educbiotecnologia - Agentes biológicos

01. LA LEVEDURA Saccharomyces cerevisiae

Conocido como levadura, levadura de cerveza o fermento biológico, el hongo Saccharomyces cerevisiae es utilizado en la preparación de alimentos (pan, galletas, levadura de panadería) y bebidas (cerveza, vino y destilados), así como en la producción de otras sustancias de interés industrial (etanol, vitaminas y otros metabolitos).

Esta levadura crece fácilmente en condiciones de laboratorio. También puede ser manipulada genéticamente. Se multiplica rápidamente en fermentadores o biorreactores industriales, a partir de materias primas de bajo costo, pudiendo ser luego separada por filtración o centrifugación cuando ha finalizado el proceso. Con 12.000.000 pares de bases y 6.000 genes repartidos en 16 cromosomas, Saccharomyces cerevisiae fue en 1997 el primer organismo eucariota secuenciado.

Respiración y fermentación

En presencia de oxígeno (aerobiosis), las levaduras respiran, degradando la glucosa en agua y dióxido de carbono. En ausencia de oxígeno (anaerobiosis), las levaduras fermentan, degradando parcialmente la glucosa en etanol y dióxido de carbono, siendo desde el punto de vista energético la respiración más eficiente que la fermentación.

¿Qué necesitan las levaduras para poder crecer? ¿Azúcares, almidón o proteínas? ¿Presencia o ausencia de aire? ¿Hojas o frutos?

OBJETIVO: Observar el crecimiento de una población de levaduras (Saccharomyces cerevisiae) en diferentes condiciones.

MATERIALES

Ocho botellas plásticas, azúcar, 1 cubo de caldo de carne, papa, levadura, fruta, hojas, globos, gomas elásticas, material básico de laboratorio.

PROCEDIMENTO

Preparar los siguientes medios, adaptando las cantidades al volumen de las botellas disponibles.

Solución de azúcar (60 g de azúcar en 300 ml de agua).

Solución de almidón (una cucharada de té de maicena en 100 ml de agua).

Solución de agua con proteínas (medio cubo de caldo de carne preparado como indicado en el envase y diluido a la mitad en agua).

Solución de agua con proteínas y azúcar (una parte de solución de agua con proteínas por una parte de solución de azúcar).

Rellenar las botellas (B), hasta la mitad, como indicado:

B1: agua

B2: solución de azúcar

B3: solución de almidón

B4: solución de proteínas

B5: solución de proteínas + azúcar

B6: soluxión de proteínas + azúcar

B7: solución de proteínas + frutas trituradas

B8: solución de proteínas + hojas cortadas

3. Disolver 1 g de levadura en cada botella.

4. Cerrar la botella 6 con un tapón de algodón.

5: Cerrar las botellas restantes con un globo y sujetarlo con un elástico.

6. Registrar el aspecto del medio en cada botella.

7. Incubar durante una semana a temperatura ambiente, registrando las observaciones.

3. Analizar e interpretar las observaciones.

NUESTRO COMENTARIO

Las levaduras pueden utilizar otros azúcares, tales como la sacarosa o fructosa, pero no fermentan ni la lactosa ni el almidón. Tanto las materias primas amiláceas como celulósicas deben ser degradadas, por degradación química o enzimática, hasta la obtención de un azúcar fermentable.

Se trata de una actividad simple, fácil de realizar y que siempre tiene éxito entre los alumnos. A pesar de su simplicidad, permite descubrimientos interesantes. Puede ser un punto de partida para otras exploraciones.

02. BIODIVERSIDAD MICROBIANA

El término microorganismos se aplica a un grupo heterogéneo de seres vivos que viven como células independientes o como agregados celulares: bacterias, arqueobacterias, protozoos, algas y hongos, y también virus. Salvo estos últimos, que están en la frontera entre lo vivo y lo no vivo, los encontramos dentro de 3 dominios en que se clasifican los seres vivos: Bacteria, Archaea y Eukarya.

Los microorganismos muestran una diversidad sorprendente de estructura y modos de vida. Algunos son procariotas como las bacterias; otros eucariotas, como los protozoos, algas y hongos. Los aerobios crecen en presencia de oxígeno, y los anaerobios en ausencia. Las formas libres colonizan todos los ambientes terrestres, desde la cima de las montañas hasta las profundidades de los océanos. Pero también encontramos parásitos que crecen a costa de otros seres vivos, donde encuentran protección y alimento, y los que muestran diverso grado de dependencia de otros seres vivos.

