terminación se produce la maduración del ARN.

• Iniciación

Existe una región del ADN denominada región promotora o promotor, que es donde se fija la ARN polimerasa II. Este promotor consta de dos señales de iniciación denominadas secuencias consenso, que son dos secuencias cortas de bases nitrogenadas: la CAAT y la TATA, situadas delante y a distintas distancias del punto de inicio de la transcripción.

Además de la región promotora, pueden existir otras regiones en el ADN situadas aguas arriba del gen que controlen dicho proceso, como las secuencias reguladoras, tanto activadoras como silenciadoras que controlan el nivel de transcripción al unirse a ellas determinadas moléculas, denominadas factores de transcripción.

• Elongación

La ARN polimerasa II avanza a lo largo de la cadena molde “leyéndola” en sentido 3’  5’, mientras que el sentido de la síntesis del ARN es 5’  3’. Una vez transcritos los 30 primeros nt del ARNm se le añade una Caperuza al extremo 5’ constituida por una guanosina metilada unida a un grupo trifosfato (CH₃-GTP). Esta caperuza: 

1. Protege al ARNm del ataque de las nucleasas y evita su inmediata degradación en el núcleo.
2. Permite que sea reconocido por el ribosoma.

• Terminación

La finalización de la síntesis del ARNm parece ser que está relacionada con la secuencia TTATTT. Una vez que la ADN polimerasa II lee la secuencia de terminación, la enzima poli A-polimerasa añade al extremo final 3’ un segmento de unos 200 ribonucleótidos de adenina, llamado Cola de poliA, que interviene en el proceso de 1.maduración y en el 2.transporte fuera del núcleo.

• Maduración

En las células eucariotas, tanto el ARNt, ARNr como el ARNm necesitan un proceso de maduración. El ARNm presenta una mayor complejidad con respecto al ARNm de procariotas, al poseer tanto secuencias codificantes o exones, como secuencias no codificantes o intrones. En el proceso de maduración del ARNm, los intrones son eliminados gracias a la acción de las enzimas denominadas ribonucleoproteínas pequeñas nucleares (RNPpn), mediante un mecanismo denominado de corte y empalme, que también se conoce con el nombre de splicing. El proceso de corte y empalme, comienza cuando las secuencias intrónicas forman unos bucles, que provocan el acercamiento de los extremos de los exones, para formar un ARNm maduro que saldrá del núcleo, ya que, el proceso de maduración se desarrolla en el interior del núcleo.

Diferencias en el proceso de transcripción en procariotas y eucariotas

• En eucariotas el ADN está asociado a histonas, por tanto, los genes tienen más difícil acceso para su transcripción. Debe desempaquetarse el ADN antes (En procariotas es más accesible, está menos empaquetado el ADN, sin histonas)

• En procariotas la transcripción del ARNm y su traducción son dos procesos acoplados (mismo lugar y al mismo tiempo), ya que a medida que se forman los ARNm los ribosomas los van traduciendo. En eucariotas son dos procesos independientes ya que la transcripción se da en el núcleo y la traducción en el citoplasma o ribosomas del RER.

• En eucariotas el ARNm posteriormente a su síntesis sufre un proceso llamado maduración que, no existe en procariotas ya que los genes son continuos. En eucariotas pues los genes están fragmentados (intrones que se transcriben pero no se traducen/exones)

• La adición de la “caperuza 3’GTP-CH₃ y cola de PoliA” también es exclusivo de eucariotas.

• En procariotas hay sólo un tipo de ARN polimerasa, en eucariotas tres.

• También se diferencian en la secuencia de bases de la región promotora.

• En procariotas, los ARNr y ARNt requieren un proceso de maduración para ser funcionales en el que se producen cortes y uniones de fragmentos, al igual que el ARNr y ARNt de eucariotas.

• En procariotas, es muy frecuente que una sola molécula de ARNm lleve información para la síntesis de varias proteínas diferentes (ARNm policistrónico – varios genes, por ello tienen varios puntos de iniciación y terminación). En eucariotas, cada ARNm lleva información para un solo tipo de proteína (ARNm monocistrónico - un gen).

3.2. El código genético en la información genética:

Se denomina código genético a la relación que existe entre la secuencia de nt (o más concretamente, de BN presentes en ellos) del ARNm y la secuencia de aa que constituye una proteína.

La interpretación de la clave genética, se consiguió gracias a los descubrimientos de Severo Ochoa, Grunberg-Manago y Nirenberg.

• 3.2.1 CARACTERÍSTICAS DEL CÓDIGO GENÉTICO (CG a partir de ahora)

Ya sabemos que para la traducción del mensaje genético ha de copiarse una cadena de ARNm a partir del ADN que permanece siempre en el núcleo, pues bien, tanto el nº de nt diferentes del ADN como del ARNm es 4, mientras que el nº de aa diferentes que forman parte de las proteínas de todos los seres vivos es 20:

• Si un solo nt codificara para un aa, solo podríamos tener información para 4 aa distintos.

• Si fuesen 2 nt por aa serían 16 aa diferentes (4²=16).

• Si fuesen 3 nt por aa habría 64 (4²=64) combinaciones diferentes, que son suficientes para 20 aa.

Fue Crick quien demostró que el CG es un código de 3 letras, tripletes o codones.

La tarea que se presentaba a continuación era averiguar los tripletes que codifica para cada aa. Fue el español Severo Ochoa en 1955 quien comenzó a descifrar el CG, utilizando una enzima descubierta por él, la polinucleótido-fosforilasa que unía ribonucleótidos sin necesidad de molde de ADN.

Comenzó sintetizando ARN con un solo nt, por ejemplo, el uracilo y en presencia de todos los aa, se obtenía un polipéptido formado exclusivamente por fenilalanina, de donde dedujo que el triplete UUU codifica para la fenilalanina. De esta manera se descifró todo el CG.

Existen 61 codones codificadores de aa y 3 codones mudos o sin sentido (UAA, UAG Y UGA) que señalan el final del mensaje y no especifican ningún aa. Hay también un codón (AUG) que, además de codificar para el aa metionina, es la señal de comienzo.

Aunque el código genético es universal existen diferencias entre procariotas y eucariotas

Las características del CG ayudan al cumplimiento de su función:

• Es universal. El CG es compartido por todos los organismos conocidos, incluyendo los virus. Así, un mismo codón codifica para el mismo aa tanto en procariotas como en eucariotas, aunque se han detectado algunas excepciones en el ADN mitocondrial, en algunos protoctistas ciliados y en micoplasmas.

• Es degenerado. Esto significa que, salvo el triptófano y la metionina, que están codificados por un único codón, los demás aa están codificados por más de un triplete (codones sinónimos). Generalmente sólo se diferencian en la última base, esto proporciona cierta ventaja, puesto que si se produce una alteración no deseada en una base nitrogenada es posible que el codón alterado siga codificando para el mismo aa. La complementariedad codón-anticodón sólo es estricta en lo que se refiere a las dos primeras bases del anticodón, mientras que puede haber cierta relajación en lo que concierne a la tercera base del anticodón, que puede aparear no sólo con la base complementaria normal del codón, sino también con otras bases distintas. Este apareamiento un tanto defectuoso de la tercera base del anticodón, se denomina “balanceo” y, es la causa de la degeneración del CG.

• No presenta imperfección. Ningún codón codifica más de un aa.

• Carece de solapamiento. Los tripletes de bases se hallan dispuestos de manera lineal y continua, y no comparten ninguna base nitrogenada. Su lectura se hace en un solo sentido (5’  3’), desde el codón que indica el comienzo de las proteínas hasta el que indica su final.

Modelo2. 25-26. Pregunta 4.- Genética molecular (2,0 puntos) y Metabolismo (0,5 puntos). (Competencial y sin optatividad).

En un laboratorio se estudia el metabolismo energético de una célula eucariota en condiciones aerobias. Se dispone de la siguiente información:

• • La glucosa se degrada completamente hasta CO2.
• • El poder reductor generado en el proceso se transfiere a la cadena transportadora de electrones.

Además, se analiza un fragmento de ADN que codifica una proteína clave del proceso energético. La secuencia de la hebra molde es la siguiente (sentido 3’→5’):

3’– TAC GGA TTT CCA GAA –5’

Responda a las siguientes cuestiones:

a) Escriba la secuencia de ARNm que se sintetizará a partir de este fragmento e indique su sentido o polaridad (0,5 puntos).

b) Indique la secuencia de aminoácidos codificada por dicho ARNm, especificando los extremos amino (N- terminal) y carboxilo (C-terminal), utilizando el código genético adjunto (0,5 puntos).   N-terminal – Met-Pro-Lys-Gly-Leu – C-terminal

c) Explique razonadamente en qué orgánulo se está desarrollando el proceso analizado, y qué moléculas actúan como dadores y aceptor final de electrones (0,5 puntos).

d) Si en una de las muestras se encuentra un ADN mutado con la siguiente secuencia de bases:

3’– TAC GGA TTC CCA GAA –5’

• • Indique el tipo de mutación que ha generado el ADN mutado (0,25 puntos).
• • Secuencia del ARNm mutante con su polaridad (0,25 puntos).
• • Secuencia de aminoácidos de la proteína mutada (0,25 puntos).
• • ¿Esta mutación tendría algún efecto sobre la actividad de la proteína? Justifica tu respuesta (0,25 puntos).

N-Met-Pro-Lys-Gly-Leu-C. - Mutación silenciosa (CG degenerado)

• 3.2.2. TRADUCCIÓN O BIOSÍNTESIS DE PROTEÍNAS

La traducción es el paso del mensaje genético del ARNm (codificado como nt) al de las proteínas (codificado como aa). Para que tenga lugar el proceso de traducción o biosíntesis de proteínas, se necesitan:

• Ribosomas, encargados de la síntesis de proteínas.

• ARNm, que contiene la información para sintetizar cada proteína.

• Aminoácidos, que son los componentes de las proteínas.

• ARNt, que aporta los aminoácidos en el orden preciso.

• Enzimas y energía, necesaria en toda reacción de biosíntesis.

    La traducción se realiza en el citoplasma, gracias a la participación de los ribosomas, orgánulos citoplasmáticos formados por dos subunidades, una pequeña y otra grande, formadas por ARNr específicos y por proteínas. En la subunidad pequeña se une el ARNm, mientras que en la subunidad grande se unen los ARNt que portan los aa necesarios para formar la cadena polipeptídica. Ambas subunidades se unen cuando se van a sintetizar proteínas.

La biosíntesis de proteínas consta de las siguientes fases:

Activación de los aminoácidos

    Antes de iniciarse la síntesis de las proteínas, es preciso que los aa que se van a unir a la proteína se activen. Esta activación de los aa tiene lugar en el citoplasma, y no en los ribosomas. Cada aa se une a una molécula de ARNt específica, gracias a la acción de la enzima aminoacil ARNt sintetasa. Para ello, es necesario el aporte energético, obtenido mediante hidrólisis del ATP. El aa queda unido por su extremo carboxilo al extremo 3’ del ARNt:

Aminoácido + ATP + ARNt   aminoacil ARNt + AMP + PPi

    Las moléculas de ARNt actúan como intermediario entre la secuencia de nt y la secuencia de aa, ya que, además de llevar unido un aa en su extremo 3’, reconocen los nt del ARNm gracias a su anticodón complementario del codón correspondiente.

Recuerdas el ARNt?

Iniciación de la síntesis proteica

En esa fase el ARNm se une a los ribosomas citoplasmáticos, cuyas dos subunidades se encuentran separadas.

1. En primer lugar, el ARNm se une por su extremo 5’ a la subunidad menor del ribosoma, gracias a un factor de iniciación (IF3).

2. A continuación, se produce la fijación del primer aminoacil ARNt por la formación de puentes de H entre las bases complementarias del anticodón del ARNt y el codón del ARNm. El primer codón o codón de iniciación es siempre 5’AUG3’, por lo que el anticodón del primer ARNt es UAC. El aa unido a este primer ARNt es la metionina, por lo que todas las cadenas proteicas deberían de empezar por metionina. Dado que no es así, posteriormente este primer aa es eliminado. En el proceso de fijación del ARNt participa otro factor de fijación (IF2)

3. Por último, se produce el acoplamiento de la subunidad mayor del ribosoma, para lo cual se precisa otro factor de iniciación diferente (IF1).

    La porción del ARNm cubierta con el ribosoma corresponde a 6 nt, es decir, a 2 codones. Sobre el primero de ellos AUG, ya está situado el aminoacil ARNt correspondiente, en el lugar denominado sitio P (de peptidil), ya que es el lugar donde se localiza el ARNt que lleva unida la cadena polipeptídica en formación). La zona donde se encuentra el segundo codón se denomina sitio A (de aminoacil, ya que es el lugar donde se acopla el nuevo aminoacil ARNt). El proceso de iniciación requiere energía que se obtiene de la hidrólisis de GTP.

Elongación o alargamiento

    En esta etapa, la cadena polipeptídica se sintetiza por la unión de los sucesivos aa que se van situando en el ribosoma, transportados por los correspondientes ARNt. Para ello, es necesario el desplazamiento del ribosoma a lo largo de la cadena del ARNm.

