Genética molecular: ADN, replicación, transcripción, traducción, mutaciones y regulación de la expresión génica
Este dominio exige manejar con precisión los mecanismos de transmisión y expresión de la información genética, incluyendo cálculos de proporciones de bases, lectura del código genético y tipos de mutación con sus consecuencias.
ADN y replicación
Watson y Crick (1953): doble hélice antiparalela, con A-T (2 puentes de hidrógeno) y G-C (3). La replicación es semiconservativa (Meselson y Stahl), bidireccional y requiere cebador de ARN sintetizado por la primasa. La ADN polimerasa solo añade al extremo 3'-OH, por lo que la hebra retardada se sintetiza en fragmentos de Okazaki que une la ligasa. Intervienen helicasa, topoisomerasa, proteínas SSB y la corrección de errores 3'→5'.
Transcripción y traducción
La ARN polimerasa no necesita cebador y reconoce el promotor (TATA box). En eucariotas, la ARN pol I transcribe ARNr, la II ARNm y la III ARNt y el 5S. La maduración del ARNm añade caperuza de 7-metilguanosina, poli-A y elimina intrones por splicing. El código genético es de triplete, degenerado, no solapado y casi universal: AUG inicia y UAA, UAG y UGA terminan. En la traducción, el aminoacil-ARNt entra en el sitio A, se forma el enlace peptídico en el P y el ribosoma transloca.
Mutaciones y regulación
Las sustituciones pueden ser silenciosas, de sentido erróneo o sin sentido; las inserciones y deleciones producen cambio de pauta. Hay mutaciones génicas, cromosómicas (deleción, duplicación, inversión, translocación) y genómicas (aneuploidía, poliploidía). El operón lac incluye el gen regulador LacI, promotor, operador y los genes lacZ (β-galactosidasa), lacY (permeasa) y lacA; la alolactosa induce y la glucosa reprime por AMPc-CAP.
Ejemplo resuelto
Un ADN bicatenario con 20 % de adenina: A = T = 20 %, luego A+T = 40 % y G+C = 60 %, por tanto G = 30 %. Si un ARNm maduro de 300 nt se traduce, el máximo de aminoácidos es 300/3 − 1 = 99, descontando el codón de parada.
Errores que cuestan puntos
Atribuir cebador a la ARN polimerasa; llamar conservativa a la replicación; olvidar restar el codón de parada; asignar el ARNr a la polimerasa II; creer que una mutación silenciosa no cambia la secuencia de ADN (sí la cambia, aunque no la proteína).