Los autótrofos sintetizan sus alimentos a partir de dióxido de carbono; los fotosintéticos utilizan la luz como fuente de energía; y los quimiosintéticos, algunas reacciones químicas inorgánicas. Los heterótrofos dependen de las moléculas orgánicas elaboradas por los autótrofos que absorben o ingieren. El hecho de agruparlos con la denominación de microorganismos tal vez se deba menos a una cuestión de semejanza que a razones prácticas; ya que los mismos métodos básicos de estudio (aislamiento, cultivo in vitro, identificación) pueden ser aplicados, con pequeñas variaciones, sobre esos grupos.

OBJETIVO: Observar la diversidad de organismos que crecen en diferentes ambientes.

MATERIALES

Microscopio, lupa, porta-objetos y cubreobjetos, gotero, pinza de metal, agujas.

10 frascos de vidrio, film de PVC, elásticos, fruta bien madura (banana, naranja, limón o manzana), 5 a 10 uvas bien maduras, agua de charco, lago o río, heno o césped, judías, queso, lechuga, pan, tierra de jardín, maicena, pimienta en grano.

PROCEDIMIENTO

Numerar los frascos y agregar a cada uno de ellos: Fruta cortada; uvas levemente trituradas y con agua suficiente para cubrirlas; agua de charco, lago o río; heno o césped, en cantidad suficiente para cubrir el fondo del frasco y 200 ml de agua; algunos porotos y 200 ml de agua; un pedazo de queso; algunas hojas de lechuga y un poco de agua; un pedazo de pan del día, expuesto al aire por 24 horas, humedecido antes de tapar; cinco gramos de maicena mezcladas con 95 gramos de tierra con agua suficiente tal que tenga una consistencia pastosa; un gramo de pimienta en grano y 200 ml de agua.

Cubrir los frascos con film PVC y dejarlos a la sombra durante una semana.

Destaparlos y describir los organismos observados (macro y microscópicamente) en cada frasco, considerando colorar, tamaño y aspecto (afelpado, blando, polvoriento, liso, áspero, brillante, reluciente, opaco, compacto, regular, irregular).

NUESTRO COMENTARIO

Esta actividad es de una increíble riqueza. Figura en varios textos publicados en la década de 1960, que tuvieron una marcada influencia en la práctica de la enseñanza de muchos profesores de Biología. Las imágenes muestran dos momentos del experimento. Al microscopio es posible observar protozoos, algas y hongos. El uso de um smartphone como microscópio digital puede ser consultado em el site de internet Instructables .

La observación de bacterias exige aumentos mayores que la mayoría de los microscopios utilizados en la enseñanza.

Figura: El experimento, en el início y diez días después.

03. MODELOS CELULARES SIMPLES

La célula es una estructura viva formada por diferentes subunidades. Los libros didácticos de Enseñanza Fundamental II contemplan la estructura de células procariotas y eucariotas (animales y vegetales) e introducen los siguientes términos: pared celular, membrana plasmática, núcleo, cromosomas, carioteca, citoplasma, citosol, centríolos, vacuolas, mitocondrias, ribosomas, cloroplastos.

La construcción de modelos de células es una de las maneras de facilitar el aprendizaje evitando el tedio de la memorización repetitiva.

OBJETIVO

Representar una estructura celular y las diferentes subunidades.

MATERIALES

Baño María entre 60 y 70 grados Celsius, parafina en gel (gel cristal o duro), moldes de plástico, film de PVC, varios huevos de codorniz vacíos, lana, hilo de bordar o espaguetis, pimienta, plastilina de varios colores, bolitas, papel de aluminio, limpiador de pipas, mostacillas, etc.

Observaciones: la parafina en gel es vendida como material para hacer velas en los establecimientos comerciales de productos de artesanía. Una variedad transparente (cristal gel o gel duro) mantiene una consistencia flexible al enfriarse y permite deformarse. El material puede reaprovecharse de un año a otro.