    En este proceso se pueden diferenciar tres subetapas:

1. Unión de un aminoacil ARNt al sitio A. Esto sólo es posible si el anticodón del ARNt es complementario al codón del ARNm que se encuentra allí. Se precisa la hidrólisis de GTP para proporcionar la energía necesaria y dos factores proteicos de elongación.

2. Formación del enlace peptídico. Una vez anclado los dos aminoacil ARNt, uno en el sitio P y otro en el sitio A, se produce la unión de los dos aa gracias a la enzima peptidil transferasa, localizada en la subunidad mayor del ribosoma (no es de naturaleza proteica, es ARNr catalítico o Ribozima)

Al unirse el 1º aa (metionina) al 2º se desprende de su ARNt, el cual, se libera del ribosoma, formándose un dipéptido que permanece unido al segundo ARNt localizado en el sitio A.

3. Translocación del dipéptido al sitio P. Se produce el desplazamiento del ribosoma sobre el ARNm en sentido 5’  3’. Así, el 2º codón con el ARNt fijado sobre él, pasa al sitio P, quedando libre el sitio A, que es ocupado por un nuevo ARNt.

    De este modo, mientras el ribosoma recorre el ARNm, los sucesivos ARNt que se van fijando al sitio A van incorporando su aa correspondiente a la cadena peptídica en formación, mediante la acción de la enzima peptidil transferasa. En cada fijación de un nuevo ARNt se utiliza la energía suministrada por la hidrólisis del GTP.

Terminación

    En el ARNm existen 3 codones de terminación: UAA, UAG y UGA, para los que no hay ARNt con sus correspondientes anticodones. Por esta razón, cuando el ribosoma llega a uno de ellos, no se sitúa ningún aminoacil ARNt en el sitio A y la cadena peptídica se acaba. En esta fase, interviene unos factores de liberación. Al situarse en el sitio A, estos factores hacen que la enzima peptidil transferasa libere el péptido del ARNt al que está unido, al hacer que reaccione el grupo carboxilo del último aa con agua. También en este proceso se utiliza la energía que proporciona el GTP.

        Como consecuencia del proceso de traducción se libera:

• La cadena proteica que, conforme se ha ido sintetizando, ha adquirido su Eª2 y Eª3 características.

• Las dos subunidades ribosómicas separadas.

• El ARNm, que puede volver a ser utilizado, aunque por lo general es destruido inmediatamente e incluso, en ocasiones, se degrada según es leído por los ribosomas.

    Las cadenas de ARNm pueden ser leídas por más de un ribosoma simultáneamente, formando los denominados polirribosomas, permitiendo una mayor efectividad, produciendo muchas copias de la misma proteína.

Ahora deberías entender mejor el vídeo.

Vídeo en español

3.3. Importancia de la regulación de la expresión génica en la diferenciación celular.

Tiene que haber mecanismos que regulen la expresión génica (transcripción y traducción), ya que si no, las células estarían sintetizando constantemente grandes cantidades de proteínas dando lugar a un despilfarro de moléculas y energía inviables para la vida.

La cantidad de proteínas que se sintetizan dependen de la cantidad de ARNm que haya en el citoplasma. Como el ARNm sólo dura unos minutos, la cantidad de ARNm sintetizado regulará la cantidad de de proteínas, de enzimas que se sinteticen. Por tanto, es lógico que se regule la expresión génica, regulando principalmente la síntesis de ARNm, es decir, la transcripción. Ello es diferente en:

• En procariotas, ésta depende del sustrato disponible.

• En eucariotas, es mucho más compleja y depende de muchos más factores:

1. Estructura de la cromatina: se controla mediante metilación del ADN (silencia la expresión); metilación de histonas (condensa la cromatina e impide su transcripción) y acetilación de histonas (descondensa la cromatina y favorece la transcripción).

2. Control de la transcripción: mediante elementos traslocables o genes saltarines, como transposones y retrotransposones, que pueden inactivar o sobreactivar la transcripción; y mediante los factores de transcripción (potenciadores o enhancers e inhibidores o silencers).

3. Control de la maduración postranscripcional: splicing alternativo.

4. Control de la traducción: degradación de los ARNm, actuación de ARNi (ARN de interferencia), etc.

5. Control del proceso postraduccional: maduración, cambios conformacionales, degradación por el proteasoma, etc

Esta es igualmente la clave de la diferenciación celular: en cada tejido las células sólo expresan aquellas proteínas que precisarán para sus funciones, aunque contengan todo el ADN del organismo (“Igual que todos los actores de una película tienen el mismo guion y cada actor lee solo su parte, las células tienen el mismo ADN pero cada célula solo "lee" las partes relevantes para desempeñar su función”).

Células madre: son células no especializadas que pueden dividirse y diferenciarse en células especializadas en realizar distintas funciones. Según su capacidad para diferenciarse, se distinguen:

Otro ejemplo aquí

1. Células madre totipotentes. Son las primeras células embrionarias que aparecen con la división del zigoto, y pueden diferenciarse en cualquier tipo de células que el organismo necesita para su desarrollo.

2. Células madre pluripotentes. Se desarrollan a partir de las células totipotentes y de ellas surgen las capas fundamentales del tejido del embrión. Una célula madre pluripotente puede diferenciarse en otros tipos de célula de cualquier tejido humano, aunque no se mantiene durante todo el desarrollo del organismo. Se especializan en células multipotentes.

3. Células madre multipotentes. Son células que pueden diferenciarse en diferentes células de un determinado linaje celular, como un glóbulo rojo o un glóbulo blanco. Las células multipotentes pueden originar células oligopotentes más especializadas.

4. Células madre oligopotentes. Son células que darán lugar a uno de los pocos tipos de células diferentes.

5. Células madre unipotentes. Están muy especializadas y solo pueden generar células de su propio tipo.

Las células madre, además de especializarse y generar todo tipo de células, también pueden dividirse y producir nuevas células madre. Según las distintas etapas de la vida del ser humano, existen varios:

• Células madre embrionarias. Son pluripotentes.

• Células madre fetales.

• Células madre adultas, en la persona adulta. Por ejemplo:

- Las células madre epiteliales, que dan lugar a los queratinocitos, las células predominantes (80 %-90 %) de la epidermis, la capa más superficial de la piel.

La médula ósea - Células madre hematopoyéticas, que dan lugar a las células sanguíneas (glóbulos rojos, glóbulos blancos y trombocitos o plaquetas). 

Ejemplos prácticos del uso de la regulación de la expresión genética y/o diferenciación celular:

1. Farmacología. El fármaco abortivo impide la fijación del embrión al útero. El fármaco se une al receptor citoplasmático específico de la hormona progesterona evitando la trascripción de los genes que codifican para las proteínas de las células uterinas responsables de la fijación del embrión al útero materno.

2. Las células madre se emplean en medicina regenerativa y tienen un inmenso futuro en terapias celulares y trasplantes. Dirigir en el laboratorio la diferenciación celular de células madres.

4. MUTACIONES

4.1. CONCEPTO DE MUTACIÓN

En la actualidad el término mutación se emplea para designar los cambios, inesperados y aleatorios, que se producen en la secuencia o en el número de nt en el ADN de una célula o en el ADN o ARN de un virus. Esta alteración se manifiesta durante la traducción en un cambio en la secuencia de AA de una proteína y ello puede, en determinadas condiciones, afectar a la supervivencia (tumores por ej) del organismo portador de la mutación (mutante) o pasar inadvertidas.
En cualquier caso, son enormemente ventajosas para la especie, ya que permiten el aumento de la variabilidad genética (fuente de la biodiversidad) sin la cual no habría sido posible la evolución de los seres vivos por selección natural.

4.2. TIPOS DE MUTACIONES

A continuación, vamos a clasificar las mutaciones atendiendo a diferentes criterios:

• Según el tipo de células afectadas:

        - Somáticas: si afecta a las células no reproductoras. No se transmiten a la descendencia.
        - Germinales: si las células afectadas son las germinativas que dan lugar a los gametos (óvulos y                 espermatozoides). Se transmiten a la descendencia.

• Según su causa de aparición:

        - Naturales: si aparecen espontáneamente.
        - Inducidas: si han sido provocadas artificialmente mediante agentes mutágenos.

• Según el efecto producido:

• Negativa o perjudicial: si tiene efectos negativos para la célula. Pueden ser:

  • Letales que pueden producir la muerte del organismo, mínimo en un 90% de los casos.

  • Subletales que provocan la muerte en menos de un 10% de aquellos que la poseen.

  • Patológicas que producen alguna enfermedad.

• Neutra: si no altera el funcionamiento general de la célula.

• Beneficiosa: si mejora o aporta una función que es positiva para la célula.

• Según tipo de expresión génica:

        - Dominantes respecto al alelo normal no mutado.
        - Recesivas respecto al alelo normal no mutado.

• Según localización:

        - Autosómicas: si se encuentran en cromosomas no sexuales.
        - Ligadas al sexo: si afectan a cromosomas sexuales.

• Según la extensión de material genético afectado o tipo de alteriación:

        - Génicas: si se trata de alteraciones en la secuencia de nucleótidos de un gen.
        - Cromosómicas: si se trata de alteraciones en la secuencia de genes de un cromosoma.

        - Genómicas si se altera el número de cromosomas.

Según la extensión de material genético afectado:

MUTACIONES GÉNICAS O PUNTUALES (alteración de nt)

Las mutaciones génicas son alteraciones en la secuencia de nt de un gen. Por ello también se denominan mutaciones puntuales. Aparecen por errores no corregidos producidos durante la replicación del ADN o por la acción de agentes mutagénicos. Según el tipo de alteración se clasifican en:

• Mutaciones por sustitución de bases. Son cambios de una base por otra. Como hay 2 tipos de bases, las púricas (A y G), y las pirimidínicas (T y C), se distinguen dos tipos de sustituciones:

        - Transiciones: sustitución de una purina por otra purina o una pirimidina por otra pirimidina.
        - Transversiones: sustituciones de una purina por una pirimidina, o viceversa.

• Mutaciones por pérdida o adición de nuevos nt. Son más graves que las anteriores, ya que, a partir del punto de deleción o de adición, todos los tripletes de bases estarán cambiados, por tanto, provocan un corrimiento en el orden de lectura del ARNm con respecto del normal, y el mensaje codificado será diferente:

        - Deleción: consiste en la eliminación de una base
        - Inserción: consiste en la adición de una base nueva.

MUTACIONES CROMOSÓMICAS(alteración de genes)

Las mutaciones cromosómicas son alteraciones en la Eª interna de cromosomas, ya que altera el número o la secuencia de genes de los cromosomas. detectables al microscopio. Se distinguen:

• Deficiencia o deleción. Es la pérdida de un fragmento del cromosoma, y en consecuencia, de algunos genes. Por ejemplo una deleción en el brazo corto del cromosoma 5, origina un síndrome denominado “llanto de gato”, que cursa con un llanto característico, cráneo pequeño, retraso psicomotor, etc.

• Duplicación. Es la repetición de un segmento de un cromosoma, pt, existe un exceso de los genes.

• Inversión. Es el cambio de sentido de un fragmento en el cromosoma.

• Translocación. Es el cambio de posición de un segmento del cromosoma trasladándose a otro lugar del mismo cromosoma, a su homólogo o a otro cualquiera.

Ejemplos aquí - Wikipedia

MUTACIONES GENÓMICAS(alteración de n.º de cromosomas)

Las mutaciones genómicas son alteraciones en el nº de cromosomas propio de una especie, ya sea por exceso o por defecto, por lo que se pueden detectar fácilmente al estudiar el cariotipo de un individuo. Siempre producen graves alteraciones, pues cada cromosoma porta un gran nº de genes. 2 tipos:

1. Aneuploidia. No existe alteración del número de juegos cromosómicos completos, solamente falta o sobra algún cromosoma. Se originan por la fusión de un gameto normal con otro que posee un cromosoma de menos o uno o dos de más. Se distinguen:

• Nulisomías (2n – 2): falta un par de cromosomas homólogos. Tiene efectos letales.

• Monosomías (2n – 1): falta uno de los cromosomas de la pareja de homólogos.

• Trisomías (2n+1): tiene tres cromosomas en lugar de dos en alguna pareja de homólogos.

• Tetrasomía (2n+2): tiene cuatro cromosomas en lugar de dos en alguna pareja de homólogos.

ANEUPLOIDÍAS HUMANAS MÁS FRECUENTES
Alteración	Síndrome
Trisomía 21 (la más común)	Down
Trisomía 18	Edwards
Trisomía 13	Patau
XXX (mujeres)	Triple X
X0 (mujeres)	Turner
XXY (varones)	Klinefelter
XYY (varones)	Duplo Y

2. Euploidias. Son alteraciones en el número de juegos completos de cromosomas. Las euploidias se pueden clasificar por el número de cromosomas que contengan en:

• Monoploidía o haploidía. Si las células presentan un solo juego (n) de cromosomas.

• Poliploidia. Si presentan más de dos juegos, pudiendo ser triploides (3n), tetraploides (4n), etc. Ocasionan un aumento del tamaño celular que puede ir acompañado de un mayor tamaño corporal, lo cual sucede frecuentemente en las plantas de cultivo (plátanos, patatas, trigo, etc.)

