Modelo y replicación del ADN. Ingeniería genética SGUICEL001BL11-A16V1

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Modelo y replicación del ADN.

Ingeniería genética

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SOLUCIONARIO GUÍA

MODELO Y REPLICACIÓN DEL ADN. INGENIERÍA GENÉTICA

Ítem Alternativa Habilidad

1 E Comprensión 2 A ASE 3 E ASE 4 D ASE 5 C Reconocimiento 6 E Comprensión 7 C Aplicación 8 D Aplicación 9 D ASE 10 E ASE

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Ítem Alternativa Fundamento

1 E La complementariedad en

el ADN es entre Adenina y Timina, y entre Citosina y Guanina, ello siguiendo la regla que frente a una base púrica, se ubica una pirimídica y viceversa (son púricas o purinas la adenina y guanina; son pirimídicas o pirimidinas la timina y citosina) (opción I incorrecta). El resto de las opciones son correctas, ya que adenina, timina, citosina y guanina son las bases nitrogenadas que se encuentran presentes en el ADN (opción II correcta). Y un cromosoma eucarionte se

forma a partir de la condensación de unidades constituidas por ADN, enrollado alrededor de proteínas, llamadas histonas (opción III correcta).

2 A El número 1 representa a

una base nitrogenada pirimídica ya que está formada por un solo anillo. Como las pirimidinas son la timina y la citosina, debe tratarse de una de estas dos. Se puede determinar que se trata de timina, porque está unida a su base complementaria por medio de dos puentes de hidrógeno, lo que caracteriza al par A-T. El número 2 representa una base nitrogenada púrica ya que está formada por dos anillos, en este caso puede ser

una adenina o guanina. Se puede establecer que se trata de guanina, porque está unida a su base complementaria por medio de tres puentes de hidrógeno, lo que caracteriza al par C-G.

Finalmente, el número 3 es una pentosa, específicamente una desoxirribosa. Según esto, la alternativa correcta es A.

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3 E Las proporciones de las bases nitrogenadas son diferentes en los distintos organismos que presentan como material hereditario el ADN de doble hebra. Según la tabla se puede afirmar que: en cada organismo la proporción de adenina es similar a la de timina (opción I correcta), por ejemplo en el ratón hay una proporción de adenina de 27,3 y de timina de 27,2 (A ≈ T).

En cambio, las proporciones de A+T y G+C muestran diferencias entre los organismos estudiados (opción II correcta), por ejemplo en el caso del ratón:

A+T = 27,3 + 27,2 = 54,5 G+C = 22,7 + 22,8 = 45,5 Y el en caso de Escherichia coli es:

A + T = 24,3 + 24,6 = 48,9 G + C = 25,7 + 25,4 = 51,1

Si se suman los porcentajes de bases púricas (A + G) para los tres organismos se obtiene aproximadamente un 50% en los tres casos:

Ratón = 27,3 + 22,7 = 50

E. coli = 24,3 + 25,7 = 50

Bovino = 27,7 + 22,3 = 50

Lo mismo se cumple si se suman las bases pirimídicas entre sí (C + T):

Ratón = 22,8 + 27,2 = 50

E. coli = 25,4 + 24,6 = 50

Bovino = 22,5 + 27,5 = 50

Por lo tanto, la proporción de bases púricas es igual a la proporción de bases pirimídicas y cada una constituye la mitad de los nucleótidos (opción III correcta).

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4 D Las bacterias tipo S son virulentas y las bacterias

tipo R no son virulentas. Esto significa que al ser inyectadas las bacterias tipo R a un organismo, como por ejemplo un ratón, no le provocarían enfermedad ni muerte, a diferencia de las bacterias tipo S (opción II incorrecta).

Al aislar diferentes fracciones de las bacterias tipo S e incorporarlas en las bacterias tipo R para determinar el factor que transformaba a las bacterias en virulentas, se concluyó que el ADN era el único que cumplía con ese objetivo (opción I correcta).

Por lo tanto una bacteria tipo R adquiría nuevos rasgos al incorporar un ADN bacteriano exógeno (de la bacteria S) en su propio ADN (opción III correcta).

5 C Cuando se dice que la replicación del ADN es semiconservativa, se refiere a que al sintetizarse una nueva molécula de ADN de doble hebra, una de estas hebras proviene de la molécula original (molde) y la otra se sintetiza desde cero, usando la original como molde.