PROCEDIMIENTO

Elegir los materiales que serán utilizados para armar el modelo, especificando cuál es la subunidad representada por cada elemento.
Derretir el gel en baño María a 60-70 grados Celsius, sin agitar, para evitar la formación de burbujas. Mantener el gel a esa temperatura constante durante el resto del procedimiento.
Colocar una capa del gel en un molde y dejar enfriar.
Distribuir los elementos seleccionados previamente para representar las subunidades.
Completar el rellenado del molde con el gel.
Dejar enfriar y desmoldar sobre el film de PVC.
Envolver la célula con el film de PVC.

NUESTRO COMENTARIO

La inclusión en los libros de texto de séptimo grado (Enseñanza fundamental II) de las subunidades celulares y sus funciones nos llevó a incluir esta actividad de forma lúdica para introducir algunos términos y contenidos. Contradiciendo nuestras expectativas, los alumnos adoraron esta actividad. Las imágenes que incluimos muestran algunos de los trabajos realizados por alumnos de séptimo grado de la Profesora Éllen Pombal, con asistencia técnica de Alessandra Sor, en 2012.

Existen otras versiones en la literatura en que un modelo celular, construido con gelatinas y “gominolas”, se transforma al final de la clase en un objeto para ser comido. Descartamos tal aproximación ya que nos parece contradictoria con el tiempo que destinamos a explicar la composición de una dieta saludable.

04. PREPARACIÓN DE UNA MASA DE MODELAR

La masa de modelar es un material interesante para la construcción de modelos. Este protocolo permite obtener una masilla económica y fácil de trabajar que puede ser conservada varios días en la heladera (Figura 1).

MATERIALES

1 vaso de harina de trigo, ½ vaso de sal, 1 vaso de agua, 1 cucharada (tamaño té) de aceite, colorante de alimentos, 1 cuchara de cremor tártaro (ácido tartárico o bitartarato de potasio). Este último es utilizado como estabilizante en la cocina y puede encontrarse en las buenas casas de especias y otros productos alimenticios, pero no es indispensable.

PROCEDIMIENTO

1. Tamizar todos los ingredientes y mezclar con agua.

2. Agregar el colorante y el aceite.

3. Llevar a fuego mediano, mezclando siempre, hasta que se despegue de la olla.

4. Dejar enfriar antes de colocar en una bolsa de plástico.

5. Conservar en la heladera hasta el momento de usar.

BIBLIOGRAFÍA

Imposible recordar el origen de esta receta, muy utilizada para juegos con niños pequeños.

Figura 1. Masilla preparada con las cantidades especificadas en la guía.

El volumen total fue divido en cuatro partes, tres de las cuales fueron mezcladas con algunas gotas de colorante de alimentos amarillo, rojo, y azul, en sentido horario. Mezclando los pigmentos se pueden obtener diferentes colores (verde, naranja, violeta).

Tabla 1. El tamaño de las estructuras celulares

Célula: 30 µm

Núcleo: 7,5 – 10 µm

Nucléolo: 2,5 µm

Mitocondria: (3 – 10) x 1 µm

Lisosoma: 2 µm

Retículo endoplasmático: 0,5 µm de espessura (2 membranas de 0.009 µm com um compartimento de 0,03 µm entre ambas).

Complejo de Golgi: 1 x 1 µm (a espessura da membrana é a mesma que a do retículo endoplasmático)

Vacuola central: Tamanho variável (50-80% do volume celular); 15 x 20 µm

Ribosoma: 0,025 µm

Cloroplasto: 5 x 2 µm

Lisosomas: 0,2 – 2 µm

Peroxisomas: 3 µm

Membrana plasmática: 0,009 µm de espessura

Pared celular: 1-2 µm de espessura

Microfilamentos (citoesqueleto): 0,7 x 0.007µm (diâmetro)

Microtúbulos (centríolo): 0.02 µm (diâmetro)

OBJETIVO: Construir modelos celulares en escala

Para la construcción de modelos celulares es indispensable considerar la proporción que existe entre el tamaño de la célula y el tamaño de las subunidades. La escala constituye un factor de multiplicación que aplicado a cada subunidad nos proporciona su tamaño.

CONSTRUCCIÓN DE UN MODELO BIDIMENSIONAL

Si quisiéramos construir un modelo bidimensional, en una hoja de tamaño A4, la escala elegida será 1 micrón = 0,5 cm.