RECUERDA -  HAY QUE SABER INTERPRETAR CARIOTIPOS/CARIOGRAMAS

Modelo3. 25-26. Pregunta 4.- Genética molecular (2,0 puntos) y Metabolismo (0,5 puntos). (Competencial y sin optatividad).

Con respecto a este cariograma:

A) Señale en la imagen adjunta una mutación e indique su tipo (mutación genómica, génica o cromosómica), y dentro de este señale el tipo concreto al que pertenece. Justifica tu respuesta (0,5 puntos).

B) Justifique por qué no es conveniente hacer radiografías a mujeres embarazadas, especialmente en las primeras semanas de gestación (0,25 puntos).

C) Suponga que se inactivan todas las ARN polimerasas de una célula eucariota. Explique cómo se verían afectados los siguientes procesos: replicación, transcripción y traducción (0,75 puntos).

D) Explique razonadamente qué característica del código genético permite que una misma proteína puede ser codificada por dos moléculas de ARNm que difieren en algunas bases (0,5 puntos).

E) Justifique si la síntesis de proteínas es un proceso anabólico o catabólico. Explica qué consecuencias tendría para la célula la inhibición prolongada de este proceso (0,5 puntos).

4.3. LOS AGENTES MUTAGÉNICOS

Toda especie tiene una tasa de mutación basal, que es la normal que se produce en una célula debido a posibles fallos por parte de la enzima ADN polimerasa durante el proceso de replicación. Sin embargo, esta tasa de mutación puede incrementarse si las células son expuestas a determinados agentes que favorecen la mutación (cambios en secuencia o estructura del ADN). Estos agentes se denominan agentes mutagénicos o mutágenos y se clasifican en:

1. Agentes mutagénicos FÍSICOS: son las radiaciones de dos tipos:

• Radiaciones ionizantes: son radiaciones de longitud de onda muy corta, y pt, muy energéticas, que provocan la ionización de los átomos de las sustancias que atraviesan y que pueden provocar cambios enzimáticos, alteraciones en la Eª de los cromosomas (delecciones...), mutaciones génicas, etc. Son los rayos X y , así como las partículas  y  emitidas en procesos radiactivos.

• Radiaciones no ionizantes: son radiaciones ultravioletas (UV) que, pueden originar mutaciones génicas (dímeros de timina o citosina). Provoca el paso de e^- a niveles energético mayores.

2. Agentes mutagénicos QUÍMICOS: se trata de sustancias que tienen acción mutagénica (colorantes industriales, pesticidas, ácido nitroso, gas mostaza...), pueden originar modificaciones de las bases nitrogenadas, sustituciones de bases, introducción de ciertas moléculas en el ADN, etc.

3. Agentes mutagénicos BIOLÓGICOS: algunos agentes biológicos aumentan la frecuencia de la mutación génica, por ejemplo, los virus que, pueden producir cambios en la expresión de algunos genes y los transposones, que son segmentos móviles de ADN que pueden cambiar de posición trasladándose a otro lugar distinto dentro del mismo cromosoma o incluso a otro cromosoma y, pueden originar mutaciones ya que causan activación o inactivación génica no deseada al insertarse en genes Eª o en los reguladores.

• Factores que no son agentes mutágenos pero que determinan si una mutación tendrá lugar o no: temperatura, presión de oxígeno, envejecimiento.

Los 37 ºC de temperatura hacen, por ejemplo, que las células humanas pierdan cada día unas 5000 bases púricas (adenina y guanina) y la transformación de citosina en uracilo y de adenina en hipoxantina.

• Mutágenos que resultan de sustancias no carcinógenas metabolizadas, por ejemplo, el benzopireno es la sustancia resultante del metabolismo del hígado.

4.4. IMPLICACIONES DE LAS MUTACIONES EN LA EVOLUCIÓN Y

EN LA APARICIÓN DE NUEVAS ESPECIES

La evolución biológica es el proceso de transformación de unas especies en otras, mediante una serie de variaciones que se han ido sucediendo, generación tras generación, a lo largo de millones de años.

1. La mutación es una fuente de variabilidad genética en los organismos, al igual que

2. La recombinación genética que se produce en la meiosis. Se intercambian fragmentos de ADN (genes) entre cromosomas homólogos.

3. La reproducción sexual. A la recombinación se ha de unir como fuente de variabilidad el AZAR:

3.1. REPARTO CROMOSÓMICO AL AZAR. Los cromosomas homólogos se separan y distribuyen al AZAR entre los gametos durante la primera división meiotica

3.2. La unión de gametos o fecundación es al AZAR. Número de posibilidades es enorme pues el número de gametos es enorme (250 millones de espermatozoides por eyaculación)

(2 y 3 no genera nuevos genes, sólo origina agrupaciones distintas)

La mutación es, sin embargo, desde un punto de vista cualitativo, mucho más importante que la recombinación genética y reproducción sexual, ya que la mutación puede dar lugar a nuevos genes, mientras que la recombinación simplemente origina agrupaciones distintas de genes. Por lo tanto, la mutación es la base de la variabilidad. Sin mutación no habría evolución. Los organismos actuales tendrían los mismos genes que los organismos primitivos, sin embargo, la mutación permite que aparezcan nuevos alelos para un mismo gen, y si alguno de ellos aporta una ventaja, la selección natural aumentará su frecuencia en la población y la especie evolucionará.

Resumiendo: la mutación es una fuente de variabilidad genética, y es la base sobre la que actúa la selección natural en los procesos de evolución y formación de nuevas especies.

Evolutivamente las mutaciones son muy importantes, pues constituyen fuente de variabilidad genética en una población. La existencia de variabilidad genética entre los miembros de una población permite que, en caso de producirse un cambio en las condiciones ambientales, algunos individuos se adapten, sobrevivan y transmitan a sus descendientes las características que han hecho posible esa supervivencia, mientras que otros individuos podrían llegar a desaparecer. Este proceso se denomina selección natural.

Las mutaciones beneficiosas suelen pasar inadvertidas en un primer momento, por lo que las ventajas evolutivas se manifiestan lentamente. No obstante, si el gen mutado proporciona algún beneficio a los individuos que lo llevan, irá sustituyendo paulatinamente al gen original en la población, ya que la proporción de los individuos portadores irá aumentando.

La importancia de las mutaciones se pone de manifiesto durante la adaptación de una población a un entorno nuevo (cambios medioambientales, colonización de una nueva área geográfica). En estos casos, actúa la selección natural y favorece la supervivencia de los que portan las mutaciones adaptativas más favorables.

Las mutaciones cromosómicas poseen también un gran interés en los procesos evolutivos. Parece demostrado que la duplicación y posterior mutación de fragmentos cromosómicos han hecho posible la aparición de las diversas cadenas de hemoglobinas (α, β, γ, δ), y de la mioglobina humana y de los primates a partir de una única globina ancestral.

Las mutaciones genómicas contribuyen asimismo a la evolución, las plantas poliploides tienen órganos más desarrollados que los diploides. Como un proceso intermedio entre las mutaciones cromosómicas y las genómicas se puede incluir la unión de cromosomas; así el cromosoma 2 del ser humano parece que procede de la fusión de dos cromosomas telocéntricos (que aún se encuentran en los primates superiores actuales) de una especie ancestral.

El Neodarwinismo o teoría Sintética admite los primeros postulados del Darwinismo pero difiere en los dos últimos:

1. Las mutaciones son una fuente primaria de variabilidad genética y la recombinación genética aumenta dicha variabilidad.

2. La variabilidad genética se traduce en nuevos fenotipos.

3. Las variantes alélicas tienen diferente eficacia biológica o éxito reproductivo.

4. La selección natural actúa sobre la variabilidad genética, de modo, que generación tras generación, se modifican las frecuencias alélicas.

5. Los caracteres adquiridos no se heredan.(ej: experimento cortar cola ratón)) (Epigenética: Hoy, esta rama estudia cómo factores ambientales (estrés, dieta) pueden añadir "etiquetas" químicas al ADN que sí pueden heredarse, activando o desactivando genes sin cambiar la secuencia del código genético)

6. La unidad de evolución es la población, evolución de forma lenta y gradual.

EBAU 2024. 8. EVOLUCIÓN E IG. En la isla de Santa Elena, donde los vientos suelen ser huracanados, es frecuente que las poblaciones de moscas presenten las alas tan pequeñas (vestigiales) que no les permiten volar:

A. Desde el punto del neodarwinismo, ¿Cuál es la explicación más probable para la aparición de moscas con alas vestigiales? (0,25 puntos).

B. ¿Cuál es el agente de selección natural y cómo actúa? (0,25 puntos)

C. ¿Cómo podríamos inducir la aparición de moscas con alas vestigiales en el laboratorio? Indica dos posibles métodos. (0,5 puntos)

D. Explique la importancia de la meiosis para la evolución desde la perspectiva neodarwinista (1 punto)

A. Desde la perspectiva del neodarwinismo (o Teoría Sintética de la Evolución), la explicación no se basa en el esfuerzo de las moscas por no volar, sino en la variabilidad genética y la selección natural.
1. Variabilidad Genética Preexistente. En la población original de moscas, debido a mutaciones aleatorias y a la recombinación genética durante la reproducción, aparecieron de forma espontánea algunos individuos con alas más cortas o vestigiales. Estas mutaciones no ocurrieron "para" sobrevivir al viento, simplemente ocurrieron al azar.
2. La Presión Selectiva (El Viento). En un entorno con vientos huracanados como Santa Elena, volar es una desventaja fatal. Moscas con alas normales: Al intentar volar para buscar alimento o pareja, son arrastradas por el viento hacia el mar y mueren sin reproducirse. Moscas con alas vestigiales: Al no poder volar, se mantienen refugiadas en el suelo o entre las rocas. Esto aumenta drásticamente sus probabilidades de sobrevivir.
3. Reproducción Diferencial y Herencia. Como las moscas de alas cortas sobreviven más, tienen más oportunidades de reproducirse entre sí. Al ser un rasgo genético (no un carácter adquirido por el uso o desuso), transmiten los genes de "alas vestigiales" a su descendencia.
4. Adaptación de la Población. Con el paso de muchas generaciones, la frecuencia de los genes de alas largas disminuye hasta casi desaparecer, mientras que los genes de alas vestigiales se vuelven predominantes. La población se ha adaptado a su entorno específico.
En resumen: El neodarwinismo explica que el medio ambiente (el viento) no "crea" las alas cortas, sino que selecciona a los individuos que ya las tenían por azar, permitiéndoles dejar más descendencia que los que volaban.

B. El agente de selección natural en este caso serían los vientos huracanados de la isla. Este agente actúa al favorecer a los individuos que están mejor adaptados a sobrevivir en condiciones de fuertes vientos. Las moscas con alas vestigiales pueden sobrevivir mejor porque son menos susceptibles a ser desorientadas o llevadas por el viento, permitiendo que se reproduzcan y transmitan sus características a la próxima generación. (Selección diferencial contra alas normales y a favor de las vestigiales)

C. Para inducir la aparición de moscas con alas vestigiales en el laboratorio, se podrían considerar dos métodos: (no dado en este tema)

• Utilizando técnicas de edición genética, podríamos introducir cambios en los genes que regulan el desarrollo de las alas, conservando aquellos que favorecen alas pequeñas. CRISPR-Cas9 / EcoRI y ligasas.
• Mutagénesis Inducida (Cambio Genético). Este método busca imitar lo que ocurre en la naturaleza pero de forma acelerada. Consiste en exponer a una población de moscas (Drosophila melanogaster) a agentes que dañen el ADN para provocar mutaciones al azar (rayos X, luz ultravioleta o sustancias químicas). Se combina con el siguiente punto
• Criar a las moscas que naturalmente presenten alas más pequeñas y, mediante varias generaciones, seleccionar aquellas con alas vestigiales, promoviendo su reproducción a lo largo del tiempo.

D. La meiosis es crucial para la evolución desde la perspectiva neodarwinista porque es el proceso que genera variabilidad genética (RECEUERDA mutaciones más relevante en este hecho):

• Recombinación genética (Crossing-over en Profase I)
• Segregación aleatoria (separación de cromosomas al azar en metafase I)

Durante la meiosis, se producen recombinaciones y segregaciones de los cromosomas, lo cual da como resultado una diversidad de combinaciones genéticas en los gametos = asegura que ningún hijo sea idéntico a sus padres ni a sus hermanos. Esta variabilidad es la materia prima para la selección natural, ya que proporciona las opciones necesarias para que los organismos se adapten a su entorno. Sin variabilidad genética, la evolución no podría ocurrir.

5. EL CÁNCER.

CÁNCER – BLOQUE B.

¿Qué pasa cuando tu ADN se daña?

5.1. Mutaciones y cáncer.

Concepto de Cáncer. El cáncer es una enfermedad que se caracteriza por el crecimiento y división celular descontrolados que conlleva la destrucción del tejido afectado e incluso invade a otros órganos  Esta proliferación celular no regulada puede estar causada por mutaciones genéticas que afectan a los genes que controlan el ciclo celular, la división. Diferenciamos entre:

• Tumor benigno = masas de células que permanecen en un mismo lugar (verrugas, p.ej) y 
• malignos o cánceres invaden otros tejidos, crecen de forma continua e informe, agotan las reservas y proteínas del tejido invadido incluso invaden otros tejidos = metástasis - conducen a la muerte).
• Metástasis (proceso biológico mediante el cual las células cancerosas se desprenden del tumor original (tumor primario), viajan a través del cuerpo y forman nuevos tumores (tumores secundarios) en órganos o tejidos distantes)

Características comunes de las células cancerosas.

