Departamento de Ciencias NaturalesColegio Manantial

Sandra Herrera – Carolina Parraguez

Retroalimentación Módulo 1

Expresión y manipulación de material Genético

Nombre: NOTA

Curso:4° Medio A y B

Objetivo (OA OA1): (AE 01) Analizar la estructura del ADN y los mecanismos de su replicación que permiten su mantención de generación en generación, considerando los aportes relevantes de científicos en su contexto histórico.

Fecha de entrega: 27/03/2020 Puntaje: 40 puntos

Instrucciones generales: Consultas y dudas vía correo electrónico:

o 4° Medio A: Carolina Parraguez (carolinapaaz.97@gmail.com)o 4° Medio B: Sandra Herrera (Sandra.mho.95@gmail.com)

Plazo máximo de la entrega Viernes 27 de Marzo del 2020. Las consultas favor de indicar su nombre claramente (puede anexar fotos del

desarrollo en caso de dudas)

Recordando algunos conceptos…Glosario

ADN: Un ácido nucleico compuesto de dos cadenas polinucleotídicas que se disponen alrededor de un eje central formando una doble hélice, capaz de autorreplicarse y codificar la síntesis de ARN.

Alelo (del griego allelon = "el uno al otro", recíprocamente): Formas alternativas de un gen, se hereda separadamente de cada padre (p. ej. en el locus para el color de ojos puede haber un alelo para ojos azules o uno para ojos negros). Uno o más estados alternativos de un gen.

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ARN(ácido ribonucleico): Ácido nucleico formado por una cadena polinucleotídica. Su nucleótido, consiste en una molécula del azúcar ribosa, un grupo fosfato, y una de estas cuatro bases nitrogenadas: adenina, uracilo, citosina y guanina. 

ARN mensajero: "Molde" para la síntesis proteica que es copiado de una de las hebras de ADN y que se traduce en los ribosomas en una secuencia proteica. Se abrevia ARNm.

ARN ribosómico: Uno de los tres tipos de ARN, el ARNr es un componente estructural de los ribosomas. Son el "core" (parte principal) de los ribosomas y posiblemente la clave del mecanismo de traducción de las proteínas. Su estudio comparativo llevó a postulación de un Árbol Filogenético Universal. 

ATP: (adenosín trifosfato): El principal producto químico utilizado por los sistemas vivientes para almacenar energía, consiste en un una base (adenina) unida a un azúcar (ribosa) y a tres fosfatos.

Cariotipo (del griego karion = núcleo; typos = estampar, imprimir): Microfotografía de los cromosomas individuales ordenados en un formato normatizado que muestra el número, tamaño y forma de cada tipo de cromosoma. Se usa para correlacionar anormalidades de los cromosomas (observables a este nivel de resolución) con determinadas enfermedades.

Célula (del latín cella = cámara): la más pequeña unidad estructural de los seres vivos capaz de funcionar independientemente.

Genes (del griego genos = nacimiento, raza; del latín genus = raza, origen): segmentos específicos de ADN que controlan las estructuras y funciones celulares; la unidad funcional de la herencia. Secuencia de bases de ADN que usualmente codifican para una secuencia polipeptídica de aminoácidos

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Ciclo Celular

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Actividad 1: Investigue sobre las diversas investigaciones que dieron lugar a lo que hoy conocemos como la estructura del ADN, y la evolución que este modelo en el tiempo. H: Comprender.

Luego de investigar y obtener información, deben crear una línea de tiempo. Esta debe incluir:

Los siguientes autores y sus aportes al reconocimiento del ADN y del modelo actual. Tales como: A. Kossel- J. F. Miesher- Phoebus Aaron Theodor Levene- Griffith F- Avery, MacLeod, and McCarty- E. Chargaff- Rosalind Franklin- Watson y Crick. (1 pto cada autor/a)

Indicar año en el cual sucedieron las investigaciones (1 pto). Describir brevemente el aporte de la investigación en el modelo actual del ADN

(2 ptos) Creatividad e Innovación (3 ptos). El formato de la línea de tiempo queda a su

creatividad, puede ser en dibujo (el cual le puede sacar una foto y adjuntar, puede realizarlo en este mismo documento, o formato power Point o Paint, como usted crea más conveniente

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Retroalimentación Actividad N°1:Orden por año y aporte científico debería ser:

- 1869 J. F. Miesher: Creo el termino de nucleína, aisló ADN dándose cuenta de que este se encontraba dentro de un núcleo celular, otorgándole el nombre de nucleína.

