El uso de métodos de Biología Molecular han permitido el incremento significativo de contribuciones importantes en el control de enfermedades, diagnóstico, reglamentación y controles en el comercio nacional e internacional de productos pecuarios, agrícolas, biotecnológicos, etc.
Estos descubrimientos incluyen en la actualidad técnicas como la PCR en punto final, en tiempo real, secuenciaciones. El uso de estas tecnologías incluye el manejo de conceptos como Plásmidos, Enzimas de Restricción y DNA recombinante.
Los Plásmidos son moléculas pequeñas de DNA en forma circular, los cuales se pueden replicar independientemente del cromosoma de la célula hospedera.
Estos plásmidos pueden ser digeridos mediante el uso de enzimas de restricción, las cuales son endonucleasas que cortan las moléculas de DNA solamente en secuencias de nucléotidos específicos.
Para entender mejor los conceptos de DNA, enzimas de restricción, plásmidos y sus usos proponemos las siguientes actividades.
Objetivos.
- Comprender el origen, la estructura y las funciones del ADN y ARN;
- Conocer los términos plásmido y enzimas de restricción.
- Realizar la extracción de una molécula de ADN en levaduras.
Actividad 1:
El ADN se encuentra constituido por nucleótidos, que son moléculas orgánicas compuestas a su vez por una base nitrogenada, un azúcar (la desoxirribosa) y un grupo fosfato. La información genética en el ADN posibilita la síntesis del ARN y este, a su vez, la síntesis de proteínas, que se constituyen como los productos de expresión de la información genética. Estas proteínas pueden tener una función estructural o enzimática. Si tienen una función estructural, formarán parte de alguna de las estructuras de la célula, como la membrana plasmática, la envoltura nuclear, las mitocondrias, etc. Ahora bien, si poseen una función enzimática, las proteínas habrán de catalizar reacciones químicas específicas en las células.
1. Realicen una búsqueda en la web y el material bibliográfico de referencia sobre la estructura del ADN y respondan el siguiente cuestionario:
- ¿Qué es un nucleótido? ¿Cuáles son sus componentes?
- ¿Cuáles son los nucleótidos que forman parte del ADN?
- ¿Qué es un polímero? ¿El ADN es un polímero? ¿Por qué?
2. Sobre la base del siguiente esquema de las bases nitrogenadas que conforman el ADN, especifiquen brevemente cuáles son las diferencias en sus estructuras químicas.
3. Realicen una búsqueda en la web y el material bibliográfico de referencia sobre la función del ADN. Completen un mapa conceptual como el siguiente utilizando los siguientes conectores: es, duplicación, transcripción, traducción, formado, contiene, síntesis.
ESTRUCTURA MOLECULAR DEL ADN
A comienzos de la década de 1950, el biólogo estadounidense James Watson y el físico inglés Francis H. Crick comenzaron a estudiar el problema de la estructura molecular del ADN. A partir de los resultados de estudios anteriores, estos investigadores se abocaron a construir un modelo de la molécula de ADN que concordara con los datos previamente conocidos y explicara su papel biológico. Para ensayar dónde podía encajar cada pieza en el rompecabezas tridimensional, armaron modelos de las moléculas con alambre y hojalata. Sin bien había muchos investigadores interesados en descubrir la estructura molecular del ADN, Watson y Crick fueron los primeros en lograrlo. En 1962, recibieron el Premio Nobel por los descubrimientos concernientes a la estructura molecular de los ácidos nucleicos y su importancia en la transferencia de información en la materia viva.
4. Investiguen quién fue Rosalind Flanklin y su relación con la estructura del DNA. Posteriormente respondan las siguientes preguntas:
- ¿Cuál fue la importancia del trabajo de Rosalind Franklin en el descubrimiento de la estructura molecular del ADN?
- ¿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?
- ¿Consideran que la condición de género influye en la actividad científica? Discutan sobre este tema en el blog.
Actividad 2:
El material genético se puede presentar en forma de plásmido. Hagan la lectura del artículo de Plásmidos y y el deVacunas veterinarias, posteriormente respondan la siguientes preguntas.- ¿Qué es un plásmido?
- ¿Qué aplicaciones tiene?
- ¿Que son los marcadores de selección?
- ¿Qué es un MCS (Multiple Cloning Site)?
- Mencionen 3 usos de los plásmidos
- ¿Qué son los vectores virales?
- ¿Qué ventajas ofrecen los vectores de adenovirus?
- Unan los conceptos con su descripción adecuada.
| 1. El ADN está conformado por 2. La transcriptasa inversa 3. ARNm, ARNt y ARNr nucleicos 4. Transcripción citosina 5. Ribosa y desoxirribosa 6. Duplicación 7. El ARN está conformado por 8. “Dogma central” | El flujo de información es ADN-ARN-proteína. sintetiza ADN a partir de ADN. son los azúcares de los ácidos. adenina, guanina, uracilo, citosina. adenina, guanina, timina, citosina. variedades de ARN. sintetiza ARN a partir de ADN. interviene en la síntesis de ADN a partir de ARN. |
Actividad 3
Extracción de ADN de levadura de panadería (Saccharomyces cerevisiae)
1. Realicen la siguiente actividad.
Materiales
80 g de levadura de panadería
Vaso de precipitados
Agua
Varilla de vidrio o cucharita
Sal
Jugo de medio limón
Embudo de vidrio
Papel de filtro
Tela delgada
Cuchara de metal
Alcohol
Detergente
Aguja de disección
Microscopio óptico (opcional)
Procedimiento
- Coloquen 80 g de levadura de panadería en un vaso de precipitados y agregar 150 ml de agua fría. Mezclen con la ayuda de una varilla de vidrio o cucharita hasta disolver la levadura.
- Agreguen a la mezcla 1/3 de cucharadita de sal y 3 chorros de jugo de limón (para esto, previamente se debe cortar un limón en 2 y exprimir una de las mitades sobre el vaso de precipitados evitando dejar caer en el mismo pulpa o semillas). Mezclen bien.
- Filtren el preparado utilizando un embudo de vidrio cubierto de un papel de filtro y una tela delgada.
- Recojan los restos presentes en la tela con la ayuda de una cuchara de metal y colóquenlos en un vaso de precipitados. Desechen el filtrado.
- Agreguen al vaso de precipitados 150 ml de agua fría, 1/3 cucharadita de sal, 3 cucharaditas de alcohol y 2 gotas de detergente. Mezclen bien durante 20 minutos.
- Agreguen a la mezcla 3 cucharaditas de sal y mezclen bien durante 10 minutos más.
- Dejen reposar la mezcla 24 hs.: se observará un precipitado de levaduras. Deséchenlo y guarden el líquido. Diluyan el líquido con 3 veces su volumen en alcohol. Se observará un precipitado de levaduras donde encontrarán una maraña de fibras de ADN de color transparente. Extráiganla con una aguja de disección.
- Coloquen la maraña de fibras de ADN en un portaobjeto y observen al microscopio óptico. Intenten separar las fibras con la ayuda de una aguja de disección para facilitar su observación.