Por tanto, el cáncer está relacionado directamente con mutaciones (se han observado alteraciones cromosómicas, deleciones, traslocaciones…) que participan en la regulación de la división celular. 

• Acumulación de mutaciones con la edad. 
• Provocada por agentes mutagénicos que afectan básicamente a dos tipos de genes:

Estas mutaciones afectan a los distintos puntos de control del ciclo celular. Son los siguientes:

Puntos de control del ciclo celular

1. Punto G1/S o punto de Restricción (Si se supera, la célula queda comprometida irreversiblemente a dividirse. Si no (- tamaño celular o nutrientes insuficientes o ADN dañado) la célula puede entrar en fase G0 (reposo).) 
2. Punto G2/M.(Si el ADN no está perfectamente replicado o está dañado, se bloquea la activación del complejo MPF (Factor Promotor de la Mitosis), impidiendo que la célula entre en profase) 
3. Punto de control de la Metafase (Punto de control del Huso). Si un solo cromosoma está mal colocado (alineación y reparto), se inhibe el complejo APC/C, impidiendo la separación de las cromátidas. Esto evita las aneuploidías (células hijas con cromosomas de más o de menos, como en el Síndrome de Down).

Para entender cómo se desarrolla el cáncer a nivel genético, 

es útil imaginar el ciclo celular como un coche en movimiento: 

los protooncogenes son el acelerador y 

los genes supresores de tumores son el freno.

Proto-oncogenes y Oncogenes: (del griego “onkos” tumor y “genos” origen). Los proto-oncogenes codifican proteínas que son estimulantes (reguladores positivos) del crecimiento, diferenciación y la división celular normal. Estos proto-oncogenes son susceptibles de convertirse en oncogenes por acción de agentes mutagénicos siendo capaces de estimular el crecimiento y división celular sin que estén presente los estímulos normales para ello (más de 50 se han descubierto) = crecimiento incontrolado, estimulando la angiogénesis (formación de vasos sanguíneos para su nutrición), dando capacidad invasiva a las células (metástasis) y activando la telomerasa. (enzima que prolonga la vida de las células al mantener la longitud de los telómeros).

Ejemplo - Complejos Ciclina-CDK -  (poner en apuntes)

Los protooncogenes codifican proteínas que, en condiciones normales, responden a señales externas (como factores de crecimiento) para indicar que la célula debe dividirse. Cuando estas señales llegan, se activan los complejos Ciclina-CDK. Para que el ciclo avance, no basta con que estas proteínas estén presentes; deben trabajar juntas en parejas:

• CDK (Quinasas Dependientes de Ciclinas): Son enzimas que añaden grupos fosfato a otras proteínas (fosforilación) para activarlas o desactivarlas. Por sí solas están inactivas; son como el motor de un coche que necesita una llave.
• Ciclinas: Son las "llaves". Su concentración aumenta y disminuye de forma cíclica durante el proceso. Cuando una ciclina se une a su CDK específica, el complejo se activa y permite que la célula pase al siguiente "checkpoint" o fase.

Otros ejemplos de PROTOONCOGENES

Sabemos que son son genes que codifican proteínas responsables de estimular la división y el crecimiento celular normal. Cuando mutan y se vuelven hiperactivos, se transforman en oncogenes, provocando una proliferación descontrolada. Dos ejemplos son:

Ras: Es una proteína G (familia) que actúa como un interruptor molecular. Envía señales de crecimiento desde la superficie de la célula hacia el núcleo. Si muta, se queda "encendida" permanentemente, ordenando a la célula que se divida sin parar.

c-Myc: Es un factor de transcripción que regula la expresión de miles de genes relacionados con el metabolismo y el ciclo celular. Su sobreexpresión "obliga" a la célula a entrar en la fase de replicación de forma continua.

Genes supresores de tumores Son genes que codifican proteínas inhibidoras (reguladores negativos) de la división celular. Evitan, por tanto, el crecimiento celular descontrolado. Si hay mutaciones en estos genes se puede perder la capacidad de frenar el crecimiento celular (los oncogenes no pueden ser controlados)

Las proteínas supresoras de tumores cumplen funciones muy importantes, como la:

• reparación del ADN dañado, 
• la regulación de la adhesión celular y 
• la participación en vías de señalización que inhiben el ciclo celular. 

OJO con el ejemplo importante de gen supresor de tumores:

• Si el ADN/el genoma está dañado (mutación en pnto G1/S) se activa la la proteína p53 (53 = masa molecular),  es una proteína supresora de tumores ubicua (se expresa en todos los tejidos). En la especie humana, el gen p53 o TP 53, también llamado el guardián del genoma, es capaz de inducir la respuesta de la célula ante el daño del ADN, esta respuesta consiste en:
• Deteniendo el ciclo celular en caso de mutación en el punto G1/S. Incluso lo detiene permanentemente (senescencia = pausa permanente donde la célula deja de dividirse pero no muere))
• Activa las enzimas reparadoras del ADN.
• Induce la apoptosis o muerte celular programada impidiendo la proliferación cancerosa. Es el último mecanismo de protección.

enlace apoptosis neurona

Diferencia entre apoptosis y necrosis

La apoptosis es un proceso biológico fundamental donde la célula utiliza una maquinaria genética específica para "suicidarse" de manera ordenada. Es un proceso fisiológico (necesario para el desarrollo y la salud = es un mecanismo de control celular), a diferencia de la necrosis, que es siempre un proceso patológico y desordenado que deriva en inflamación y destrucción de los tejidos.

Por tanto, un p53 defectuoso podría permitir que las células anormales proliferen dando por resultado cáncer (alrededor de un 50 % de todos los tumores humanos contienen mutaciones en p53)

MDM2 = enzima reguladora de p53

FLIPA! Ratones transgénicos con sobreexpresión de p53 y telomerasas son más longevos (50%) y están libres de cáncer.

La proteína p16  es uno de los reguladores negativos más críticos del ciclo celular. Si el ciclo fuera un coche, la p16 es el bloqueo del encendido que impide que el motor arranque antes de tiempo.

La p16 pertenece a la familia de inhibidores de quinasas dependientes de ciclinas (INK4). Su trabajo principal es detener el ciclo celular en la fase G1, antes de que la célula comience a duplicar su ADN.

Es un supresor de tumores fundamental porque actúa como una barrera contra la proliferación descontrolada:

• Senescencia celular: La p16 es la principal responsable de inducir la senescencia (un estado de "jubilación" celular donde la célula deja de dividirse permanentemente pero no muere). Esto ocurre cuando la célula detecta estrés o daño acumulado.
• Cáncer: Si el gen p16 se inactiva (por mutación o metilación), las células pierden este freno. Esto es muy común en: Melanomas (cáncer de piel). Cáncer de páncreas. Cáncer de pulmón.

Otro ejemplo (NO prioritario) de gen supresor de tumores es RB (Proteína del Retinoblastoma): Actúa como un punto de control estricto que impide que la célula pase de la fase G1 a la fase S del ciclo celular. Básicamente, bloquea la replicación del ADN hasta que la célula esté realmente lista y sana.

5.2. Agente mutagénicos y hábitos saludables. (resumen tabla aquí)

Algunos estilos de vida pueden aumentar el riesgo del desarrollo de cáncer. Algunos de estos hábitos son:

Tabaquismo: está fuertemente relacionado con varios tipos de cáncer (de pulmón, boca, garganta, esófago, páncreas, vejiga y riñón, entre otros) . El humo del tabaco contiene al menos 70 sustancias químicas carcinógenas que pueden dañar el ADN y aumentar el riesgo de cáncer. Destacamos Alquitrán, Plomo, Arsénico, amoniaco, benceno, y nitrosaminas derivadas de la nicotina.

Dieta poco saludable: Una dieta rica en grasas saturadas, azúcares refinados y baja en frutas, verduras y fibras (recordar fibra – peristaltismo intestinal – cáncer de color) se ha relacionado con un mayor riesgo de cáncer colorrectal, de mama y de próstata, entre otros. La obesidad, que a menudo está vinculada a una dieta poco saludable, también se asocia con un riesgo aumentado de varios tipos de cáncer.

Una dieta rica en carnes procesadas,frituras y asados contiene gran cantidad de dos agentes mutagénicos:

1. Acrilamidas (La acrilamida es una sustancia química que se crea de forma natural en productos alimenticios que contienen almidón durante procesos de cocinado) y

2. Benzopirenos, café, embutidos, salchichas, ahumados, fritos, barbacoas… presentan gran cantidad de estos agentes mutagénicos.

Exposición a la radiación ultravioleta: La exposición excesiva a la radiación UV del sol o camas de bronceado aumenta el riesgo de desarrollar cáncer de piel, especialmente el melanoma.

Infecciones virales y bacterianas: Algunas infecciones crónicas, como la infección por el virus del papiloma humano (VPH), el virus de la hepatitis B y C, y la bacteria Helicobacter pylori, pueden aumentar el riesgo de cáncer cervical, hepático y gástrico, respectivamente.

Consumo excesivo de alcohol: se ha asociado con un mayor riesgo de desarrollar cáncer de hígado, de esófago, de garganta, de boca y de mama, entre otros. El alcohol puede causar daño directo a las células y aumentar la inflamación, lo que contribuye al desarrollo de ciertos tipos de cáncer.

Conociendo el origen de las agentes mutagénicos podemos deducir los principales HÁBITOS SALUDABLES, y adoptar estilos de vida saludables que pueden desempeñar un papel importante en la prevención del cáncer.

• Mantener un peso saludable,

• llevar una dieta equilibrada, incluyendo fibra alimentaria,

• hacer ejercicio regularmente,

• evitar el tabaco y

• limitar el consumo de alcohol y otras drogas son medidas clave para reducir el riesgo de cáncer.

• Protección solar.

• Prevención:

Además, las prácticas de detección temprana, como exámenes regulares y pruebas de detección, son fundamentales para identificar y tratar el cáncer en sus etapas iniciales, mejorando así las tasas de supervivencia.

Es importante destacar que la genética también juega un papel en el riesgo de cáncer, y algunas personas pueden tener una predisposición genética que aumenta su susceptibilidad. Sin embargo, adoptar un estilo de vida saludable sigue siendo una estrategia efectiva para reducir el riesgo en la medida de lo posible.

Comentar vacunas de ARNm - Cáncer. (ampliar en inmunología)

Este tipo de inmunizaciones se elabora para cada paciente después de secuenciar el genoma de su tumor. Los científicos seleccionan hasta 20 proteínas características del cáncer, llamadas neoantígenos, y elaboran una vacuna de ARN que contiene las instrucciones para que el propio organismo genere linfocitos T —glóbulos blancos— capaces de identificarlos, recordarlos y destruir las células malignas. La estrategia es apoyar al sistema inmune para que pueda combatir al tumor y que también pueda evitar recaídas futuras. Noticia aquí

Agentes Mutagénicos (Químicos, Biológicos y Metabólicos) y CÁNCER.

Agente / Factor	Fuente o Origen	Daño en el ADN / Acción	Relación con el Ciclo Celular	Cáncer más común
Tabaco	Cigarrillos, humo.	Carcinógenos que forman aductos (uniones) al ADN.	Bloquea el gen p53 en el control G1/S.	Pulmón, boca y vejiga.
Virus (VPH)	Infección viral (Papiloma).	Inserta su ADN en la célula y anula proteínas de control.	Inactiva las proteínas de freno en G1/S.	Cuello uterino.
Virus (Hep. B/C)	Infección viral (Hepatitis).	Causa muerte celular y regeneración constante (mutaciones).	Fuerza una división celular acelerada (acorta G1).	Hígado.
Bacteria (H. pylori)	Infección bacteriana.	Inflamación crónica y radicales libres en el estómago.	Genera mutaciones que saltan el control G1/S.	Estómago.
Amianto	Material construcción.	Daño físico e inflamación persistente.	Altera la Metafase (reparto de cromosomas).	Mesotelioma.
Acrilamidas	Alimentos fritos/asados.	Distorsionan la hélice de ADN.	Provoca errores en la Fase S (replicación).	Colorrectal.
Benzopirenos	Humo de combustión.	Se intercalan en la cadena de ADN.	Fijan mutaciones antes de la Fase S.	Pulmón.
Alcohol	Bebidas alcohólicas.	El acetaldehído impide la reparación del ADN.	Interfiere en la vigilancia de G1/S.	Hígado y esófago.
Obesidad	Dieta y sedentarismo.	Exceso de hormonas y señales de crecimiento.	"Empuja" a la célula a pasar el Punto de Restricción.	Mama y colon.

BLOQUE D. GENÉTICA MOLECULAR Y EVOLUCIÓN

GENÉTICA MOLECULAR

Mod 25. REPLICACIÓN – TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN.

1. PAU25. EXTREMADURA.

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).