- 1890 A. Kossel: Hidrolizó el ácido nucleico (ADN) dándose cuenta de la presencia de hidratos de carbono y de unos compuestos nitrogenados llamándole bases nitrogenadas y además le otorgó el nombre de Adenina- Timina- Guanina- Citocina.

- 1926 Phoebus Aaron Theodor Levene: Determino que el ADN estaba formado por nucleótidos los cuales estaban compuestos por bases nitrogenadas, un grupo fosfato y una pentosa, de igual manera creo un modelo tetranucleotido de la estructura del ADN.

- 1928 Griffith F- Avery, MacLeod, and McCarty: En conjunto experimentan el Principio Transformante, en el cual se dan cuenta que el ADN es una molécula de la Herencia.

- 1950 E. Chargaff: Analizó la cantidad de bases nitrogenadas, concluyendo que en la molécula de ADN la cantidad de purinas es proporcional a la cantidad de pirimidicas, creando así la Ley de Complementariedad de Bases.

- 1952 Rosalind Franklin: Gracias a la técnica de Difracción de Rayos X, pudo obtener la primera fotografía clara de la estructura helicoidal del ADN, la cual sirvió como base para la creación del modelo actual.

- 1953 Watson y Crick: Describieron la forma de hélice creando el Modelo de ADN helicoidal que se conoce hasta el día de hoy.

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Estructura del ADN

En el ADN (ácido desoxirribonucleico) se encuentran los genes que portan toda la información genética de un organismo completo, es decir, tienen el control de la herencia. El ADN es una molécula bastante compleja, que está compuesta por cuatro tipos de bases llamadas nucleótidos, que, a su vez, están formados por tres partes: una base nitrogenada, un azúcar denominado desoxirribosa y un grupo fosfato. Las cuatro bases nitrogenadas so|n: guanina, citosina, timina, adenina y se designan, en forma abreviada, con las letras G, C, T y A, respectivamente. A las bases citosina y timina se las conoce como bases pirimídicas o pirimidinas (derivadas de la pirimidina) y las bases adenina y guanina, como púricas o purinas (derivadas de la purina). Todas estas bases están compuestas por nitrógeno, hidrógeno, carbono y oxígeno, salvo la adenina, que no tiene este último elemento químico. La unión de las bases se realiza mediante un puente de hidrógeno. Esta conexión está condicionada químicamente de forma que la adenina (A) solo se puede juntar con la timina (T) y la guanina (G) con la citosina (C). El primer par está unido por dos puentes de hidrógeno y el segundo, por tres. Los grupos fosfato y los azúcares de los nucleótidos se juntan en forma alternada para formar cadenas lineales. La estructura que posee el ADN consiste en dos hebras o cadenas unidas que giran una sobre la otra, como una escala retorcida para formar lo que se conoce como doble hélice. Estas dos hebras son antiparalelas (tienen sentido opuesto) y no se pueden separar sin desenrollarse.

Nucleótido.

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Azúcar

Uniones de la Azúcar a otros compuestos

o 1’ unión a la baseo 2’ debe existir H para formar dúplexo 3’ unión a 5’ de otro nucleótidoo 5’ unión a 3’ de otro nucleótido

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Bases Nitrogenadas

Bases Púricas

Bases Pirimidícas

En las secuencia de las bases del DNA radica el código genético

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Uniones de Bases Nitrogenadas a Azúcar

Actividad 2: Según las imágenes vistas sobre las bases nitrogenada. Especifiquen brevemente cuáles son las diferencias en su estructura química. Identifique 3 diferencias, 1 pto cada diferencia. H: Conocimiento.

Retroalimentación Actividad N° 2:

Pirimídicas

Unión al azúcar a través de N1

Púricas

Unión al azúcar a través de N9

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Una de las diferencias químicas son los anillos que presentan estas moléculas las pirimidicas como la citocina, la timina y el uracilo presentan solo un anillo simple en cambio las purinas como la adenina y la guanina se representan por tener dos anillos (heterocíclicas).

Otra diferencia entre estas bases son la cantidad de carbono y de nitrógeno que presentan las pirimidicas presentan solo 4 átomos de carbono y 2 de nitrógeno, en cambio las purinas como adenina y citocina presentan 5 átomos de carbono y 4 de nitrógeno.

La última diferencia es por el número del nitrógeno por el cual se unen a la azúcar, las bases pirimidicas como la citocina, guanina y uracilo se unen por el Nitrógeno N° 1 en cambio las bases purinas como la adenina y la timina se unen por el N°9 al azúcar.

