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2°-3° Bachillerato (16-18 años)

Replicación del ADN y expresión génica

DNA Replication & Gene Expression

El ADN se replica de forma semiconservativa: cada molécula guarda una hebra original y una nueva. La polimerasa solo sintetiza de 5' a 3', así que la hebra conductora es continua y la rezagada se hace en fragmentos de Okazaki. El experimento de Meselson–Stahl demostró la semiconservación, y la información fluye del ADN al ARNm y a la proteína. Mueve el progreso de replicación y la generación para ver la horquilla y las bandas de centrifugación.

Intro — ¿Por qué importa la replicación precisa?
💡 Analogía: copiar un libro de 3.000 millones de letras sin errata
①ADN humano ≈ 3.000 millones de pares de bases
②Cada división celular replica todo
②Tasa de error: ~1 por mil millones — increíble precisión
③Semiconservativa: 1 hebra original + 1 hebra nueva → 2 ADN
④La hebra original sirve de "molde" → emparejamiento complementario (A-T, G-C)
Horquilla de replicación — Hebra líder y rezagada
5
Enzimas clave de la replicación
helicasa → cebador (primasa) → ADN polimerasa → ligasa
desenrollar → marcar inicio → sintetizar → unir fragmentos
🔍 Líder vs rezagada
①La ADN polimerasa solo sintetiza en dirección 5'→3'
②Líder: misma dirección que la horquilla → síntesis continua
③Rezagada: dirección opuesta → discontinua (fragmentos de Okazaki)
④La ADN ligasa une los fragmentos de Okazaki
⑤El cebador (ARN) marca el inicio → luego se reemplaza por ADN
Experimento de Meselson-Stahl — Prueba de la replicación semiconservativa
1
💡 Interpretación del experimento
①P: solo ADN ¹⁵N (pesado) → solo banda pesada
②F₁: todo el ADN es ¹⁵N-¹⁴N → solo banda intermedia
③F₂: ¹⁵N-¹⁴N (intermedia) + ¹⁴N-¹⁴N (ligera) → dos bandas
④Solo la replicación semiconservativa explica este resultado
⑤La conservativa o dispersiva mostrarían patrones distintos
Expresión génica — Dogma central
Dogma central
ADN → (transcripción) → ARNm → (traducción) → proteína
flujo de información genética: ADN → ARN → proteína
📐 Diferencias clave entre transcripción y traducción
①Transcripción: ADN → ARNm | ARN polimerasa | en el núcleo
②Traducción: ARNm → proteína | ribosoma | en el citoplasma
③1 codón (3 bases) = 1 aminoácido
④Codón de inicio: AUG (metionina)
⑤Codones de parada: UAA, UAG, UGA (sin aminoácido)
Ejemplos y examen
Ejemplo 1
En un ADN de doble cadena, la adenina (A) supone el 30% de todas las bases. ¿Qué porcentaje es la guanina (G)?
1
En el ADN de doble cadena, A se empareja con T y G con C en proporción 1:1 (A=T, G=C).
2
Si A es 30%, T también es 30% (60% juntas); el 40% restante se reparte por igual entre G y C, así que G = 20%.
▸ 20%
El emparejamiento complementario (A-T, G-C) hace que A=T y G=C (regla de Chargaff). Las cuatro bases suman 100%.
Ejemplo 2
E. coli cultivada solo con ¹⁵N (nitrógeno pesado) se pasa a medio con ¹⁴N y se divide una vez (F₁). ¿Qué banda(s) aparecen al centrifugar?
1
En la replicación semiconservativa, cada ADN hijo tiene una cadena ¹⁵N y una cadena ¹⁴N recién sintetizada.
2
Por eso todo el ADN queda como ¹⁵N-¹⁴N (peso intermedio), dando una sola banda intermedia.
▸ Una sola banda intermedia (¹⁵N-¹⁴N)
Una única banda intermedia en F₁ es la prueba clave de la replicación semiconservativa. En F₂ se separa en una banda intermedia y una ligera.
tipo simulacro
¿Qué afirmación sobre la replicación del ADN y la expresión génica es correcta?
①La replicación del ADN es conservativa
②La cadena retrasada se sintetiza de forma discontinua como fragmentos de Okazaki
③La transcripción ocurre en el ribosoma
④Un codón de terminación especifica metionina
⑤El experimento de Meselson-Stahl probó la replicación conservativa
▸ ② La cadena retrasada se sintetiza de forma discontinua como fragmentos de Okazaki
1
La cadena retrasada va en sentido opuesto a la horquilla, así que se forma como fragmentos de Okazaki cortos que luego une la ligasa.
2
La replicación es semiconservativa (①, ⑤); la transcripción la hace la ARN polimerasa en el núcleo y la traducción en el ribosoma (③); y los codones de terminación no especifican ningún aminoácido (④).
Resumen
Replicación del ADN
semiconservativa: hebra original + hebra nueva
helicasa → primasa → ADN polimerasa (5'→3') → ligasa
🎯 Puntos clave
①Replicación semiconservativa: probada por Meselson-Stahl
②ADN polimerasa: solo sintetiza 5'→3'
③Líder (continua) vs rezagada (Okazaki, discontinua)
④Transcripción: ADN → ARNm (molde 3'→5' leída, ARNm 5'→3')
⑤Traducción: codón-anticodón → cadena de aminoácidos | AUG inicio, UAA/UAG/UGA parada
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