1.1 Extremadura 24 Ord – 7. A continuación se muestra una porción de la secuencia de aminoácidos de una proteína:

NH2-…-Lys-Gly-Trp-Ser-Phe...-COOH

Después de realizar el tratamiento con un agente mutagénico, la secuencia de aminoácidos es la siguiente:

NH2-...-Lys-Gly-COOH

1. Teniendo en cuenta el código genético (tabla adjunta) determine dónde se ha producido la mutación y los probables cambios en la secuencia de nucleótidos del ARNm en este codón. (1 punto).

2. ¿Qué tipo de mutación ha sucedido? ¿Será funcional la proteína mutada? Justifique su respuesta (1 punto)

1.2. EBAU Extremadura 24 Extraord –7. A continuación, se muestra la secuencia de nucleótidos de un fragmento de ADN:

5´... CGG TTA GCA ACA CAT TAC TCC…3´

Responda a las siguientes cuestiones:

1. Utilizando esta cadena como molde, escriba la secuencia del ARN mensajero correspondiente, indicando su polaridad o dirección. (0,5 puntos)

2. Teniendo en cuenta que el codón de inicio es AUG y que los posibles codones de parada son UAG, UAA y UGA, ¿Cuántos aminoácidos puede codificar este fragmento? (0,5 puntos)

3. Indique en qué lugar de las células, según sean eucariotas o procariotas, tiene lugar la replicación, la transcripción y la traducción. (1 punto)

1.3. Mod25. Parte de la secuencia de aminoácidos de una proteína está indicada en la fila superior de esta tabla:

a) Copie y complete los espacios en blanco con los tripletes correspondientes [1].

b) Indique qué se entiende por código genético [0,5].

c) Explique dos características del código genético [0,5].

1.4. EBAU Extr 24 Extraord 7. A continuación, se muestra la secuencia de nucleótidos de un fragmento de ADN:

5´... CGG TTA GCA ACA CAT TAC TCC…3´

Responda a las siguientes cuestiones:

• Utilizando esta cadena como molde, escriba la secuencia del ARN mensajero correspondiente, indicando su polaridad o dirección. (0,5 puntos)
• Teniendo en cuenta que el codón de inicio es AUG y que los posibles codones de parada son UAG, UAA y UGA, ¿Cuántos aminoácidos puede codificar este fragmento? (0,5 puntos)
• indique en qué lugar de las células, según sean eucariotas o procariotas, tiene lugar la replicación, la transcripción y la traducción. (1 punto)

2. PAU25 ZARAGOZA (ARAGÓN). 2. Elija únicamente una de las dos opciones que se plantean.

Opción 2.A) Responda las siguientes cuestiones: (2 puntos)

a) ¿Qué proceso muestra la imagen de microscopía electrónica? Identifique la región señalada con flechas. (0,2 puntos)

b) Identifique el tipo de molécula (número 1) que está siendo sintetizada mediante el proceso esquematizado

en la figura adjunta. (0,2 puntos)

c) Identifique y describa la función de los elementos 2, 3, 4, 5 y 6 en este proceso de síntesis. (1 punto)

d) Indique cuál es el motivo por el cual la síntesis de la molécula 1 en la cadena A es diferente a la

síntesis de la molécula 1 en la cadena B. Justifique su respuesta. (0,6 puntos)

Opción 2.B) A continuación, se muestra el fragmento de una cadena polipeptídica cuya secuencia es: 

NH2 - Met - Cys - Asp - Trp - COOH. 

Usando la tabla adjunta, responda a las siguientes cuestiones: (2 puntos)

a) ¿Qué representa la tabla? Explíquelo brevemente. (0,2 puntos)

b) Escriba una posible secuencia de ARNm que dé lugar a este polipéptido, indicando sus extremos. (0,5)

c) Indique la secuencia de bases del ADN que codificaría el ARNm que ha propuesto. (0,6 puntos)

d) Señale una posible mutación de la secuencia de ADN que cambiaría el aminoácido Cys por Ser. ¿Qué tipo de mutación sería? (0,3 puntos)

e) ¿Dicha mutación se transmitirá a la descendencia? Razone su respuesta (0,4 puntos)

Elija únicamente una de las dos opciones que se plantean:

Opción 3.A) Responda las siguientes cuestiones: (2 puntos)

a) En relación con la replicación del ADN, aparecen fragmentos de Okazaki, ¿qué son y por qué aparecen? Razone su respuesta (0,8 puntos)

b) ¿A qué cadena del ADN van asociados? Justifíquelo (0,2 puntos)

c) ¿Qué enzima une estos fragmentos? Razone su respuesta (0,2 puntos)

d) Explique dos diferencias entre la transcripción en procariotas y en eucariotas, una en cuanto al proceso

y otra en cuanto a la localización. (0,8 puntos)

Opción 3.B) Responda las siguientes cuestiones: (2 puntos)

a) Dada la siguiente secuencia de ADN, escriba la secuencia de su hebra complementaria: (0,2 puntos)

3’…TAC AAA TTC TTG TTT TTC ATT…5’

b) Escriba la secuencia de ARNm que se transcribiría de la hebra de ADN del enunciado. (0,3 puntos)

c) Escriba la secuencia de aminoácidos que resultaría de la traducción. (0,7 puntos)

d) Razone cómo podría originarse un codón de terminación mediante las siguientes mutaciones en el

segmento de ADN mostrado:

i) adición de una base; ii) sustitución de una base. (0,8 puntos)

Elija únicamente una de las dos opciones que se plantean:

Opción 4.A) Responda las siguientes cuestiones referentes al esquema: (2 puntos)

a) Indique el nombre de las estructuras señaladas del 1 al 4. (0,4 puntos)

b) ¿Cómo se llama el orgánulo señalado con la A? Razone su respuesta (0,2 puntos)

c) ¿En qué parte de la célula se habrá sintetizado la molécula 1? Justifíquelo (0,2 puntos)

d) ¿Este esquema podría pertenecer a una célula animal? ¿Y vegetal? ¿Y procariota? Razónelo. (0,6 puntos)

e) Imagine que la molécula 3 termina formando parte de un orgánulo membranoso de la célula cuya función es digerir sustancias fagocitadas. ¿De qué orgánulo estamos hablando? Detalle la ruta

que seguirá desde que se sintetiza hasta llegar a dicho destino. (0,6 puntos)

3, PAU 25. CASTILLA LA MANCHA. 

IMAGEN 2: Responda a las cuestiones sobre la siguiente imagen.

a. Indique el nombre del proceso que está teniendo lugar y explique brevemente en qué consiste.

b. Identifique el orgánulo celular que aparece en la imagen y describa su estructura en células eucariotas.

c. ¿Qué nombre reciben las unidades marcadas con la letra A? Describa el enlace que se forma entre ellas.

d. Diga el nombre de la molécula B y explique su función durante el proceso indicado en la imagen.

GENÉTICA MOLECULAR. Responde a una de las dos opciones (2A o 2B, nunca a las dos)

Opción 2A (2,5 puntos)

A la vista de la imagen conteste a las siguientes cuestiones:

a) (0,5 puntos) Indique razonadamente de qué proceso se trata.

b) (0,5 puntos) ¿En qué lugar de la célula se produce?

c) (0,5 puntos) ¿Cómo afectaría a este proceso una elevación brusca de la

temperatura por encima de los 80 ºC?

d) (0,5 puntos) Explique la composición y estructura de la molécula resultante.

e) (0,5 puntos) ¿Cuáles son las posibles funciones de la molécula formada?

Opción 2B (2,5 puntos)

Defina los siguientes términos:

a) (0,5 puntos) Gen

b) (0,5 puntos) Célula haploide

c) (0,5 puntos) Homocigoto

d) (0,5 puntos) Fenotipo

e) (0,5 puntos) Genoma

4. PAU 25. PAÍS VASCO.TERCERA PREGUNTA (2,5 puntos) BIOLOGÍA CELULAR. 

Responde a una de las dos opciones (3A o 3B, nunca a las dos)

Opción 3A (2,5 puntos)

El dibujo de abajo representa una célula en un momento concreto de su ciclo.

a) (1,0 punto) Indique el tipo de división celular y la fase representada. ¿Cuál es el significado biológico de este proceso?

b) (0,75 puntos) Identifique cada una de las estructuras señaladas con los números del 1 a 3.

c) (0,75 puntos) Razonando su contestación, indique si se trata de una célula animal o vegetal.

5. PAU25 CANTÁBRIA. APARTADO 2 [1,25 puntos]. Bloque B. Genética molecular. Conteste a las preguntas de UNA SOLA de las siguientes opciones. (ver Código genético)

Opción 3 [1,25 puntos]. El hexapéptido sintético MSH-A, derivado de la hormona estimulante de los melanocitos

(MSH), puede tener interesantes aplicaciones biotecnológicas y contiene la siguiente secuencia:

Met-Tyr-Arg-Lys-Tyr-Gln. Para estudiar dicho péptido y producirlo en cantidad suficiente, se decide sintetizar

un gen que lo codifique y se exprese en Escherichia coli. Usando el código genético (verlo)

a) Escriba una de las posibles secuencias codificantes del gen completo que dé lugar a ese hexapéptido. 

b) ¿Cuántos codones presenta el gen codificante completo de MSH-A? y ¿Cuántos anticodones intervienen en su expresión?

c) Explique la característica del código genético que hace que 288 genes distintos puedan dar lugar a esta molécula.

Opción 4 [1,25 puntos], a) Enumere las diferentes fases de la replicación del ADN, indicando las proteínas

que intervienen en cada fase y la función que realizan. b) Dibuje una horquilla de replicación del modo más

completo posible. Nombre todos los componentes e indique la polaridad de todas las hebras.

Pregunta 4. Genética molecular (2 opciones a elegir 1) (1,5 puntos)

Opción 4.A. Contestar a las siguientes cuestiones:

a) A partir del siguiente fragmento de ARNm 5’-AUG-UCU-CCG-UAC-GUU-UAG-3’, escribir las secuencias del ADN molde y del ADN codificante, señalando su polaridad. (0,6)

b) Definir los siguientes términos: promotor, transcrito primario y ARNm policistrónico. (0,9)

Opción 4.B. Contestar las siguientes cuestiones:

a) Explicar por orden de actuación el papel de las siguientes enzimas durante el proceso de replicación del

ADN: ADN-polimerasa III, primasa, ADN ligasa y helicasa. (1,0)

b) Una determinada hebra de ADN posee la siguiente composición de bases nitrogenadas:

A= 18; G= 25; C= 34 y T= 23. ¿Cuál es la composición en bases de la hebra complementaria? (0,5)

Pregunta 2. El esquema adjunto representa procesos biosintéticos que dan lugar a grandes moléculas

poliméricas fundamentales para las células. El recuadro corresponde a un detalle ampliado.

6. PAU25 ASTURIAS. 

Opción A

1. Indica el nombre de las biomoléculas poliméricas que se están sintetizando en el esquema y señala cómo

se denominan esos procesos de síntesis. (Calificación 1 punto)

2. Explica qué es el promotor o región promotora e indica cuántas de estas regiones hay en el ejemplo que

se representa en el esquema. Justifica tu respuesta. (Calificación 1 punto)

3. Con la información que se muestra en el recuadro ampliado, indica qué cadena, azul-5´ o rosa-3´,

es la cadena molde. Justifica tu respuesta. (Calificación 0.5 puntos)

Opción B

1. Explica si el proceso, tal como se representa, tiene lugar en células procariotas, o en eucariotas o en ambos

tipos. Justifica tu respuesta. (Calificación 1 punto)

2. Indica el nombre y localización celular del enzima responsable de activación de los aminoácidos y del enzima

responsable de la formación del enlace peptídico. (Calificación 1 punto)

3. Todas las cadenas que se representan en el esquema como una sucesión de pequeñas esferas de varios colores

tienen en el extremo una esfera de color negro. ¿Se puede saber a qué molécula corresponde dicha esfera negra

del extremo? Justifica tu respuesta. (Calificación 0.5 puntos)

7. PAU25 CANARIAS. Bloque II: Se debe seleccionar 1 pregunta

8. Los ratones comparten aproximadamente el 85% de su ADN con los seres humanos, ello explica

por qué estos animales son tan utilizados en investigaciones biomédicas. Se ha descubierto que compartimos

aproximadamente el 60% de nuestro ADN con los plátanos. Puede parecer desconcertante, pero la clave radica

en los mecanismos celulares básicos que compartimos. Los procesos incluyen, entre otros: la respiración celular,

la transcripción y traducción y replicación del material genético.

a. Definición de los procesos: transcripción, traducción y replicación.

b. Indica dónde se producen los procesos de transcripción y traducción en una célula animal.

c. Indica dónde se producen los procesos de transcripción y traducción en una célula vegetal.

9. Investigadores en EEUU y Reino Unido componen el mayor árbol genealógico de la historia,

pues representa a todos los humanos vivos del planeta Tierra. El genoma de cada persona contiene 3.000 millones

de letras que compilan todas las instrucciones necesarias para que su organismo funcione correctamente.

(Fuente: Elpais.com, 2022)

a. Define genoma. b. Indica cuál es la dotación genética de la especie humana, especificando cuántos son

autosomas. c. Indica la naturaleza química de los millones de letras que conforman el genoma.

d. Diferencia entre mutación génica y genómica.

