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ADN, tu disco duro

ATENCIÓN

Objetivos:  

DESTINAR LOS ÚLTIMOS 20 MINUTOS DE LA CLASE A RESOLVER DUDAS QUE PLANTEEN LOS ALUMNOS SOBRE CONTENIDOS QUE ESTÉN VIENDO EN SU COLEGIO.

Comprender la función del núcleo y sus componentes. Examinar la estructura y organización del ADN eucarionte.

Contenidos:  

Material genético. Clonación.

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Actividad A: Esta actividad tiene por objetivo identificar la importancia del núcleo, para ello, se muestra un experimento en el que se extrae una célula de la oveja 1, a la cual se le elimina el núcleo. Luego que a la oveja 2, se le extrae el núcleo de una célula y este se implanta en la célula anucleada que se le extrajo a la oveja 1. La fusión de estos dos componentes es colocada en la oveja 3, generando la oveja clonada. Página 3 Interpretación de resultados: Se espera que los estudiantes respondan: Pregunta 1: ¿A cuál de las tres ovejas corresponde la información genética que presenta la oveja clonada? Justifica. Respuesta: la información genética que presenta la oveja clonada corresponde a la oveja 1, porque es ella quien aporta el núcleo. Pregunta 2: ¿Qué función cumple la oveja 3? Respuesta: la oveja número 3 cumple la función de receptora de la célula implantada. Pregunta 3: ¿Qué sucedería si la oveja 2 fuera la donadora del núcleo? Respuesta: si la oveja 2 fuese la donadora del núcleo, la oveja clonada sería genéticamente idéntica a la oveja 2. Pregunta 4: Explica, con tus palabras, qué función presenta el núcleo. Respuesta: el núcleo es la estructura encargada de mantener la información genética.

Pregunta 5: ¿Es posible realizar un procedimiento similar en bacterias? Justifica. Respuesta: las bacterias no presentan núcleo definido, pero si presentan material genético, por lo que se podría tomar un plásmido o segmentos cromosómicos e insertarlos en otra bacteria. Pregunta 6: Elabora dos predicciones y dos inferencias del experimento. Respuesta: Predicción: 1. si la oveja 2 hubiese donado el núcleo, la oveja clonada seria genéticamente igual a ella. 2. si se toma una célula de intestino también se hubiese desarrollado la oveja clonada. Inferencia: 1. el núcleo tiene la información genética. 2. el citoplasma no aporta información genética.

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En esta sección el estudiante tendrá que completar el cuadro según el grado de conocimeinto que tiene respecto del tema a tratar en la clase.  Para complementar ouede apoyarse en la lamina Nº 3 del PPT

Página 5 I.

FUNCIÓN DEL NÚCLEO Actividad 1:

El objetivo de esta actividad es que el estudiante comprenda que en el núcleo de las células, está toda la información genética, independiente del tipo de especialización que esta tenga. Se espera que el estudiante se acerque a las siguientes respuestas:

Pregunta1: Describe los pasos del experimento de Gurdon. Respuesta: 1. Extrajo óvulos de rana albina. 2. Con radiación UV destruyó el núcleo. 3. De un renacuajo albino tomó células intestinales. 4. Le incorporó el núcleo de la línea albina al ovocito A.

Pregunta 2: ¿Qué finalidad tiene irradiar el óvulo con UV? Respuesta: la finalidad que tiene irradiar el ovulo con UV, es destruir la información genética de este. Pregunta 3: ¿De qué línea de Xenopus es clon el individuo final? Justifica. Respuesta: el individuo final es clon del albino, porque el núcleo era del renacuajo albino. Pregunta 4: ¿Qué puedo inferir del experimento? Respuesta: se puede inferir que el núcleo contiene la información genética. Pregunta 5: ¿Qué pudo concluir Gurdon con su experimento? Respuesta: Gurdon pudo concluir que el núcleo de una célula somática contiene la información necesaria para formar un individuo completo. Página 6 Actividad 2: Esta actividad tiene por objetivo analizar la estructura del núcleo y sus componentes e identificarlos.

Justificación: en el núcleo se encuentra el material genético, el ADN, este lleva toda la información para la síntesis de diferentes proteínas, que son necesarias para llevar a cabo todo tipo de reacciones que la célula necesite para vivir.

Página 7 II.

ESTRUCTURA DEL ADN

Actividad 3: La actividad propuesta tiene por objetivo comprender la estructura que presenta el ADN. Se espera que los estudiantes respondan: Pregunta 1: ¿Qué puedes inferir de la estructura del ADN? Respuesta: se puede inferir que posee doble hebra, presenta puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas, la adenina se une con la timina y la guanina con la citosina. Pregunta 2: ¿Qué componentes presenta un nucleótido de ADN? Respuesta: un nucleótido de ADN presenta un grupo fosfato, una desoxirribosa (azúcar) y una base nitrogenada.

Pregunta 3: ¿Cuáles son las bases nitrogenadas del ADN y a través de qué tipo de enlace se unen? Respuesta: las bases nitrogenadas son: adenina, guanina, citosina y timina (en ADN). Y estas se unen mediante puentes de hidrógeno: Adenina se une con Timina mediante 2 puentes de Hidrógeno. Guanina se une con citosina mediante 3 puentes de Hidrógeno.