Considerando que el diámetro de la célula es de 30 μm, en nuestro modelo el diámetro será de: 30 μm x 0,5 cm/ μm = 15 cm

Para construir el modelo en una hoja de cartulina, utilizaremos otra escala, por ejemplo 1 micrón = 1 cm. En este caso el diámetro de la célula será de: 30 μm x 1 cm/ μm = 30 cm

En una escala donde 1 micrón = 1,5 cm, el diámetro de la célula será de 45 cm.

El tamaño de las organelas tendrá que ser calculado de acuerdo con la escala elegida.

2. CONSTRUCCIÓN DE UN MODELO TRIDIMENSIONAL

Una escala diez veces mayor (1 micrón = 5 cm) permite construir una célula de 1,5 m de diámetro. Como en el caso anterior, el tamaño relativo de cada subunidad tendrá que ser calculado en función de esta escala.

06. UN EXPERIMENTO DE DIFUSIÓN

Todas las células están rodeadas por una membrana plasmática que permite el intercambio de sustancias con el medio ambiente.

Los procesos de difusión (transporte de un soluto) o de ósmosis (transporte de solvente) son fenómenos físicos derivados del movimiento espontáneo de las moléculas de soluto o solvente a través de una membrana semipermeable. Ambos procesos tienden a igualar la concentración de una sustancia dentro y fuera de la célula (Figura 1).

Los gases (O2, CO2), agua, sales, monosacáridos y aminoácidos atraviesan la membrana directamente (difusión simple y ósmosis) o por medio de proteínas transportadoras (difusión facilitada). Se trata de un transporte pasivo que no implica el gasto de energía.

Varios experimentos permiten evidenciar estos procesos. En esta Guía mostramos como abordar experimentalmente la difusión de una molécula de iodo, utilizando elementos simples.

Figura 1. El transporte pasivo de sustancias (difusión)

La membrana semipermeable permite el pasaje de moléculas de soluto de la región más concentrada hacia la región menos concentrada, hasta alcanzar un equilibrio dinámico.

OBJETIVO: Observar el pasaje de las moléculas de iodo a través de una película semipermeable inerte.

MATERIALES

Film de PVC, solución coloidal de almidón (1%), reactivo de Lugol, 1 azulejo, 2 goteros, 2 vasos de precipitados, 2 elásticos, 2 palitos de brochettes.

PROCEDIMIENTO

Identificación del almidón

1. Colocar unas gotas de almidón en el azulejo

2. Dejar caer una gota del reactivo de Lugol.

3. Observar el color azul característico.

Experimento A

1. Preparar una bolsita con el film de PVC con la solución coloidal de almidón.

2. Cerrarla con un elástico.

3. Agujerear la bolsita con un palito de brochette y colocarlo en un vaso de precipitados con reactivo de Lugol.

4. Observar el cambio de color.

Experimento B

1. Repetir el experimento 1 invirtiendo la posición de la solución de almidón y el reactivo de Lugol.

2. Observar el cambio de color.

RESULTADOS

Comparar e interpretar las observaciones realizadas en los experimentos A y B

NUESTRO COMENTARIO

Se trata de un montaje espectacular que no presenta ninguna dificultad. El reactivo de Lugol puede ser sustituido por una solución de iodo (de farmacia) y los vasos de precipitados por vasos plásticos. Los resultados pueden verse en la Figura 2.

Figura 2: Pasaje de las moléculas de iodo a través de una membrana de celofán.

BIBLIOGRAFIA

CAMPBELL N., J. REECE. Biology, 8th Edition. California, The Benjamin / Cummings Publishing Company, Inc., 2008.

Se trata de una actividad clásica cuyo origen no consigo establecer.

¿CÓMO ARMAR UN PROYECTO?

Analizar la permeabilidad de otras películas comerciales.

Analizar la permeabilidad de la membrana coclear de un huevo de gallina (Figura 3). Observación: será necesario vaciar el huevo y eliminar la cáscara calcárea de la parte inferior del huevo, por inmersión en vinagre o en ácido diluido.

07. PREPARACIONES (REACTIVO DE LUGOL Y SUSPENSIÓN DE ALMIDÓN

REACTIVO DE LUGOL

Solución concentrada

Disolver 10 g de ioduro de potássio (KI) y 5 g de iodo (I2) en 50 ml de água destilada y avolumar a 100 ml.

Solución para identificación del almidón y para coloración de bacterias (Lugol de Gram)

Disolver 2 g de ioduro de potasio (KI) en 100 ml de agua destilada.
Agregar 1 g de cristales de iodo.
Completar hasta 300 ml con agua destilada.