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Por lo tanto, en una doble hebra de ADN nueva, la mitad del ADN es nuevo y la otra mitad es de la molécula original.

6 E La replicación es un proceso de síntesis de ADN a partir de una hebra molde. Para que se pueda replicar normalmente se deben exponer las hebras que sirven de molde, para lo cual el ADN primero se debe desenrollar para disminuir la tensión que se produce por el sobrenrollamiento de la hebra, lo cual está a cargo de la enzima topoisomerasa (opción I correcta).

Luego, los puentes de hidrógeno se rompen para exponer las hebras que funcionan como molde, lo cual está a cargo de la enzima helicasa (opción II correcta), permitiendo el acceso de la primasa y la polimerasa a cada hebra molde.

Pero además en eucariontes el ADN se encuentra asociado a histonas, formando la cromatina. Esta puede representar una barrera

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para el avance de la horquilla de replicación, por lo que de manera transitoria, debe romperse la unión entre ADN e histonas en un segmento de la doble hebra, exponiendo así las hebras de ADN desnudo y permitiendo que actúen las enzimas que forman parte de la maquinaria de replicación.

7 C A mayor proporción de pares de bases G‐C mayor es la fuerza de unión de las hebras, ya que estos pares de bases se unen por tres puentes de hidrógeno, mientras que en el par A-T se forman solo dos. Por lo tanto, para separar un par G-C se requiere más energía y mientras mayor sea la proporción de pares G-C de la molécula de ADN, mayor será la cantidad de calor que se debe aplicar para separar las dos hebras. Así, considerando que todas las moléculas de las alternativas tienen la misma longitud (mismo número total de pares de bases), la que se presenta en la alternativa C, que contiene 75% de pares G-C, será la que presente mayor temperatura de desnaturalización.

8 D Al momento de la replicación, las hebras madre u originales, se separan y cada una de ellas actúa como molde para la síntesis de una cadena complementaria nueva. La ADN polimerasa cataliza la síntesis de la nueva hebra en sentido 5’ a 3’, recorriendo la hebra molde en sentido 3’ a 5’. Por lo tanto, en este caso, la polimerasa comenzaría la síntesis de la hebra complementaria desde el extremo 3’ de la hebra molde, agregando una base complementaria, que corresponde a timina, para luego avanzar hacia el extremo 5’, como se representa a continuación:

5ı GTGCATTCCA 3ı 3ı CACGTAAGGT 5ı

Así, considerando la complementariedad de bases y el sentido de la síntesis del ADN, la secuencia será:

5’ TGGAATGCAC 3’

9 D El tomate morado fue modificado genéticamente a través de técnicas de ingeniería genética. A su ADN se le incorporaron genes que están implicados en el color, logrando que la planta diera tomates morados con alto contenido de antocianina (antioxidante) y vitamina C, que pueden otorgar a la población que lo consume un mayor beneficio a la salud, como por ejemplo la prevención de ciertos tipos de cáncer (opción I y III correcta). Por otro lado este tomate tiene otros beneficios como una mayor vida útil y una mayor resistencia a plagas (opción II incorrecta).

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10 E Habilidades de pensamiento científico: Evaluación del impacto en

las sociedades de las aplicaciones tecnológicas en base a conocimientos científicos.

En esta investigación se utilizan dos grupos de bacterias, uno modificado genéticamente a través de técnicas de ingeniería genética y otro sin modificar. Los resultados indican que las bacterias modificadas genéticamente reducen notoriamente el contenido de Al y Zn del sitio tratado, comparado con las bacterias del grupo 1, donde no se aprecia una reducción significativa de estos dos metales. Actividades como la minería utilizan grandes cantidades de compuestos químicos y metales pesados, que generan residuos tóxicos para el ecosistema. Existe un grupo de bacterias que pueden utilizar estos metales pesados para su metabolismo, permitiendo a su vez que disminuyan estos residuos del ecosistema. En el experimento presentado, las bacterias del grupo 1 no manifiestan esta capacidad (opción II incorrecta), pero al ser genéticamente modificadas (grupo 2) la adquieren. Por lo tanto, estas bacterias del grupo 2 pueden ser muy efectivas para el tratamiento de relaves mineros, sitios que presentan una alta contaminación con metales pesados (opción III correcta). De este modo, se aprecia que las herramientas biotecnológicas pueden ser de gran utilidad para solucionar problemas de contaminación ambiental (opción I correcta).

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