Restricción de ADN: fragmentos lineales y circulares

Un mapa de restricción indica dónde se corta una molécula de ADN. Para predecir el resultado no basta con contar marcas: también hay que saber si la molécula es lineal o circular, calcular las distancias entre cortes y distinguir fragmentos de bandas visibles.

Los mapas de esta práctica son originales e idealizados. Cada marca representa un sitio donde la enzima produce un corte de doble cadena; los sitios son distintos y la digestión es completa. No hay degradación inespecífica, mezcla de moléculas diferentes ni cortes adicionales. Las longitudes se expresan en pares de bases, abreviados pb.

Contar fragmentos antes de interpretar un gel

En ADN lineal, n cortes internos generan n+1 fragmentos. Los extremos ya existen y cada nuevo corte divide un fragmento en dos.

En ADN circular, un primer corte abre la molécula y produce un único fragmento lineal. Con n sitios distintos, siendo n≥1 y la digestión completa, se obtienen n fragmentos.

La regla circular necesita esa condición n≥1. Una molécula circular sin cortar no se describe como «cero fragmentos de ADN»: sigue existiendo, y su conformación afecta a cómo migra en el gel. Aquí compararemos tamaños de fragmentos lineales obtenidos por digestión.

Ejercicio 1: una molécula lineal de 5000 pb

Una molécula lineal de 5000 pb tiene sitios internos en las posiciones 800, 2300 y 4100 pb, medidas desde el extremo izquierdo. Calcula los fragmentos tras digestión completa.

Dibuja una línea de 0 a 5000 y ordena los sitios. Las longitudes son:

• Del extremo al primer corte: 800−0=800 pb.
• Entre los dos primeros: 2300−800=1500 pb.
• Entre los dos siguientes: 4100−2300=1800 pb.
• Del último corte al extremo: 5000−4100=900 pb.

Hay cuatro fragmentos, como corresponde a tres cortes internos. La suma 800+1500+1800+900=5000 comprueba que no falta ninguna región.

En un gel ideal que resuelva esos tamaños, los cuatro fragmentos lineales se separan según su longitud. Los menores migran más que los mayores bajo condiciones comparables. No asignamos una distancia exacta en centímetros: para eso necesitaríamos un marcador y las condiciones del ensayo.

Ejercicio 2: las mismas marcas sobre un círculo

Ahora una molécula circular de 5000 pb tiene sitios en las coordenadas 800, 2300 y 4100 de un sistema circular con origen arbitrario. Calcula los fragmentos.

Dos intervalos son los ya conocidos: 2300−800=1500 y 4100−2300=1800 pb.

El tercero une el sitio 4100 con el 800 pasando por el origen. Su longitud es (5000−4100)+800=1700 pb.

La digestión completa produce tres fragmentos: 1500, 1800 y 1700 pb. Suman 5000.

No aparecen fragmentos separados de 800 y 900 pb porque el origen de coordenadas no es un corte. En la molécula circular esas dos regiones están unidas hasta que la enzima corta en un sitio real. Confundir un origen elegido con un extremo físico reproduce indebidamente el resultado lineal.

Cambiar el lugar del cero no altera los tamaños. Sólo cambia la forma de escribir las coordenadas de los mismos sitios.

Ejercicio 3: tres fragmentos, dos bandas

Una molécula circular de 6000 pb tiene tres sitios de corte separados por intervalos consecutivos de 1000, 2000 y 3000 pb. En una segunda molécula circular también de 6000 pb, los intervalos son 1500, 1500 y 3000 pb.

La primera genera tres fragmentos de tamaños distintos y, en un gel ideal con resolución suficiente, tres bandas.

La segunda también genera tres fragmentos, pero dos tienen 1500 pb. Esos dos pueden comigrar y formar una única banda de ese tamaño. Se observarían dos posiciones de banda: 1500 y 3000 pb, aunque existan tres fragmentos por molécula original.

Para reconstruir la longitud total, cuenta la multiplicidad: 1500+1500+3000=6000. Sumar únicamente 1500+3000=4500 omite uno de los fragmentos comigrantes.

No conviertas la intensidad de una banda en un contador automático sin conocer cantidad cargada, tinción, respuesta y saturación. El recuento de sitios y las longitudes del mapa justifican aquí la multiplicidad sin depender de una medida de brillo.

Ejercicio 4: un único sitio distingue la topología

Una enzima corta una sola vez una molécula circular de 4200 pb. La abre y produce un fragmento lineal de 4200 pb.

Si la molécula fuera lineal y el único sitio estuviera a 1200 pb de un extremo, produciría dos fragmentos: 1200 y 3000 pb.

Este contraste sirve para revisar la regla sin memorizarla aisladamente. Un corte no añade ni elimina pares de bases en nuestro modelo; cambia la continuidad de la molécula.

Lo que no demuestra una digestión simple

Un conjunto de tamaños no siempre determina un mapa único. En un círculo, permutar intervalos o cambiar la orientación puede conservar el mismo patrón de una digestión. Para localizar sitios de varias enzimas puede hacer falta comparar digestiones simples y dobles.

Tampoco una banda inesperada demuestra por sí sola una mutación. Entre otras posibilidades podrían existir digestión parcial, contaminación o diferencias de conformación si hay ADN sin cortar. Aquí se excluyen esos problemas para aprender el cálculo; un experimento real necesitaría controles.

Una comprobación que debes conservar

Cuenta fragmentos según la topología y suma todas sus longitudes con multiplicidades. Después predice qué tamaños podrían compartir banda y qué afirmaciones requieren resolución experimental.

Separar esas tres preguntas evita tratar una imagen de gel como si mostrara directamente todos los cortes o todas las moléculas presentes.

Para conectar esta práctica con el bloque general, consulta el artículo relacionado de Biología. Puedes repasar relaciones y conceptos con el recurso gratuito de Biología; su descarga no acredita que se permita llevarlo al examen.

Referencia conceptual: OpenStax, apartado consultado. Los enunciados, cifras y desarrollos de esta página son originales; no son ejercicios oficiales ni implican frecuencia de aparición en una convocatoria.

Preguntas frecuentes

¿Tres cortes producen siempre cuatro fragmentos?

En una molécula lineal con tres sitios internos distintos y digestión completa, sí. En una molécula circular con tres sitios distintos producen tres fragmentos.

¿Cada fragmento se ve como una banda distinta?

No. Fragmentos de igual longitud pueden comigrar en una misma banda. La resolución y sensibilidad del gel también limitan lo que se distingue.

¿La suma de las bandas siempre da la longitud total?

Debes sumar las longitudes de todos los fragmentos, contando multiplicidades. Si dos fragmentos iguales comparten banda, sumar sólo cada tamaño distinto una vez puede quedarse corto.

Dibuja los cortes y suma los fragmentos

Dibuja una línea y un círculo con los mismos tres sitios. Compara número de fragmentos, longitudes y posibles bandas compartidas; la suma con multiplicidades debe recuperar la longitud original.

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