10. Dada la siguiente secuencia de unidades constituyentes de un tipo de ácido nucleico

3' TACCCCGCGATACGTATT 5' y teniendo en cuenta la tabla adjunta correspondiente al código genético:

a. Indica la secuencia de subunidades que constituirán parte del polipéptido.

b. Indica qué orgánulo participa en este proceso de síntesis.

c. Indica dos características del código genético.

Bloque II: Se debe seleccionar 1 pregunta

7. La figura adjunta representa mecanismos claves dentro del campo de la genética molecular.

a. ¿Qué proceso o procesos celulares están representados en la figura?

b. Identifica el nombre de las estructuras señaladas con las letras A, B, C, D, E y F.

c. Justifica si la figura representada pertenece a una célula eucariota o procariota.

8. Las mutaciones, que ocurren constantemente en cada célula de nuestro cuerpo, son un factor clave

que contribuye al cáncer, al envejecimiento y a la neurodegeneración. Científicos de la Universidad de

Cambridge han descubierto una mutación en dos genes que predispone a algunas mujeres a tener cáncer de

mama o de ovarios. (Fuente: www.cadenaser.com, 2024).

a. Indica qué relación existe entre mutación y evolución.

b. ¿Qué consecuencias tendría una mutación que se produce en las células somáticas de un individuo?

c. Indica la diferencia entre mutación génica y genómica.

8. PAU25 CASTILLA Y LEÓN.

Pregunta 4. Genética molecular (2 opciones a elegir 1) (1,5 puntos)

Opción 4.A. Conteste las siguientes cuestiones:

a) Enumere y explique cuatro características fundamentales del código genético. (1,0)

b) Dado el siguiente fragmento de ADN de la cadena codificante: 5’ATG TTT GGC TAA 3’, escriba su cadena

complementaria y la del ARNm correspondiente, indicando la polaridad. (0,5)

Opción 4.B. Conteste las siguientes cuestiones:

a) Represente esquemáticamente los siguientes tipos de mutación: substitución, inserción y deleción, e indique

a qué grupo de mutaciones pertenecen. Analice su impacto en la traducción de proteínas. (1,0)

b) Relacione el concepto de mutación con la evolución, explicando cómo puede influir en la selección natural. (0,5)

9. PAU25 NAVARRA Genética molecular

3. a) Presenta en una tabla dos diferencias entre el genoma procariota y el eucariota. (0.5 P) b) Explica

qué son los plásmidos, dónde se encuentran y qué función cumplen. (0.5 P)

4. La siguiente secuencia de ADN corresponde a un fragmento del gen que expresa la proteína glutenina

del trigo (Gluten):

5’- AGTTAAATGAACAAGGTACGT – 3’

3’- TCAATTTACTTGTTCCATGCA – 5’

a) Escriba la secuencia del ARNm correspondiente.(0.25 P)

 b) Una vez formado el ARNm ¿Qué pasos debe de seguir hasta formarse la proteína? (0.5 P)

c) ¿Cómo podríamos obtener trigo sin gluten? (0.25P)

Genética molecular

3. Recientemente, un equipo de científicos chinos ha anunciado el nacimiento de Retro, un macaco clonado

obtenido sustituyendo el núcleo de un óvulo no fecundado por el núcleo de una célula somática y posterior

desarrollo de este ovulo.

 a) Explica el concepto de clon y de célula somática. (0.5 P) 

b) En relación con la evolución, ¿qué inconveniente presentaría un grupo de macacos obtenidos así? (0.25 P)

 c) ¿Qué impacto podría tener un agente mutagénico sobre este grupo? (0.25 P)

4. Las vacunas de RNA mensajero contra la COVID-19 dan instrucciones a las células humanas para

producir una proteína del virus favoreciendo la inmunización. a) Utiliza un dibujo para presentar la estructura

general del RNAm humano diferenciando las partes principales. (0.25 P) b) Nombra el proceso que se encarga

de producir la proteína del virus a partir del RNAm e indica qué orgánulos intervienen.(0.5)

c) ¿Podría modificar el RNAm de la vacuna el DNA de la persona vacunada? Razona la respuesta.(0.2 )

10. PAU25. VALENCIA. PREGUNTA 5 (10 puntos)

5.1. a) Defina mutación génica (1 punto). 

b) ¿Qué diferencia una mutación cromosómica de una genómica? (2 puntos). 

c) Indique un ejemplo de codón donde exista una mutación silenciosa y otro ejemplo en el que la mutación

sea no silenciosa (2 puntos).

5.2. Se ha obtenido la hebra codificante de ADN 5´ATGCGAACGTAATCAGTA3´. 

a) Indique la secuencia de ADN complementaria (1 punto).

 b) Indique la secuencia del ARNm (1 punto). 

c) Indique la secuencia de aminoácidos (1 punto). 

d) Si se produce una sustitución del duodécimo nucleótido por una timina en la hebra codificante,

¿Cuál será la nueva secuencia de ARNm? ¿Se espera un cambio importante en el polipéptido? (2 puntos).

PREGUNTA 6 (10 puntos)

6.1. a) Indique a que corresponden las moléculas 1, 2 y 3 y los procesos A, B y C que se observan en la imagen (3 puntos).

b) Defina el concepto de exón e intrón (2 puntos).

6.2. Indique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones justificando su respuesta (5 puntos). 

a) La transcripción y la traducción en organismos procariotas y eucariotas se producen en el citoplasma. 

b) En procariotas solo existe un tipo de ARN polimerasa para la síntesis de los tres tipos de ARN en procariotas. 

c) La ARN polimerasa III es la enzima que se encarga de la síntesis del ARNm. d) Los fragmentos de Okazaki

son fragmentos cortos de ARN que se sintetizan en la cadena retardada en el proceso de replicación del ARN.

 e) El splicing alternativo es un proceso que permite a la célula obtener diferentes proteínas a partir de un único gen.

Apartado 3.2.

a) Indica si son verdaderas o falsas estas afirmaciones justificando las respuestas (1,5 puntos).

a.1. El empalme (splicing) alternativo es el proceso que le permite a la célula obtener diferentes proteínas a partir de un único gen.

a.2. El código genético es degenerado por lo que varios aminoácidos pueden estar codificados por un mismo triplete o codón.

a.3. Las enzimas de restricción cortan la doble cadena de ADN cuando reconocen secuencias específicas.

a.4. La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) se utiliza para amplificar fragmentos de ADN inespecíficamente.

a.5. Tanto la ADN polimerasa como la ARN polimerasa necesitan cebadores para iniciar sus procesos.

a.6. Las mutaciones puntuales siempre tienen consecuencias negativas en el organismo.

11. PAU25. MURCIA.

 PREGUNTA 6. GENÉTICA MOLECULAR (1 punto): En relación con los genomas procariota y eucariota,

explique en qué se diferencian los genes procariotas de los genes eucariotas (1).

Bloque 2: GENÉTICA MOLECULAR. Resuelva UNO de los dos problemas siguientes (1,5).

2.1. El daltonismo es una alteración que causa dificultad para distinguir los colores y es un carácter

cuya herencia está ligada al sexo. Luisa y Alfredo, los dos con visión normal, tienen un hijo daltónico, Daniel,

y se preguntan cómo es posible, ya que tanto la madre y el padre de Luisa, como la madre y el padre de Alfredo

tienen visión normal. Podría explicárselo contestando a las siguientes preguntas:

A) Indique, razonando las respuestas, el genotipo de Luisa y de Alfredo (0,4 puntos).

B) Indique, razonando la respuesta, de cuál de entre sus cuatro abuelos y abuelas ha heredado Daniel el

cromosoma X afectado (0,4 puntos).

C) Represente el cruce entre Luisa y Alfredo y razone si cabe esperar que entre la descendencia de la pareja haya

una hija daltónica (0,7 puntos).

2.2. Un agricultor cruzó plantas de pimiento picante con plantas de pimiento dulce y obtuvo una F1 en la que

todas las plantas tenían pimientos picantes; del cruce de las plantas de la F1 entre sí obtuvo 31 plantas de

pimientos picantes y 10 plantas de pimientos dulces (F2).

A) Indique, razonando la respuesta, si el carácter dominante es que las plantas tengan pimientos dulces o

pimientos picantes y el genotipo de las plantas cruzadas para obtener la F1 (0,4 puntos).

B) Represente el cruce entre plantas de la F1 e indique el número aproximado de plantas con pimientos

picantes de la F2 que se espera sean homocigóticas y heterocigóticas (0,8 puntos).

C) ¿Cómo podría el agricultor averiguar qué plantas de las 31 con pimientos picantes son heterocigóticas?

Razone la respuesta (0,3 puntos).

Bloque 2: GENÉTICA MOLECULAR. Resuelva UNO de los dos problemas siguientes (1,5 puntos).

2.1. Ernesto y Elena tienen ambos una enfermedad congénita que afecta a los músculos, cuya herencia está determinada por dos alelos autosómicos M y m. La pareja tiene un hijo sano y una hija que Desarrolla la enfermedad.

A) Indique, razonando las respuestas, si esta enfermedad está determinada por un carácter dominante o

recesivo (0,4 puntos) y los genotipos de Ernesto y Elena (0,6 puntos).

B) Represente el cruce e indique las proporciones fenotípicas esperadas en la descendencia de esta

pareja (0,5 puntos).

2. 2. Juan tiene el grupo sanguíneo 0 y Rh positivo y Luisa tiene el grupo AB y Rh negativo. Sabiendo que

el padre de Juan era Rh negativo.

A) Indique, razonando la respuesta, los genotipos de Juan y de Luisa (0,8 puntos).

B) ¿Es posible que entre su descendencia haya un hijo con grupo B Rh negativo? Razone la respuesta

(0, 7 puntos).

6. En relación con las mutaciones:

A) Defina agente mutágeno o mutagénico y explique qué son agentes mutágenos endógenos (0,4 p.).

B) Cite los tipos de agentes mutágenos exógenos y mencione un ejemplo de cada uno (0,6).

12 .PAU25 LA RIOJA Pregunta 3.- Explique dos de las principales diferencias en la organización y estructura del genoma entre

eucariotas y procariotas. (1 punto, 0,5 puntos cada una correctamente explicada)

Cuestión 48.- El esquema de la figura detalla un proceso básico en la transmisión de la -información

genética.

a) ¿De qué proceso se trata? (O, 1 puntos)

b) Nombre las moléculas o estructuras indicadas con los números. (0,6 puntos, 0,075 por cada uno correcto)

c) Explique qué son los lugares marcados como E, P y A en el esquema. (0 ,3 puntos)

13, PAU25. MADRID2. A.- En relación con la información genética de los seres vivos:

a) Siendo 3’-GCTTTACCATACCCCAGAATGTGGAATCTTC-5’ la secuencia de la cadena molde de

un fragmento de ADN, indique la secuencia, polaridad y porcentajes de purinas y pirimidinas de la hebra

codificante (0,5 puntos).

b) Indique la secuencia y polaridad del ARNm que corresponde al ADN de doble hebra del apartado a). Indique

la secuencia y sentido de la proteína codificada por este ARNm desde el codón de inicio, Cite el nombre del

enlace característico que une los aminoácidos entre sí (0,75 puntos).

c) Describa brevemente los principales eventos que suceden en cada una de las tres fases de la traducción del mensaje genético (0,75 puntos).

3.- Elija una de las dos propuestas (A o B) y responda a las preguntas planteadas:

3. A.- En relación con la genética molecular:

Razone por qué son falsas las siguientes afirmaciones:

a) El proceso de corte y empalme o splicing del ARN consiste en cortar los exones y empalmar los intrones para generar ARNm y se produce en el citosol de células eucariotas (0,5 puntos).

b) El inicio de la transcripción en procariotas está regulado por la unión de factores de iniciación a los ribosomas (0,5 puntos).

c) Los telómeros de procariotas se acortan tras cada replicación del ADN (0,5 puntos).

d) El código genético es degenerado porque a cada aminoácido sólo le corresponde un codón (0,5 puntos).

3. B.- En relación con la genética molecular:

a) Razone por qué algunas mutaciones puntuales son silenciosas (0,5 puntos).

b) Indique cuál es la diferencia entre poliploidías y aneuploidías (0,5 puntos).

c) Indique cuál es la diferencia entre mutaciones espontáneas e inducidas (0,5 puntos).

d) Razone la relación existente entre las mutaciones y el cáncer (0,5 puntos).

