Ejercicios: El ADN y el ARN

Explica qué es el ADN, qué tipo de información contiene y en qué parte de una célula eucariota se encuentra la mayor parte de esta molécula.

Nombra las cuatro bases nitrogenadas del ADN y explica la regla de emparejamiento que sigue la doble hélice.

El esquema muestra un fragmento de doble hélice de ADN. Indica qué representan los marcadores 1 y 2, y completa las bases que faltan en los peldaños señalados con ?, sabiendo que la A se empareja siempre con la T y la G con la C.

Explica qué es un nucleótido y nombra sus tres componentes. ¿Cuál de ellos varía de un nucleótido a otro y constituye la «letra» de la información genética?

La doble hélice de ADN se parece a una escalera de caracol. Explica qué moléculas forman los «laterales» de la escalera y cuáles forman los «peldaños», y cómo están unidos entre sí los componentes de cada peldaño.

Ordena de menor a mayor tamaño estas estructuras y explica en una frase qué es cada una: cromosoma, célula, gen, nucleótido, núcleo.

En el ADN de una especie, el $22\ \%$ de las bases son timina. Calcula qué porcentaje habrá de adenina, de guanina y de citosina, y explica el razonamiento.

Las dos cadenas del ADN son antiparalelas: una recorre la doble hélice en dirección 5' a 3' y la otra en dirección 3' a 5'. Explica con un símil qué significa que sean antiparalelas y qué indican las marcas 5' y 3'.

Indica tres diferencias entre el ADN y el ARN: el azúcar que contienen, el número de cadenas y una de sus bases nitrogenadas.

Explica qué es un gen y describe su relación con el ADN, los cromosomas y las proteínas.

Antes de dividirse, la célula copia todo su ADN mediante la replicación. Explica en qué consiste este proceso y por qué se dice que es semiconservador: qué cadenas forman cada molécula de ADN hija y qué papel juega la complementariedad de bases para que la copia sea exacta.

En una molécula de ADN, el $18\ \%$ de las bases son guanina. Calcula los porcentajes de citosina, adenina y timina, y explica cada paso del razonamiento.

Una cadena de ADN tiene la secuencia 5'-ATG CCG TTA-3'. Escribe la secuencia de la cadena complementaria, indicando también su dirección, y explica qué has tenido en cuenta.

La replicación del ADN ocurre antes de que la célula se divida por mitosis. Explica por qué es imprescindible que ocurra en ese orden y qué pasaría con la información genética de las células hijas si una célula se dividiera sin haber copiado antes su ADN.

Compara cómo está organizado el ADN en una bacteria y en una célula eucariota: dónde se encuentra, cuántos cromosomas suele haber y qué forma tienen.

Durante décadas se creyó que el material hereditario serían las proteínas y no el ADN. Razona qué tres propiedades debe cumplir cualquier molécula para poder ser el material hereditario y explica por qué el ADN las cumple.

Un laboratorio analiza la composición de bases nitrogenadas del material genético extraído de tres virus diferentes, obteniendo los siguientes resultados:

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

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

• Virus 3: $30\ \%$ adenina, $30\ \%$ uracilo, $20\ \%$ guanina, $20\ \%$ citosina.

Determina razonadamente para cada virus: qué tipo de ácido nucleico posee (ADN o ARN) y si su hebra es monocatenaria o bicatenaria. Justifica además por qué el virus 2 no contradice las leyes de la química aunque sus porcentajes de adenina y timina no coincidan.

Se analiza el ADN bicatenario de dos especies de bacterias: la especie A procede de una fuente hidrotermal submarina a $85\ ^\circ\text{C}$ y la especie B procede del suelo a $20\ ^\circ\text{C}$. Los análisis muestran que una de las muestras contiene un $38\ \%$ de citosina y la otra contiene un $19\ \%$ de citosina.

1. a) Deduce y justifica a qué bacteria corresponde cada porcentaje, basándote en la estabilidad molecular de los enlaces entre pares de bases.
2. b) Calcula el porcentaje de todas las demás bases nitrogenadas (adenina, timina y guanina) presentes en el ADN de la bacteria termófila de la muestra.

La región codificante ininterrumpida de un gen eucariota consta exactamente de $900$ pares de bases (incluido el codón de parada final).

1. a) Calcula cuántos aminoácidos compondrán la proteína traducida a partir de este gen.
2. b) Supón que se produce una mutación por inserción de un solo nucleótido en la posición número $301$. Predice qué consecuencias tendrá esta mutación sobre la longitud final de la cadena de aminoácidos y sobre su función biológica, en comparación con una mutación puntual por sustitución en esa misma posición $301$. Justifica tu predicción utilizando los conceptos de pauta de lectura y codón de parada prematuro.