En presencia del reactivo de Lugol, el almidón adquiere una coloración azul característica. La hidrólisis de la molécula de almidón libera dextrinas, que en presencia de Lugol adquieren un color marrón-rojizo.

Solución para la identificación de celulosa

Disolver 5 g de KI y 1 g de I2 en 330 ml de agua. La solución tiñe la celulosa de color marrón-rojizo, que se pierde durante el lavado con agua.

OBSERVACIONES

Conservar en frasco de vidrio ámbar o en frasco recubierto con papel aluminio.
En experimentos simples el reactivo de Lugol puede ser sustituido por tintura de iodo, que se compra en la farmacia.

Cuidado, algunas personas pueden ser alérgicas al iodo.

SUSPENSIÓN DE ALMIDÓN AL 1% (GOMA DE ALMIDÓN)

1. Diluir 1 g de almidón en 10 ml de agua fría.

2. Verter en 90 ml de agua hirviendo.

3. Mezclar y dejar hervir por 3 minutos.

4. Enfriar.

OBSERVACIONES

En el laboratorio de enseñanza, la goma de almidón puede ser preparada con maicena.

La goma de almidón debe ser preparada en el momento, o conservarse en el refrigerador por no más de 24 a 48 horas.

La dispersión de la luz por las partículas del coloide (efecto Tyndall) puede ser observada haciendo atravesar dos vasos de precipitados con agua y goma de almidón por el rayo Láser emitido por una linterna (Figura 1)

BIBLIOGRAFÍA

MORITA T., ASSUMPÇÃO ROSELY M.V. Manual de soluções, reagentes e solventes. São Paulo, Editora Edgar Blücher Ltda., 1972.

08. UN EXPERIMENTO DE ÓSMOSIS

Todas las células están rodeadas por una membrana plasmática que permite el intercambio de sustancias con el medio ambiente.

Los procesos de difusión (transporte de un soluto) o de ósmosis (transporte de solvente) son fenómenos físicos derivados del movimiento espontáneo de las moléculas de soluto o solvente a través de una membrana semipermeable. Ambos procesos tienden a igualar la concentración de una sustancia dentro y fuera de la célula (Figura 1).

Gases (O2, CO2), agua, sales, monosacáridos y aminoácidos atraviesan la membrana directamente (difusión simple y ósmosis) o por medio de proteínas transportadoras (difusión facilitada), en una modalidad de transporte pasivo que no implica el gasto de energía.

Varios experimentos permiten evidenciar estos procesos. En esta Guía mostramos como abordar experimentalmente el fenómeno de ósmosis con trozos de papa colocados en soluciones de diferente concentración.

Figura 1. El transporte pasivo de sustancias (ósmosis) a través de una membrana semipermeable.

La membrana no es permeable al soluto. El solvente tiende a pasar de la solución menos concentrada en soluto a la solución más concentrada, hasta conseguir un equilibrio dinámico en que la concentración de sacarosa es igual a ambos lados de la membrana.

OBJETIVO: Estudiar el comportamiento de las células de la papa colocadas en medios con diferentes concentraciones de sacarosa.

MATERIALES

300 ml de una solución madre de sacarosa 1mol/l (34,2 g de sacarosa en 100 ml de agua destilada), 1 probeta de 100 ml, 6 recipientes de 100 ml (vasos de precipitados, vasos de plástico o frascos de vidrio), 1 o 2 papas blancas, azulejo, toallas de papel, cuchillo, regla.

PROCEDIMIENTO

1. Rotular los recipientes.

2. Colocar en los recipientes (R), primero el agua y después la solución-madre de sacarosa, como indicado:

R1 : 100 ml de agua + 0 ml de la solución de sacarosa

R2 : 80 ml de agua + 20 ml de la solución de sacarosa

R3 : 60 ml de agua + 40 ml de la solución de sacarosa

R4 : 40 ml de agua + 60 ml de la solución de sacarosa

R5 : 20 ml de agua + 80 ml de la solución de sacarosa

R6 : 0 ml de agua + 100ml de la solución de sacarosa

7. Representar gráficamente la variación del tamaño V% en función de la concentración de la solución de sacarosa.

8. Sabiendo que la concentración de la solución madre de sacarosa es de 1 mol/l, calcular cuál es la concentración de sacarosa en las células de papa.

