14.E: Estructura y Función del ADN (Ejercicios)
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La comprensión moderna del ADN ha evolucionado desde el descubrimiento del ácido nucleico hasta el desarrollo del modelo de doble hélice. En la década de 1860, Friedrich Miescher, médico de profesión, fue la primera persona en aislar químicos ricos en fosfato de glóbulos blancos o leucocitos. Nombró a estos químicos (que eventualmente se conocerían como ARN y ADN) nucleina porque estaban aislados de los núcleos de las células.
Preguntas de revisión
Si se analizara ADN de una especie en particular y se encontrara que contiene 27 por ciento A, ¿cuál sería el porcentaje de C?
- 27 por ciento
- 30 por ciento
- 23 por ciento
- 54 por ciento
- Responder
-
C
Los experimentos de Hershey y Chase ayudaron a confirmar que el ADN era el material hereditario sobre la base del hallazgo de que:
- se encontraron fagos radiactivos en el sedimento
- se encontraron células radioactivas en el sobrenadante
- se encontró azufre radiactivo dentro de la celda
- se encontró fósforo radiactivo en la célula
- Responder
-
D
Respuesta Libre
Explicar los experimentos de transformación de Griffith. ¿Qué concluyó de ellos?
- Responder
-
Las células R vivas adquirieron información genética de las células S muertas por calor que “transformaron” las células R en células S.
¿Por qué se utilizaron azufre y fósforo radiactivos para marcar bacteriófagos en los experimentos de Hershey y Chase?
- Responder
-
El azufre es un elemento que se encuentra en las proteínas y el fósforo es un componente de los ácidos nucleicos.
14.2: Estructura y Secuenciación del ADN
Los bloques de construcción del ADN son los nucleótidos. Los componentes importantes del nucleótido son una base nitrogenada, desoxirribosa (azúcar de 5 carbonos) y un grupo fosfato. El nucleótido se nombra dependiendo de la base nitrogenada. La base nitrogenada puede ser una purina como la adenina (A) y guanina (G), o una pirimidina como la citosina (C) y la timina (T).
Preguntas de revisión
¿La doble hélice de ADN no tiene cuál de las siguientes?
- configuración antiparalela
- emparejamiento de bases complementarias
- surcos mayores y menores
- uracilo
- Contestar
-
D
En eucariotas, ¿cuál es el ADN envuelto alrededor?
- proteínas de unión monocatenarias
- abrazadera deslizante
- polimerasa
- histonas
- Contestar
-
D
Respuesta Libre
Proporcionar un breve resumen del método de secuenciación de Sanger.
- Contestar
-
La cadena de ADN molde se mezcla con una ADN polimerasa, un cebador, los 4 desoxinucleótidos y una concentración limitante de 4 didesoxinucleótidos. La ADN polimerasa sintetiza una cadena complementaria al molde. La incorporación de ddNTPs en diferentes ubicaciones da como resultado fragmentos de ADN que han terminado en todas las bases posibles en el molde. Estos fragmentos son separados por electroforesis en gel y visualizados por un detector láser para determinar la secuencia de bases.
Describir la estructura y el apareamiento de bases complementarias del ADN.
- Contestar
-
El ADN tiene dos hebras en orientación antiparalela. Los enlaces azúcar-fosfato forman una columna vertebral en el exterior, y las bases se emparejan en el interior: A con T y G con C, como peldaños en una escalera de espiral.
14.3: Fundamentos de la replicación del ADN
La elucidación de la estructura de la doble hélice proporcionó una pista sobre cómo el ADN se divide y hace copias de sí mismo. Este modelo sugiere que las dos hebras de la doble hélice se separan durante la replicación, y cada hebra sirve como plantilla a partir de la cual se copia la nueva hebra complementaria. Lo que no estaba claro fue cómo se llevó a cabo la replicación. Se sugirieron tres modelos: conservador, semiconservador y dispersivo.
Preguntas de revisión
Los experimentos de Meselson y Stahl demostraron que el ADN se replica ¿por qué modo?
- conservador
- semi-conservador
- dispersivo
- ninguno de los anteriores
- Contestar
-
B
Si la secuencia de la cadena 5'-3' es AATGCTAC, entonces la secuencia complementaria tiene la siguiente secuencia:
- 3'-AATGCTAC-5'
- 3'-CATCGTAA-5'
- 3'-TTACGATG-5'
- 3'-GTAGCATT-5'
- Contestar
-
C
Respuesta Libre
¿Cómo supo la comunidad científica que la replicación del ADN se lleva a cabo de manera semiconservadora?
- Contestar
-
Los experimentos de Meselson con E. coli cultivados en 15 N dedujeron este hallazgo.
