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.

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?

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'.

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.

En el histórico experimento de Hershey y Chase (1952) con bacteriófagos:

1. a) Predice qué resultados se habrían obtenido en el sedimento de bacterias y en el líquido sobrenadante si la hipótesis predominante de la época (que las proteínas constituían el material hereditario) hubiese sido la correcta.
2. b) Imagina que un estudiante propone repetir el experimento marcando los virus con nitrógeno-15 ($^{15}\text{N}$, isótopo estable) en vez de utilizar fósforo ($^{32}\text{P}$) y azufre ($^{35}\text{S}$). Justifica por qué ese diseño experimental sería completamente inútil para averiguar si el material genético es el ADN o la proteína.

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.

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.

En un laboratorio se prueba un fármaco experimental en un cultivo celular. El compuesto se une de forma irreversible a las histonas impidiendo que el ADN se desenrolle de los nucleosomas.

1. a) Predice qué dos procesos moleculares imprescindibles para la célula quedarán bloqueados de forma inmediata y justifica por qué a nivel molecular.
2. b) Si una célula ya duplicada inicia la mitosis y logra condensar sus cromosomas pero el fármaco le impide descondensarlos al finalizar la telofase, ¿qué consecuencias tendrá esto para la viabilidad de las células hijas durante la interfase?

Un cromosoma humano en metafase mide unos $5\ \mu\text{m}$, pero el filamento de ADN que alberga mediría estirado unos $5\ \text{cm}$ (un empaquetamiento de $10\,000$ veces).

1. a) Si aplicas a una célula en metafase un inhibidor de la enzima ARN polimerasa (responsable de la transcripción), comprobarás que apenas tiene efecto porque la síntesis de ARN ya está detenida de manera natural. Justifica este hecho relacionándolo con el grado de compactación de la cromatina.
2. b) Razona por qué para la célula es imprescindible alcanzar semejante nivel de empaquetamiento durante la mitosis, y por qué sería letal para ella mantener ese mismo grado de condensación de forma permanente durante la interfase.

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.

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.