NUESTRO COMENTARIO

Se trata de una actividad clásica que figura en archivos de la NUFFIELD FOUNDATION y cuya principal fuente de error reside en la variabilidad del tamaño de los bastones de papa.

Una alternativa posible es la preparación de cilindros con un perforador de laboratorio o con un perforador de coco. En este último caso el tamaño de los trozos puede ser menor.

La inclusión de un colorante en la solución madre permite a los alumnos visualizar las diferencias de concentración.

La Figura 1 muestra los resultados obtenidos en el aula por un grupo de alumnos. Las células de papa y la solución 20% (0,2 M) de la solución madre de sacarosa son isotónicas. Se puede concluir que esa es la concentración de sacarosa de las células de la papa.

¿CÓMO ARMAR UN PROYECTO?

Repetir el experimento con zanahoria o pepino.

Sustituir la medición de la variación del tamaño de los trozos de papa por la medición de la variación de la masa (g) de papa.

Estudiar la solución de sacarosa por una solución de NaCl en diferentes concentraciones (0%, 0,5%, 2%, 5% y 10%).

Repetir el experimento con diferentes líquidos: NaCl (5%), NaCl (20%), Coca-cola, Coca- cola diet, Gatorade, agua.

BIBLIOGRAFIA

CAMPBELL N., J.REECE. Biology, 8th Edition. California, The Benjamin / Cummings Publishing Company, Inc., 2008.

NUFFIELD FOUNDATION. http://www.nuffieldfoundation.org - Una versión del experimento, muy bien presentada, como todo el material de la “Nuffield Foundation”.

09. PLASMÓLISIS Y TURGENCIA CELULAR

Las células vegetales colocadas en un medio hipertónico sufren una reducción del volumen (plasmólisis) en función de la pérdida de agua debida al fenómeno de ósmosis. En un medio hipotónico esas células recuperan el volumen inicial (desplasmólisis) pudiendo inclusive quedar turgentes (Figura 1).

Siendo la pared celular una estructura relativamente rígida, las células vegetales colocadas en un medio hipotónico no sufren lisis. No obstante, la entrada de agua está limitada por la presión ejercida por la pared celular.

Figura 1: Células vegetales en medios de diferentes concentración.

4. Observar las células al microscopio.

5. Poner un poco de azúcar en el borde del cubreobjetos. Esperar unos minutos y observar nuevamente las células

6. ¿Qué ha pasado?

NUESTRO COMENTARIO

Se trata de una actividad clásica de microscopía que no presenta mayores dificultades. La cebolla morada permite evitar el uso de colorantes, con la condición de extraer la película de epidermis externa de la cubierta, que es donde se encuentran las células pigmentadas (antocianinas).

Con la cebolla blanca, la película es generalmente extraída de la capa interna de la región del bulbo y se utilizan colorantes (rojo neutro, violeta de genciana, etc.).

Las máquinas fotográficas digitales y los teléfonos celulares proporcionan imágenes interesantes (Figura 2).

¿CÓMO ARMAR UN PROYECTO?

Investigar cuáles son los colorantes adecuados para la vacuola y sustituir la cebolla morada por cebolla blanca.

Sustituir la cebolla por otro material.

BIBLIOGRAFIA

CAMPBELL N., J.REECE. Biology, 8th Edition. California, The Benjamin / Cummings Publishing Company, Inc., 2008.

10. OBTENCIÓN DE PROTOPLASTOS

Protoplastos son células em que la pared celular fué eliminada por métodos enzimáticos o mecânicos, dejando a la membrana plasmática como única barrera entre el médio intracelular y el ambiente. Pueden ser obtenidos a partir de plantas y hongos (levaduras).

Las plantas pueden ser regeneradas por cultivo in vitro, a partir de protoplastos modificados genéticamente o de híbridos resultantes de la fusión entre protoplastos de plantas incompatibles. La técnica se aplica en la industria farmacéutica para la producción de enzimas y otros productos.

OBJETIVO: obtener protoplastos de rúcula (Eruca sativa) por digestión enzimática de la pared celular.

MATERIALES

Hojas frescas de rúcula (Eruca sativa).

