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.

En 1953 Watson y Crick propusieron el modelo de la doble hélice a partir de datos de otros científicos, como la famosa «fotografía 51» de Rosalind Franklin. Explica qué aportaron la complementariedad de bases y el antiparalelismo de las cadenas al modelo, y por qué fue tan importante.

En una molécula de ADN, el $30\ \%$ de las bases son adenina. Calcula qué porcentaje habrá de timina, de guanina y de citosina, y explica el razonamiento.

El ADN de una célula humana, estirado, mediría unos $2\ \text{m}$, pero debe caber en un núcleo microscópico. Explica cómo se organiza y compacta el ADN (cromatina, nucleosomas, cromosomas) y en qué momento del ciclo celular alcanza su máxima compactación.

En una muestra de ADN, el $24\ \%$ de las bases son adenina y el $26\ \%$ son guanina. Comprueba si estos datos son coherentes con la regla de emparejamiento de bases, calculando los porcentajes de timina y de citosina y verificando que la suma total es el $100\ \%$.

Un gen tiene $900$ pares de nucleótidos. Teniendo en cuenta que cada aminoácido está codificado por un codón de tres bases y que hace falta un codón de terminación, calcula el número máximo de aminoácidos que puede tener la proteína correspondiente y explica el cálculo.

El ADN de un cromosoma humano medio mide unos $5\ \text{cm}$ de largo, pero el cromosoma compactado mide unos $5\ \mu\text{m}$. Calcula cuántas veces más largo es el ADN que el cromosoma y explica, con tus palabras, cómo logra la célula semejante empaquetamiento.

Los dos laterales de la doble hélice se mantienen unidos por puentes de hidrógeno entre las bases, mucho más débiles que los enlaces covalentes que forman el esqueleto de azúcar y fosfato. Razona qué ventaja supone esta «debilidad» para la replicación y para la expresión génica.

En 1952, Hershey y Chase marcaron bacteriófagos con fósforo radiactivo (que solo está en el ADN) y con azufre radiactivo (que solo está en las proteínas), y comprobaron qué marcador entraba en las bacterias infectadas. Explica qué demostró este experimento y por qué fue decisivo para aceptar que el ADN es el material hereditario.