L'ADN i l'ARN

Explica què és l'ADN, quin tipus d'informació conté i en quina part d'una cèl·lula eucariota es troba la major part d'aquesta molècula.

Explica què és un nucleòtid i anomena els seus tres components. Quin d'ells varia d'un nucleòtid a un altre i constitueix la «lletra» de la informació genètica?

Les dues cadenes de l'ADN són antiparal·leles: una recorre la doble hèlix en direcció 5' a 3' i l'altra en direcció 3' a 5'. Explica amb un símil què significa que siguin antiparal·leles i què indiquen les marques 5' i 3'.

Un laboratori analitza la composició de bases nitrogenades del material genètic extret de tres virus diferents, i obté els resultats següents:

• Virus 1: $30\ \%$ d'adenina, $30\ \%$ de timina, $20\ \%$ de guanina, $20\ \%$ de citosina.

• Virus 2: $30\ \%$ d'adenina, $20\ \%$ de timina, $22\ \%$ de guanina, $28\ \%$ de citosina.

• Virus 3: $30\ \%$ d'adenina, $30\ \%$ d'uracil, $20\ \%$ de guanina, $20\ \%$ de citosina.

Determina raonadament per a cada virus: quin tipus d'àcid nucleic té (ADN o ARN) i si el seu filament és monocatenari o bicatenari. Justifica a més per què el virus 2 no contradiu les lleis de la química encara que els seus percentatges d'adenina i timina no coincideixin.

En l'històric experiment de Hershey i Chase (1952) amb bacteriòfags:

1. a) Prediu quins resultats s'haurien obtingut en el sediment de bacteris i en el líquid sobrenadant si la hipòtesi predominant de l'època (que les proteïnes constituïen el material hereditari) hagués estat la correcta.
2. b) Imagina que un estudiant proposa repetir l'experiment marcant els virus amb nitrogen-15 ($^{15}\text{N}$, isòtop estable) en comptes d'utilitzar fòsfor ($^{32}\text{P}$) i sofre ($^{35}\text{S}$). Justifica per què aquest disseny experimental seria completament inútil per esbrinar si el material genètic és l'ADN o la proteïna.

Abans de dividir-se, la cèl·lula copia tot el seu ADN mitjançant la replicació. Explica en què consisteix aquest procés i per què es diu que és semiconservador: quines cadenes formen cada molècula d'ADN filla i quin paper juga la complementarietat de bases perquè la còpia sigui exacta.

La replicació de l'ADN té lloc abans que la cèl·lula es divideixi per mitosi. Explica per què és imprescindible que passi en aquest ordre i què passaria amb la informació genètica de les cèl·lules filles si una cèl·lula es dividís sense haver copiat abans el seu ADN.

En un laboratori es prova un fàrmac experimental en un cultiu cel·lular. El compost s'uneix de manera irreversible a les histones i impedeix que l'ADN es desenrotlli dels nucleosomes.

1. a) Prediu quins dos processos moleculars imprescindibles per a la cèl·lula quedaran bloquejats de manera immediata i justifica per què a escala molecular.
2. b) Si una cèl·lula ja duplicada inicia la mitosi i aconsegueix condensar els seus cromosomes però el fàrmac li impedeix descondensar-los en acabar la telofase, quines conseqüències tindrà això per a la viabilitat de les cèl·lules filles durant la interfase?

Un cromosoma humà en metafase fa uns $5\ \mu\text{m}$, però el filament d'ADN que conté faria estirat uns $5\ \text{cm}$ (un empaquetament de $10\,000$ vegades).

1. a) Si apliques a una cèl·lula en metafase un inhibidor de l'enzim ARN polimerasa (responsable de la transcripció), comprovaràs que amb prou feines té efecte perquè la síntesi d'ARN ja està aturada de manera natural. Justifica aquest fet relacionant-lo amb el grau de compactació de la cromatina.
2. b) Raona per què per a la cèl·lula és imprescindible assolir un nivell d'empaquetament semblant durant la mitosi, i per què seria letal per a ella mantenir aquest mateix grau de condensació de manera permanent durant la interfase.

Compara com està organitzat l'ADN en un bacteri i en una cèl·lula eucariota: on es troba, quants cromosomes hi sol haver i quina forma tenen.

Indica tres diferències entre l'ADN i l'ARN: el sucre que contenen, el nombre de cadenes i una de les seves bases nitrogenades.

Explica què és un gen i descriu la seva relació amb l'ADN, els cromosomes i les proteïnes.