14.4: Replicación de ADN en procariotas
La replicación del ADN ha sido muy bien estudiada en procariotas principalmente por el pequeño tamaño del genoma y los mutantes que están disponibles. E. coli tiene 4.6 millones de pares de bases en un solo cromosoma circular y todo se replica en aproximadamente 42 minutos, comenzando desde un único origen de replicación y procediendo alrededor del círculo en ambas direcciones. Esto significa que se agregan aproximadamente 1000 nucleótidos por segundo. El proceso es bastante rápido y ocurre sin muchos errores
Preguntas de revisión
¿Cuál de los siguientes componentes no está involucrado durante la formación de la horquilla de replicación?
- proteínas de unión monocatenaria
- helicasa
- origen de replicación
- ligasa
- Contestar
-
D
¿Cuál de las siguientes síntesis de la enzima primasa?
- Imprimación de ADN
- cebador de ARN
- Fragmentos de Okazaki
- enlace fosfodiéster
- Contestar
-
B
¿En qué dirección tiene lugar la replicación del ADN?
- 5'-3'
- 3'-5'
- 5'
- 3'
- Contestar
-
A
Respuesta Libre
La replicación del ADN es bidireccional y discontinua; explique su comprensión de esos conceptos.
- Contestar
-
En un origen de replicación, se forman dos horquillas de replicación que se extienden en dos direcciones. En la hebra rezagada, los fragmentos de Okazaki se forman de manera discontinua.
¿Qué son los fragmentos de Okazaki y cómo se forman?
- Contestar
-
Se forman fragmentos cortos de ADN en la hebra rezagada sintetizada en una dirección alejada de la horquilla de replicación. Estos son sintetizados por ADN pol.
Si la tasa de replicación en un procariota en particular es de 900 nucleótidos por segundo, ¿cuánto tiempo tardarían 1.2 millones de genomas de pares de bases en hacer dos copias?
- Contestar
-
1333 segundos o 22.2 minutos.
Explicar los eventos que tienen lugar en la bifurcación de replicación. Si el gen para la helicasa está mutado, ¿qué parte de la replicación se verá afectada?
- Contestar
-
En la horquilla de replicación, los eventos que tienen lugar son la acción helicasa, la unión de proteínas de unión monocatenaria, la síntesis de cebadores y la síntesis de nuevas cadenas. Si hay un gen de helicasa mutado, la horquilla de replicación no se extenderá.
¿Cuál es el papel de un cebador en la replicación del ADN? ¿Qué pasaría si olvidaste agregar un cebador en un tubo que contiene la mezcla de reacción para una reacción de secuenciación de ADN?
- Contestar
-
El cebador proporciona un grupo 3'-OH para que el ADN pol comience a agregar nucleótidos. No habría reacción en el tubo sin un cebador, y no serían visibles bandas en la electroforesis.
14.5: Replicación de ADN en eucariotas
Los genomas eucariotas son mucho más complejos y de mayor tamaño que los genomas procariotas. El genoma humano tiene tres mil millones de pares de bases por conjunto haploide de cromosomas, y 6 mil millones de pares de bases se replican durante la fase S del ciclo celular. Existen múltiples orígenes de replicación en el cromosoma eucariota; los humanos pueden tener hasta 100,000 orígenes de replicación
Preguntas de revisión
Los extremos de los cromosomas lineales son mantenidos por
- helicasa
- primasa
- ADN pol
- telomerasa
- Contestar
-
D
Respuesta Libre
¿Cómo aseguran los cromosomas lineales en eucariotas que sus extremos se repliquen completamente?
- Contestar
-
La telomerasa tiene un molde de ARN incorporado que extiende el extremo 3', por lo que el cebador se sintetiza y extiende. Así, se protegen los extremos.
14.6: Reparación de ADN
La replicación del ADN es un proceso altamente preciso, pero ocasionalmente pueden ocurrir errores, como una ADN polimerasa que inserta una base incorrecta. Los errores no corregidos a veces pueden llevar a consecuencias graves, como el cáncer. Los mecanismos de reparación corrigen los errores. En raras ocasiones, los errores no se corrigen, lo que lleva a mutaciones; en otros casos, las enzimas reparadoras están mutadas o defectuosas.
Preguntas de revisión
Durante la revisión, ¿cuál de las siguientes enzimas lee el ADN?
- primasa
- topoisomerasa
- ADN pol
- helicasa
- Contestar
-
C
El mecanismo inicial para reparar errores de nucleótidos en el ADN es ________.
- reparación de desajuste
- Corrección de ADN polimerasa
- reparación por escisión de nucleótidos
- dímeros de timina
- Contestar
-
B
Respuesta Libre
¿Cuál es la consecuencia de la mutación de una enzima reparadora de desapareamiento? ¿Cómo afectará esto a la función de un gen?
- Contestar
-
Las mutaciones no se reparan, como en el caso de la xerodermia pigmentosa. La función génica puede verse afectada o no expresarse.