14. PAU25 LA RIOJA Pregunta 3.- Cuando explicamos la replicación del ADN utilizamos términos que indican cómo se da este proceso. Explique qué quiere decir

que la replicación es:

a) Semiconservativa. (0,2 puntos)

b) Bidireccional. (0,2 puntos)

c) Que hay orígenes de replicación. (0,1 puntos)

d) Que se produce en dirección 5’ → 3’ (0,2 puntos)

e) Que se forma una horquilla de replicación. (0,2 puntos)

f) Que necesita cebadores de ARN. (0,1 puntos)

Pregunta 4.- Conteste a una sola de las siguientes cuestiones (1 punto)

Cuestión 4A.- El llamado “dogma central de la biología molecular” fue inicialmente propuesto por

Francis Crick en 1958 y ha sido una base fundamental para comprender el flujo de información genética en

las células. Sin embargo, a lo largo del tiempo este dogma ha evolucionado para incluir otros procesos

moleculares que se han ido conociendo posteriormente.

a) ¿Qué postulaba inicialmente este dogma? (0,3 puntos)

b) Presente un esquema de la disposición inicial del dogma. (0,2 puntos)

c) ¿Qué nuevas incorporaciones se han hecho a lo largo de los años a este dogma que han obligado a

modificarlo? (0,3 puntos)

d) Realice un esquema que represente la situación actual del dogma. (0,2 puntos)

MODELOS 25

1. Mod 25. TERCERA PREGUNTA (2,5 puntos). GENÉTICA MOLECULAR

Respecto al proceso de traducción,

1. ¿Cuál es la función de los siguientes elementos en este proceso? 1.-Ribosomas; 2.-Anticodón; 3.-mRNA; 4.-RNA; 5.-Codón

2. Describe brevemente las tres fases del proceso mencionado.

En relación con la información genética y sus alteraciones:

1. Si un polipéptido tiene 110 aminoácidos, indique cuántos nucleótidos tendrá el fragmento del ARNm que codifica a esos aminoácidos. Razone la respuesta.

si tenemos 110 aminoácidos, el número de codones necesarios será igual a 110. Así que multiplicamos 110 aminoácidos por 3 nucleótidos por cada codón - 110 aminoácidos × 3 nucleótidos/aminoácido = 330 nucleótidos  Además, hay que considerar que el ARNm también necesita un codón de iniciación (AUG) y, si se incluye el codón de terminación, el número total de nucleótidos será el mismo en este caso. Por lo tanto, el fragmento del ARNm que codifica esos 110 aminoácidos tendrá un total de 330 nucleótidos.

1. ¿Qué significa que el código genético está degenerado?

2. En un fragmento de ADN que codifica un polipéptido se produce una mutación puntual que afecta a un par de bases. Cuando la célula sintetice el polipéptido, a éste le podría ocurrir uno de los cuatro hechos siguientes:

1. Que se codifique el mismo aminoácido que el sintetizado antes de la mutación.

2. Que un aminoácido sea sustituido por otro.

3. Que el nuevo polipéptido sintetizado sea más corto.

4. Que el nuevo polipéptido sintetizado sea más largo.

D) Basándote en tus conocimientos sobre el código genético, explica por qué puede darse cada uno de estos resultados.

• la situación 1 se produce cuando la mutación ha cambiado un codón por otro que también codifica para el aminoácido en cuestión debido a la degeneración del código. 
• La situación 2 se da cuando la mutación hace aparecer un codón que codifica para otro aminoácido (probablemente cambios en la primera o segunda posición del codón).
•  La situación 3 se produciría si el cambio hace que aparezca un codón de terminación (uno de los tres posibles). 
• La situación 4 puede originarse si el cambio hace que desaparezca un codón de terminación.

2. Cantabria. Pregunta 3 [1,25 puntos]

A partir de la siguiente secuencia codificante de nucleótidos (5’-CGACCCCTCATAGGCAAACACCGCTATATC-3’)

a) Razone si se trata de ADN o ARN.

b) Determine la secuencia de aminoácidos a la que dará lugar, usando la Figura 2 adjunta.

c) Escriba una secuencia alternativa con una mutación que resulte en el cambio del aminoácido Pro por Thr.

3. Mod25 Galicia. GENÉTICA MOLECULAR (2,5 puntos)

2.1. Una hebra de ADN posee la siguiente composición de bases nitrogenadas: A=21%, G=30%, C=26% e T=23%. Esta hebra es replicada por la ADN-polimerasa, y la cadena resultante es utilizada como modelo para sintetizar ARNm. Indique y razone cuál será la composición de bases que tendrá el ARN producido. (1 punto)

2.2. Responda uno de los dos apartados siguientes: (1,5 puntos)

2.2.1. El emperador romano Claudio murió, probablemente, envenenado tras la ingesta de setas de la especie Amanita phalloides, una de las más peligrosas que se conocen. Su toxicidad es debida a unas proteínas, denominadas amanitinas, que inhiben la acción de la enzima ARN polimerasa II. A) ¿Qué nombre recibe el proceso biológico bloqueado por la β-amanitina y en qué lugar da célula se produce? B) ¿Qué moléculas se forman como consecuencia de este proceso? C) Si tratamos un cultivo de bacterias con amanitinas ¿se produciría el mismo efecto? Indique el motivo. D) Las amanitinas se caracterizan por ser resistentes a la cocción. Teniendo en cuenta esta característica, ¿se podría evitar su toxicidad al cocinar las setas?

2.2.2. A) Relacione los números de la figura con los siguientes elementos: aminoácido, ARNt, cadena polipeptídica, centro A, centro E, centro P, codón, extremo 3’, extremo 5’, subunidad grande, subunidad pequeña. B) Enumere las fases del proceso biológico representado en la figura.

4. Mod25 Madrid. 3. Elija una de las dos propuestas (A o B) y responda a las preguntas planteadas:

3. A.- En relación con el material hereditario:

1. Siendo la secuencia de la cadena molde de un fragmento de ADN 3´-GTACGAATCGTGGCTGGAGATTGCA-5´, indique la secuencia y polaridad de la hebra que sintetizará la ARN polimerasa (0,5 puntos).

2. Indique cuántos aminoácidos componen la proteína codificada por el ARNm obtenido, siendo el codón STOP “UAA”. Escriba las secuencias de los anticodones de los ARNt correspondientes a cada aminoácido y sus polaridades (1 punto).

3. Describa brevemente la finalización de la traducción en procariotas (0,5 puntos).

3. B.- En relación con la información genética de los seres vivos:

1. Relacione cada uno de los conceptos indicados con números con solo uno de los indicados con letras (1 punto).

1) Transversión, 2) Sitio A, 3) Promotor, 4) Fragmento de Okazaki, 5) Cola de poliadeninas, 6) Subunidad ribosomal,

7) ADN polimerasa III, 8) Inserción A) Replicación, B) Transcripción, C) Traducción, D) Mutación

2. Describa brevemente el proceso de transcripción del ARNm y explique su significado biológico (1 punto).

5. Mod 25. 4. B.- En relación con la biología celular:

a) La observación y análisis químico de cuatro orgánulos o estructuras celulares eucariotas presenta los resultados que se muestran en la tabla inferior. Indique un posible orgánulo o estructura celular que puede tener estas características para cada una de las observaciones. No es necesario copiar la tabla en la hoja de respuestas (1 punto).

	Muestra nº 1	Muestra nº 2	Muestra nº 3	Muestra nº 4
Estructura observada	no membranosa	membranosa	membranosa	No membranosa
Sustancia presente	tubulina	citocromo	ARNr	triglicérido
Orgánulo o estructura celular

b) Explique en qué fases de la división celular se genera variabilidad genética y cómo se produce esta (1 punto).

Solución simplificada.

a) Es una estructura formada por fibras de microtúbulos de tubulina que se extiende entre los dos centrosomas (con centriolos en las células animales y sin ellos en las vegetales) que se forma durante la división celular eucariota. La función del huso acromático consiste en dirigir a los cromosomas/cromátidas hacia los polos de la célula (hacia los centrosomas) durante la división celular mitótica y meiótica.
b) Se encuentran en los cromoplastos (plastos). Se encuentran en los peroxisomas.
c) La envoltura nuclear está formada por una membrana externa y otra interna, interrumpidas por poros nucleares. (La membrana externa se relaciona con los ribosomas y el retículo endoplasmático, y la membrana interna con la lámina nuclear).

4. B.-
a)  1-microtúbulos, centriolo, centrosoma, citoesqueleto; 2-mitocondria, cloroplasto; 3-mitocondria, cloroplasto, RER, envoltura nuclear; 4-inclusión (gota lipídica).
b) Se genera variabilidad genética en la profase I meiótica como consecuencia de la recombinación génica (sobrecruzamiento). También se genera variabilidad genética en las anafases meióticas I y II como consecuencia de la segregación cromosómica.

Genética molecular EBAU Clásicos

EBAU. 2023 6. Relacionado con genética molecular. Defina los siguientes términos: (0.4 p X apartado)

1. Hebra/cadena conductora/adelantada

2. Hebra/cadena retardada

3. Fragmentos de Okazaki

4. Helicasa

5. ARN cebador

EBAU. 2023

A. En el proceso de replicación del ADN en una célula eucariota, ¿con qué hebra/cadena asociaría cada una de estos elementos? (1 punto)

1. Cebador

2. Fragmentos de Okazaki

3. ADN polimerasa

4. ADN ligasa

B. Indique secuencialmente las etapas del proceso de traducción y mencione cuatro componentes que participan en el mismo. (1 punto)

EBAU mod 17. 3.- Replicación o autoduplicación del ADN. (2 puntos)

EBAU mod 19/20.5. Describe la (autoduplicación) Replicación del ADN en procariotas (2 puntos).

EBAU mod 22. 5. Replicación o duplicación:

1. Cite dos enzimas que intervienen en este proceso y explique la función de cada una de ellas.

2. Señale cuatro diferencias entre la duplicación del ADN en procariotas y eucariotas. (1 punto)

EBAU. 2018 3. Enumere y aclare 5 diferencias entre procariotas y eucariotas respecto a replicación, transcripción o traducción ( en el conjunto de los tres procesos). (2 puntos)

EBAU 22. B. Explique brevemente el significado de las siguientes afirmaciones:

1. Las dos hebras/cadenas de una molécula de ADN son antiparalelas. (0,5 puntos)

2. La replicación del ADN es semiconservativa. (0,5 puntos)

EBAU mod 19.3. Describe la transcripción en procariotas. (2 puntos)

EBAU mod 20.6.- Transcripción del ARNm de eucariotas (2 puntos).

EBAU. 21 y 22 5.- En relación con la transcripción:

1. Define el proceso de transcripción e indique las fases de este proceso. (1 punto).

2. Indique los principales eventos moleculares que tienen lugar en la maduración del ARNm de eucariotas. (1p)

EBAU. 2018 3. Transcripción: Aclarar las diferencias más significativas entre la transcripción en eucariotas y procariotas. (2 puntos)

EBAU Mod 20.6.- Funciones de los distintos tipos de ARN en la síntesis de proteínas (2 puntos).

EBAU.20/21 5.- Los siguientes enzimas participan en los procesos de transcripción y traducción. Asocie cada uno de ellos al proceso que le corresponda, indicando su función en el mismo:

1. Peptidil transferasa. (0,5 puntos)

2. ARN polimerasa II. (0,5 puntos)

3. Poli A polimerasa. (0,5 puntos)

4. Aminoacil-ARNt sintetasa. (0,5 puntos)

EBAU. 2020 4. Describa brevemente el mecanismo de traducción (biosíntesis) de las proteínas.

Mod EBAU23. 4. Defina e indique en qué parte de la célula eucariota se llevan a cabo los siguientes procesos (0.5 puntos cada apartado):

A. Ciclo de Calvin B. Ciclo de Krebs C. Traducción D. Replicación o duplicación

CÓDIGO GENÉTICO

NOTAS

El ARNm se traduce siempre comenzando por el extremo 5´y terminando por el extremo 3´

Al extremo 5´ del ARNm le corresponde el extremo amino terminal (NH₂-) del polipéptido y al extremo 3´el carboxilo terminal (COOH-)

La secuencia de la hebra informativa o codificante o estabilizadora (la 5´a 3´) es la misma a la del ARNm salvo que hay que cambiar la T por la U

EBAU 20 5.-Conteste a las siguientes cuestiones sobre el código genético:

1. Concepto (0,5p) y

2. características (1,5p)

EBAU MOD 21.6.- En relación con los ARN de células eucarióticas:

1. Indique los tipos de ARN que conozca (0,5 puntos).

2. Explique la función de cada uno de ellos (0,5 puntos).

3. Explique brevemente el proceso de maduración del ARNm (1 punto).

EBAU mod 20.6.- ARN:

A. Definición y descripción del ARNm de eucariotas (1 punto).

B. Características del código genético (1 punto).

EBAU MOD 21.6.- Responda a las siguientes cuestiones: (1 punto cada apartado).

1. Indique la estructura y función del ARNt.

2. El código genético: concepto y principales características.

EBAU. 2023 7. A continuación se presenta la siguiente secuencia de bases nitrogenadas de un ácido nucleico obtenido a partir de células de chimpancé: (0,5 puntos cada apartado)

5’- AAA ATG TGC CCC CGT GAA TAA GAT -3’

1. ¿Cuál es la secuencia de la cadena complementaria indicando su polaridad o dirección? ¿De qué tipo de ácido nucleico se trata y por qué?

2. A partir de esta cadena complementaria, indique la secuencia del ARN mensajero que puede obtenerse, mostrando su polaridad o dirección.

