Química - 3º B.D.

Recursos educativos sobre el tema existentes en el Portal Uruguay Educa:

• Nace Francis Harry Compton Crick (noticia).
• Dímeros de Timina: efectos bioquímicos de la radiación ultravioleta (texto con preguntas guía).

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Para el trabajo con los conceptos de replicación, transcripción y traducción sugerimos emplear el modelo para armar en papel propuesto por la Dra Malajovich en el siguiente documento así como las 5 guías de trabajo que propone para llevar a cabo en el aula (a partir de la página 7).

GUÍA 1. LA REPLICACIÓN DE LA INFORMACIÓN (ADN → ADN) 

Material: nucleótidos de ADN 

Procedimiento 

1. Armar las dos hebras o cadenas complementarias de ADN (molécula madre), una de ellas con la secuencia génica correspondiente a los primeros aminoácidos de la cadena de la beta-globina humana, uno de los componentes de la hemoglobina HbA. 

CAC GTA GAC TGA GGA CTC CTC TTC AGA GTG CAT CTG ACT CCTG GAG GAG AAG TCT 

2. Separar ambas hebras y construir la cadena complementaria de cada una de ellas, como se indica en la figura 2. 

3. Comparar la secuencia de bases en la molécula madre y en las moléculas hijas. 

4. En la hoja correspondiente pintar con diferentes colores las cadenas originales de la molécula madre y las cadenas recientemente sintetizadas. Cada una de las moléculas hijas estará formada por cadenas de colores diferentes (duplicación semiconservativa). 

5. Discutir la importancia de este proceso en la transmisión de la información genética de una célula a otra.

GUÍA 2. LA TRANSCRIPCIÓN DE LA INFORMACIÓN (ADN → ARNm) 

Material: nucleótidos de ADN y de ARN 

Procedimiento 

1. Armar la molécula de ADN como en la guía anterior diferenciando la hebra molde de la hebra codificante. 

Hebra molde: CAC GTA GAC TGA GGA CTC CTC TTC AGA 

Hebra codificante: GTG CAT CTG ACT CCT GAG GAG AAG TCT 

2. Separar las dos hebras para construir la secuencia de ARN mensajero (ARNm) complementaria a la hebra molde de ADN. El ARNm está constituido por una única cadena. 

3. Destacar la sustitución de T por U en el ARN y comparar las secuencia de ARNm y de la cadena codificante. Observar que el producto génico sería diferente si el ADN fuera leído en otro sentido. 

4. Separar el ARNm y volver al unir las dos cadenas de ADN. 

5. En la hoja correspondiente colorear ambas cadenas de ADN con un color y el ARNm de otro. Insistir en el significado del término transcribir que significa “escribir nuevamente (un determinado contenido) en otro lugar; trasladar, copiar, reproducir”.

GUÍA 3. LA TRADUCCIÓN DE LA INFORMACIÓN (ARNm → péptido) 

Material: nucleótidos de ADN y ARN, aminoácidos. 

Procedimiento 

1. Analizar la estructura de la tabla 1, relacionando los codones con los aminoácidos. 

2. Observar que algunos aminoácidos son codificados por numerosos codones y otros por un codón único. En contrapartida, ningún codón codifica dos aminoácidos. El código admite sinonimia, pero no es ambiguo. 

3. Analizar el significado de los codones UAA, UAG y UGA. Estos indican el fin de la secuencia, en forma análoga al punto en una frase. 

4. Armar la secuencia de ARNm, complementaria a la hebra molde, utilizando los nucleótidos correspondientes. 

5. Determinar en la tabla cuál es la secuencia de aminoácidos correspondiente a dicho ARNm.

GUÍA 4. LOS CAMBIOS EN LA SECUENCIA DEL ADN (Mutación génica) 

Material: nucleótidos de ADN y ARN RNA, aminoácidos. 

Procedimiento Armar el ADN, el ARNm y el péptido como en las guías de trabajo anteriores. 

1. ¿Qué ocurre cuando en la posición 17 de la cadena codificante del ADN, el nucleótido a es sustituido por una T (mutación)? El ácido glutámico (GAG) será sustitutito por el aminoácido valina (GTG) en la cadena de aminoácidos. Esta mutación genera una hemoglobina anormal (HbS) responsable de la anemia falciforme, una enfermedad hereditaria. 

2. ¿Qué ocurre cuando en la posición 18 el nucleótido G es sustituido por A? Esta mutación (de GAG a GAA) no modifica el aminoácido incorporado. 

3. ¿Qué ocurre cuando en la posición 16 el nucleótido G es sustituido por U? El codón correspondiente (UAG) no codifica ningún aminoácido, por consiguiente la cadena termina en el aminoácido prolina. 

4. ¿Qué ocurre cuando un nucleótido a suplementario se inserta después del nucleótido noveno? ¿Y si hubiera una deleción de T en la posición 10? En ambos casos el resto de la cadena será diferente. ¿Cuáles serán las nuevas secuencias de aminoácidos?

GUÍA 5. SIGUIENDO EL CAMINO INVERSO (la síntesis de ADN en el laboratorio) 

Una de las formas de sintetizar actualmente ADN en el laboratorio es mediante máquinas automatizadas, especialmente diseñadas. Después de una revisión del flujo de la información genética, construir el péptido CYIQNCPLG, correspondiente a la hormona oxitocina, también llamada hormona del amor. Esta hormona cumple varias funciones relacionadas con el parto, el cuidado de la cría y el desarrollo del apego y de la simpatía entre personas, además de producir miedo a lo desconocido. 

1. ¿Cuál sería la secuencia de ARNm correspondiente? ¿Existe más de una posibilidad? Si quisiéramos sintetizar el ADN correspondiente, ¿cuál sería la secuencia de nucleótidos escogida? 

2. Comparar la secuencia de aminoácidos de la oxitocina con la de la hormona antidiurética vasopresina, que es CTPQNCPRG. ¿Cuáles serían las diferencias mínimas en las secuencias codificantes de ADN de las mismas?