Actividad 3. A partir de la lectura del texto "Rosalind Franklin y la estructura del ADN", responde las siguientes preguntas:

a) ¿Cuál fue la importancia del trabajo de Rosalind Franklin en el descubrimiento de la estructura molecular del ADN? 2 ptos. H: Comprender

R= La importancia de Rosalind Franklin es que fue la primera en tener una imagen clara de la molécula de ADN, la cual obtuvo gracias a la técnica de difracción de Rayos X, gracias a esta imagen, otros científicos pudieron analizar la estructura y determinar la forma helicoidal y de doble hebra la cual se conoce en el modelo actual del

ADN.

b) ¿A qué atribuyen el hecho de que Rosalind Franklin no haya sido reconocida como una investigadora clave en el descubrimiento de la estructura molecular del ADN? Explica 2 hechos, 1 punto cada uno. H: Comprender. ¿Consideras que la condición de género influye en la actividad científica? Indica 2 argumentos, 2 ptos cada argumento fundamentado. H: Evaluar

R: RESPUESTA DE REFLEXIÓN.

Rosalind Franklin y la estructura del ADN

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"Rosalind Franklin nació en Inglaterra el 25 de julio de 1920. Se graduó de la Universidad de Cambridge en 1941, no sin antes salvar la oposición paterna. Hizo estudios fundamentales de microestructuras del carbón y del grafito, y este trabajo fue la base de su doctorado en química física, que obtuvo en la Universidad de Cambridge en 1945. Después de Cambridge, pasó tres años productivos (1947-1950) en París, en el Laboratoire de Services Chimiques de L'Etat, donde estudió las técnicas de la difracción de la radiografía. En 1951 volvió a Inglaterra como investigadora asociada en el laboratorio de John Randall en King's College, Cambridge. Para Rosalind era la oportunidad de aplicar sus conocimientos a la biología. En el laboratorio de Randall se cruzó su trabajo con el de Maurice Wilkins, ambos referidos al ADN. Lamentablemente, la misoginia y la competencia llevaron la relación a un conflicto permanente con Wilkins. Este llevaba largo tiempo trabajando en el ADN y había tomado la primera fotografía relativamente clara de su difracción cristalográfica. Wilkins había sido el

primero en reconocer en esta los ácidos nucleicos y no estaba dispuesto a la competencia interna. Rosalind Franklin obtuvo una fotografía de difracción de rayos X que reveló, de manera inconfundible, la estructura helicoidal de la molécula del ADN. Esa imagen, conocida hoy como la famosa "Fotografía 51", fue un respaldo experimental crucial para que el investigador estadounidense James Watson y el británico Francis Crick establecieran, en 1953, la célebre hipótesis de la "doble hélice" que es característica de la estructura molecular del ADN, por la que, en 1962, junto con Maurice Wilkins, se les concedió el Premio Nobel en Fisiología y Medicina. Watson había tenido ocasión de asistir a la clase que dio Franklin en noviembre de 1951 sobre el avance de sus investigaciones. Rápidamente, con Francis Crick se pusieron a la tarea de imaginar su estructura y, para ello, trabajaron principalmente con modelos atómicos a escala. Este primer intento terminaría en un fracaso rotundo. Watson y Crick invitaron a Franklin y Wilkins a Cambridge para darles a conocer su propuesta. Rosalind Franklin pulverizó sus argumentos. A principios de 1953 Wilkins mostró a Watson una de las fotografías cristalográficas de Rosalind de la molécula de ADN. Cuando Watson vio la foto, la solución llegó a ser evidente para él y los resultados fueron publicados en un artículo en Nature casi inmediatamente. Sin autorización de Rosalind, Wilkins se las mostró primero a James Watson y, posteriormente, un informe de Rosalind Franklin a sir John Randall fue entregado a Watson y Crick. Considerado como el logro médico más importante del siglo XX, el modelo de la doble hélice del ADN abrió el camino para la comprensión de la biología molecular y las funciones genéticas, antecedentes que han permitido llegar al establecimiento, en estos días de la secuencia "completa" del genoma humano. Rosalind murió en Londres

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el 16 de abril de 1958. En 1962, Watson, Crick y Wilkins recibieron el Premio Nobel por el descubrimiento de la estructura del ADN. Este galardón no se concede con carácter póstumo ni tampoco se comparte entre más de tres personas. ¿Qué habría pasado si la científica hubiera estado aún viva en ese momento? ".

Retroalimentaciones y consejos general:

Fortalezas Debilidades Consejos

La totalidad de estudiantes que entregaron el módulo tuvieron todas las actividades completas y correctas. ¡Felicitaciones a quienes la realizaron!

• Muchos estudiantes del curso no entregaron el módulo, lo cual no permite que exista una retroalimentación general de la asignatura.

• Preguntar ante cualquier duda, ya sea vía class room o correo electrónico.