3. Utilizando el código genético, ¿Cuál es la secuencia de aminoácidos del péptido resultante?

4. Razone si el chimpancé tiene el mismo código genético que el ser humano ¿Y el mismo genoma?

EBAU Extremadura 24 Ord – 7. A continuación se muestra una porción de la secuencia de aminoácidos de una proteína: 

NH2-…-Lys-Gly-Trp-Ser-Phe...-COOH

Después de realizar el tratamiento con un agente mutagénico, la secuencia de aminoácidos es la siguiente: 

NH2-...-Lys-Gly-COOH

    A) Teniendo en cuenta el código genético (tabla adjunta ej anterior) determine dónde se ha producido la mutación y los probables cambios en la secuencia de nucleótidos del ARNm en este codón. (1 punto).

    B) ¿Qué tipo de mutación ha sucedido? ¿Será funcional la proteína mutada? Justifique su respuesta (1 p)

EBAU mod 24-8. Cuando comparamos la secuencia del ARN mensajero obtenido a partir de la transcripción de un gen, antes y después del tratamiento de las células con un agente mutagénico, encontramos el siguiente resultado: 

    Antes:       5’- AAA  AUG  UGC   CCC   CGU  GAA  UGU  GAU -3’  

    Después:    5’- AAA  AUG  UGC   CCC   CGU  UAA  UGU  GAU -3’  

A. ¿Cuáles son las secuencias del ADN del gen antes y después del tratamiento con el agente mutagénico? Indique su polaridad o dirección. (0,5 puntos) 

B. Utilizando el código genético que se adjunta, ¿indique qué consecuencia tiene esta mutación sobre la proteína obtenida? (1 punto). 

C. ¿En qué grupo de mutaciones puede encuadrarse y por qué? (0,5 puntos) 

EBAU mod 23. 6. Dada la siguiente secuencia de ADN: 3´...TACCTACACAGATCTTGC... 5’ ́:

1. Escriba la cadena complementaria e indique su polaridad o dirección. (0.5 puntos)

2. Escriba la secuencia de ARN mensajero de la cadena que está indicada en el enunciado. (0.5 p)

3. Indique el número de aminoácidos del péptido resultante. (0.5 puntos)

4. ¿Qué tipo de variación/es debería suceder en este fragmento de ADN para que produjera un polipéptido de 5 aminoácidos? Razone la respuesta. (0.5 puntos).

EBAU MOD 21. 5.- A continuación se escribe la secuencia de nucleótidos de un fragmento de la cadena codificante del ADN: (0.5 puntos cada apartado)

3’...TACAATTCCCGGGCAACACAC…5’

1. Determinar la secuencia de nucleótidos del ARNm correspondiente e indicar su polaridad.

2. Utilizando el código genético, determinar la secuencia de aminoácidos que produce la traducción de este ARNm señalando con claridad cuál será el extremo amino y carboxilo del péptido producido. ¿Cuántos aminoácidos puede codificar este fragmento?

3. ¿Qué tipo de variación/es debería suceder en este fragmento de ADN para que produjera un polipéptido de 5 aminoácidos? Razone la respuesta.

4. Diferencia entre mutación génica y genómica.

EBAU.22 7. Responda las siguientes cuestiones: DAN CÓDIGO GENÉTICO

1. A. Escriba la secuencia de ARN mensajero que se transcribiría de la siguiente cadena hebra de una molécula de ADN bicatenario: 3’...TACAAGTACTTGTTTCTTATT...5’ (0,5 puntos)

2. Escriba la secuencia de aminoácidos que resultaría de la traducción. (0.5 puntos)

3. Suponga que las dos G se cambian por A, ¿Cómo afectarían estas mutaciones a la secuencia de aminoácidos y qué tipo de mutación sería? Razone la respuesta. (0.5 puntos)

4. ¿Qué ocurriría si se eliminan las G? Razone la respuesta. (0.5 puntos)

EBAU mod 17. 3.- Dada la siguiente secuencia de ADN 3´ TACCTACACAGATCTTGC 5´ (2 puntos):

1. Escriba la cadena complementaria. (0,5 puntos)

2. Escriba la secuencia de ARNm (ARN mensajero) de la cadena dada. (1 punto)

3. Número de aminoácidos del péptido resultante. (0,5 puntos)

EBAU 18 3. Dada la siguiente secuencia de ADN: 3' TAAGTACCTAACACAGATCTTGC 5'

1. Escriba la cadena complementaria. (0,5 puntos)

2. Escriba la secuencia de ARN mensajero resultante de la transcripción de la cadena dada. (0,5 p)

3. Número de aminoácidos del péptido resultante. (0,5 puntos) D. Enumere las características del código genético. (0,5 p)

EBAU Extremadura 24 Extraord –8. Durante el proceso evolutivo que dio origen a los chimpancés (Pan troglodytes) y a los homínidos (género Homo) a partir de un antepasado común, se produjo la fusión de dos pequeños cromosomas (12 y 13 del chimpancé actual) para formar el cromosoma 2 de ser humano actual, permaneciendo el resto del genoma prácticamente inalterado.

A. ¿En qué grupo se puede encuadrar este tipo de mutaciones? (0,5 puntos) ¿Por qué? (0,5 puntos)

B. Desde la perspectiva neodarwinista, explique los mecanismos básicos que fundamentan el proceso evolutivo (1 punto)

MUTACIONES

EBAU Extremadura 24 Extraord – 4. Rosalind Franklin murió de cáncer de ovario a la edad de 37 años. Sus trabajos empleando Rayos X fueron la clave para que Watson y Crick elucidaran la estructura molecular del ADN. Sin embargo, no llegó jamás a recibir el premio Nobel. Muy probablemente, las elevadas dosis de radiación que sufrió mientras investigaba fueron la causa del cáncer que padeció. Responda a las siguientes cuestiones teóricas:

    A) Indique dos genes codificantes de proteínas que, mutados, pueden ser responsables de la aparición y crecimiento de un tumor (0,5 puntos)

    C) Defina cáncer, protooncogén, oncogén y gen supresor de tumores (1 punto)

    D) Describa dos hábitos saludables para minimizar el riesgo de padecer cáncer debido a factores ambientales o a determinados estilos de vida (0,5 puntos).

Mod 25. Genética molecular – Replicación y mutaciones (2 opciones a elegir 1) (1,5 puntos)

Opción 4.A. Contestar las siguientes cuestiones:

a) Dado el siguiente fragmento de ADN codificante monocatenario 3’…TAC GGA GAT TCA AGA GAG…5’ y del correspondiente ADN mutante 3’… TAC GGG ATT CAA GAG AG…5’ ¿Qué tipo de mutación se ha producido? ¿La mutación incluida puede conllevar alteraciones graves? Razonar la respuesta. (1,0)

b) Indicar qué son las aneuploidías y euploidías. (0,5)

Opción 4.B. Según el esquema que representa la replicación del ADN:

a) Identificar todas las moléculas y estructuras señaladas con los números del 1 al 6. Describir la función de las moléculas señaladas con el número 1, y 5. (1,0)

b) ¿Por qué este proceso es continuo en una de las cadenas y discontinuo en la otra? (0,5)

EBAU 21 6.-Respecto a las mutaciones:

1. Concepto de mutación. (0,5 puntos)

2. Diferencie entre mutación génica y cromosómica. (0,5 puntos)

3. Indique dos tipos de agentes mutagénicos y ponga dos ejemplos para cada uno de ellos. (1 p)

EBAU mod 22.7. Defina tipos de mutaciones según la extensión del material genético afectado. (1 p)

EBAU 19 3. El aumento de la biodiversidad. Influencia de las mutaciones y de la recombinación (2p).

EBAU 2018 3. Mutación:

1. Concepto. (0,5 puntos)

2. Nombra los distintos tipos de mutación. (0,5 puntos)

3. Explica las mutaciones génicas. (1p)

EBAU19. Mutación: concepto y clasificación según su extensión. Explica las mutaciones génicas. (1 p)

EBAU 22 6. Relacionado con mutación:

1. Defina el concepto de agente mutagénico. (1punto)

2. Indique dos agentes mutagénicos y explique sus principales características. (1 punto).

EBAU 2020 6.- Mutaciones y agentes mutagénicos:

A. Concepto de mutación. (0.5 puntos)

B. Clasificación de agentes mutagénicos. Ponga dos ejemplos de cada tipo. (1.5 puntos)

Mod EBAU22.7.-Responda las siguientes cuestiones:

A.-Señale dos diferencias entre: -Catabolismo y Anabolismo. (0,5 puntos)

B.-Cite la localización celular de los siguientes procesos metabólicos: -Ciclo Calvin -Ciclo de Krebs (0,5)

C.- Defina los tipos de mutaciones según la extensión del material genético afectado. (1 punto).

CROMOSOMAS PROBLEMAS

EBAU. 2023 5. En la siguiente figura se presentan, ordenados en parejas de homólogos, todos los cromosomas de una persona a la que se ha realizado un estudio genético:

A. Razone si, cromosómicamente, se trata de un individuo de sexo masculino o de sexo femenino. (0,5 p)

B. Teniendo en cuenta que el número haploide (n) de Homosapiens es 23, ¿Qué anomalía se observa respecto al número total de cromosomas? (1 punto)

C. Indique razonadamente en qué grupo de mutaciones se encuadra la alteración presentada? (0,5P).

Mod EBAU23. 7. Una pareja desea tener descendencia. El padre de la mujer es daltónico y la madre es normal para la visión de colores. La pareja de la mujer es un hombre daltónico.

A. ¿Cuáles serán los genotipos de los progenitores y de la descendencia? (1 punto)

B. ¿Cuáles serán los fenotipos y sus proporciones? (1 punto)

EBAU 19 3.

1. Representa el cruzamiento entre una mujer que sea portadora de una enfermedad ligada al cromosoma X y un varón sano.

2. Respecto al cruzamiento anterior, contesta a las siguientes cuestiones:

3. ¿Qué porcentaje de descendientes sufrirán la enfermedad?

4. ¿Qué porcentaje de descendientes no sufrirán la enfermedad pero podrían transmitirla a sus hijos varones?

5. ¿Alguna de las hijas del cruzamiento (A), casada con un varón que padeciera la enfermedad, podría tener algún hijo o hija con esta enfermedad? (0,5 puntos por apartado)

EBAU mod 20/21.9.- Contesta a las siguientes cuestiones:

1. Características de la respuesta inmune primaria y secundaria (1 punto).

2. En el cruzamiento de mujer portadora de daltonismo y un varón sano:

        B1. ¿Qué porcentaje de descendientes sufrirán la enfermedad? (0.5 puntos)

        B2. ¿Qué porcentaje de descendientes no sufrirán la enfermedad, pero podrán transmitirla a sus             hijos varones? (0.5 puntos).

EVOLUCIÓN (no hacer- sólo subrayado)

Mod EBAU22. 6.- Evolución:

A. Establezca los principios del darwinismo. (1 punto)

B. Argumente dos evidencias o pruebas que apoyen el hecho evolutivo. (1 punto)

EBAU2020. 6. Evolución:

1. ¿Cuál es la unidad de evolución para el darwinismo? ¿Y para el neodarwinismo? Razone la respuesta. (1p)

2. Relacione los siguientes ejemplos con cada una de las pruebas de la evolución (1 punto):

1. Diversificación de la familia de los camélidos en diferentes ambientes.

2. Características comunes durante el desarrollo prenatal de los vertebrados.

3. Similitudes entre el ala de un murciélago y de un insecto.

4. El fósil de Archaeopteryx demuestra que es una especie intermedia entre aves y reptiles.

EBAU2020 6.- Evolución:

A. Señale dos aportaciones del neodarwinismo a la idea actual de evolución. (1 punto)

B. Argumente dos evidencias o pruebas del proceso evolutivo. (1 punto).

EBAU2019 3. Pon cuatro ejemplos de aportaciones del neodarwinismo (posteriores a Darwin) que hayan contribuido a la idea actual de evolución. (2 puntos)

EBAU mod 19/22. 6.- Evolución:

1. Establezca los principios del darwinismo. (1 punto)

2. Argumente dos evidencias o pruebas que apoyen el hecho evolutivo. (1 punto)

3. Agentes mutágenos. Función, tipos. (1 punto)

Mod EBAU19. 3.- Responde las siguientes cuestiones (2 puntos):

3.1. Principios del darwinismo. Comenta brevemente dos pruebas que evidencian la evolución. (1 punto)

3.2. Agentes mutágenos. Función, tipos. (1 punto)

Mod EBAU18. 3.- Evolución: (2 puntos)

A. Principios del darwinismo. (1 punto)

B. Especificaciones del neodarwinismo o teoría sintética de la evolución. (1 punto)

MODELOS DE PREGUNTAS (NO HACER incluidas en anteriores)

Mod EBAU21. 9.- Defina brevemente los siguientes conceptos (0.5 puntos cada apartado): biotecnología, mutación génica, antígeno y enfermedad autoinmune.

Mod EBAU20. 10.- Responda a las siguientes cuestiones:

A. Anticuerpos: naturaleza química, estructura y función (1 punto).

B. Defina: Fotofosforilación (0.5 puntos) y Mutación (0.5 puntos).

Mod EBAU20. 6.- Funciones de los distintos tipos de ARN en la síntesis de proteínas 2p

Mod EBAU20. 5.- Autoduplicación o replicación del ADN en procariotas. (2 puntos).

Mod EBAU20. 5.- Replicación del ADN en procariotas (2 puntos).