Pregunta 4: ¿Qué pregunta se deben haber planteado Crick, Watson y Wilkins para su investigación? Respuesta: ¿Cómo era la estructura del ADN? Página 8 Actividad 4: El objetivo de esta actividad es que el estudiante analice la estructura molecular del ADN. Se espera que el estudiante responda: Si el ADN es semejante a una escalera en caracol, entonces: Pregunta A: ¿Qué estructura(s) representa(n) los peldaños? Respuesta: los peldaños representan las bases nitrogenadas. Pregunta B: ¿Qué moléculas están formando las barandas? Respuesta: las barandas están formadas por el grupo fosfato y la pentosa (desoxirribosa).

Pregunta: ¿Qué sucederá con la estructura de la molécula de ADN si se cambia una base púrica por una pirimídica en una de las hebras, sin cambiar su base complementaria? Respuesta: El ADN perdería estabilidad.

Página 9 III.

NIVELES DE ORGANIZACIÓN DEL ADN EUCARIONTE

Actividad 5: el objetivo en esta actividad es que los estudiantes, a partir del análisis de la imagen, puedan reconocer si las afirmaciones que se muestran son verdaderas (V) o falsas (F). Afirmación 1: Cada cromosoma está formado por una larga molécula de ADN, constituida por dos cadenas enrolladas entre sí, formando una doble hélice. Respuesta: verdadero. Afirmación 2: La molécula de ADN se enrolla sobre las histonas para poder compactarse. Respuesta: verdadero. Afirmación 3: Si una célula humana presenta 23 pares de cromosomas, significa que presenta 23 moléculas de ADN. Respuesta: falso, ya que si presenta 23 pares de cromosomas, entonces, tendrá 46 moléculas de ADN. Afirmación 4: Las histonas son proteínas que permiten la organización y función del ADN dentro del núcleo eucariótico. Respuesta: falso, porque las histonas son proteínas que no se relacionan con la función de la molécula de ADN. Afirmación 5: El nucleosoma es una estructura nuclear formada por una doble cadena de ADN alrededor de las histonas, que permanece unido al otro nucleosoma por un segmento de ADN. Respuesta: verdadero. Página 10

Se espera que los estudiantes se acerquen a las siguientes respuestas: I. En conjunto con tu compañero(a), elabora 3 conclusiones de la clase en relación al núcleo, estructura del material genético y organización del material genético. Respuesta: 1. El núcleo contiene la información genética necesaria para formar un individuo completo. 2. El ADN es la molécula portadora de la información genética. 3. El ADN se empaqueta en cromosomas con ayuda de las histonas. II. Resuelve los siguientes ejercicios.

Es importante que el estudiante resuelva las preguntas, para luego, revisarlas en conjunto.

Tabla de especificación Pregunta Alternativa 1 A

Habilidad Reconocimiento

Defensa La base nitrogenada guanina, es una base púrica, que se caracterizan por poseer en su estructura dos anillos. La citosina (alternativa A), es una base pirimídica, las que presentan un solo anillo en su estructura, al igual que la timina (alternativa C) y uracilo (alternativa D).

2

Comprensión

El poro nuclear es una estructura que se observa en la membrana nuclear, la que permite que se intercambien moléculas entre el núcleo y el medio. El nucléolo (alternativa A) es una estructura que se observa más condensada en el interior del núcleo y que corresponde a la zona NOR. El ribosoma (alternativa B) es una estructura que se encarga de sintetizar proteínas, por lo que no está relacionado con el intercambio de moléculas entre el citoplasma y el núcleo. El nucleoplasma (alternativa D), es una sustancia que se encuentra en el interior del núcleo acompañando al ADN. Tampoco está involucrado en el proceso de intercambio de sustancias.

C

3

D

Aplicación

4

C

Comprensión

5

B

ASE

Las histonas son proteínas que tienen la función de compactar la molécula de ADN, formando la cromatina y, en un nivel mayor de compactación, a los cromosomas, por lo que si ocurre una inhibición en la síntesis de esta proteína, ocurrirá una disminución de la formación de cromatina. La disminución de la división del ADN (alternativa A), se puede deber a otro tipo de procesos, como por ejemplo, la diferenciación de la célula. Un aumento en la formación de cromatina (alternativa B), no se correlaciona con la inhibición de la síntesis de histonas, ya que para que se forme la cromatina, tienen que estar presentes histonas. Un aumento en la multiplicación del ADN (alternativa C) tiene relación con las necesidades que presenta la célula y con otro tipo de proteínas polimerasas, no con las histonas. El cromosoma es una estructura compuesta por ADN y proteínas histonas, por lo que dentro de los términos que se proponen en las alternativas de la pregunta, el término cromosoma es el más general. Las bases nitrogenadas (alternativa D), forman parte de la estructura molecular del ADN. En un proceso de compactación, el ADN se une con las histonas (alternativa A), formándose el cromosoma, cuya estructura presenta, entre otras, a la cromátida (alternativa B). En el esquema presentado, se puede observar que se extrae el ADN de la cerda Nº2, por lo que se puede predecir que esta le transmite toda su información genética al embrión clonado. En la alternativa A (el cerdo clonado va a presentar un desarrollo normal), no se puede predecir, ya que en el desarrollo de un organismo interfieren varios factores. En la alternativa C, se menciona que el cerdo clonado presentará las mismas enfermedades que la cerda 1, esto no es correcto, ya que las enfermedades que se presenten en la adultez del cerdo clonado, podrían tener una base genética. La alternativa D, no es correcta, porque en el

esquema no hay suficiente información como para predecir, en primer lugar, que la cerda tuvo una buena alimentación, y en segundo lugar, tampoco se muestra en el esquema que el embrión clonado presente un óptimo desarrollo.