Solución de sacarosa 1%, solución de Manitol 13%, mix de enzimas – Celulasa 5% (Celluclast®) y Pectinasa 5% (Ultrazyme®)

Pipeta 10 mL, pipeta 1mL, 2 tubos de ensayo, 1 bastón fino de vidrio, 2 béquers de 50 mL

Otros: Pipeta Pasteur, pipeta automática 10 µL, punteras, cuchillo o bisturi, azulejo, estante para tubos, pinza, 18 microtubos, papel de filtro, lana de vidrio, baño-María a 37 graus Celsius, mini centrífuga, lámina e lamínula para microscópio óptico.

PROCEDIMENTO

Preparación de las soluciones

- Solución de sacarosa 1%: Pesar 0,21g de azúcar en un béquer. Disolver en 1 mL de agua destilada y transferir para un tubo de ensayo.

- Solución de manitol 13%: Pesar 3,25g de Manitol en un béquer. Disolver en 25 mL de agua destilada y transferir para un tubo de ensayo.

- Mix de enzimas: En un tubo de ensayo, pipetar 1,8 mL de agua destilada, 0.1 mL de celulasa (Celluclast) y 0.1 mL de pectinasa (Ultrazyme).

2. Prepación de las hojas

Retirar con la pinza la epiderme inferior de la hoja y cortarla en pedazos pequenos de pedaços pequeños de aproximadamente 5mm x 5mm. Colocarlos em um tubo de ensayo con 9,5 mL de la solución de manitol 13% e incubar durante aproximadamente 5 min en el baño-maría.

3. Digestión y filtración

Al tubo anterior agregar 0,5 mL del mix de enzimas e incubarlo durante 20 min en el baño-maría, agitando cuidadosamente el contenido, de tanto en tanto. Filtrar con lana de vidrio. Distribuir el filtrado em 9 tubos de centrífuga (1 mL en cada uno) y preparar otros 9 tubos con 1mL de água, de modo a poder balancear la centrífuga.

4. Centrifugación

Durante 5-7 min a 2000 rpm. Es importante no pasar de 2500 rpm, porque la membrana es frágil y pueden romperse.

5. Recuperación y análisis

Descartar el sobrenadante de los microtubos con una pipeta Pasteur. Resuspender los protoplastos en 10µL da solução de sacarose 21%. Colocar 2 gotas del contenido en una lámina de microscópio devidamente limpia y seca y cubrir con la lamínula. Observar al microscópio con el objetivo 40x.

NUESTRO COMENTARIO

Este protocolo es un resumen del trabajo de finalización del Curso Técnico de Biotecnología de Karina Lôbo Hajdu, en 2014. Se trata de una adaptación de Plant Protoplasts (Practical Biotechnology for schools and colleges NCBE- 1993). Os resultados podem ser observados nas figuras abaixo..

11. EXTRACCIÓN DE ADN

Muchos estudios de Biología Molecular comienzan con la extracción de ácidos nucleicos. La lisis celular libera las moléculas en una fase acuosa que es separada de los restos celulares por centrifugación. Las proteínas son removidas de la fase acuosa con solventes orgánicos (fenol, cloroformo). El ADN, que permanece en la fase acuosa, precipita junto al etanol y posteriormente es purificado y suspendido en un buffer adecuado.

La existencia de kits comerciales ha modificado la rutina de muchos laboratorios. En los kits, los solventes orgánicos son sustituidos por filtros que retienen el DNA, en condiciones de alta concentración salina. La elución del ADN retenido en el filtro ocurre en baja concentración salina.

Por alguna razón que nos escapa, la extracción de DNA es una actividad que entusiasma a algunos y decepciona a otros. Es probable que las diferentes reacciones tengan más que ver con la personalidad de los alumnos y sus fantasías que con la actividad en sí.

Los pasos posibles en un laboratorio de enseñanza son los siguientes:

1. Triturar el tejido para separar las células.

2. Lisis de las membranas celulares con detergente, en solución salina para liberar los ácidos nucleicos y las proteínas.

3. Digestión de las proteínas por acción enzimática de proteasas (Opcional).

4. Precipitación con etanol helado. El ADN es soluble en alcohol, pero se torna insoluble en presencia de sal (NaCl) porque el sodio neutraliza la carga negativa de los grupos fosfatos. El etanol formará una capa en la superficie por ser menos denso que la solución acuosa.

5. Observación de agregados moleculares, de consistencia mucoidea, en la interfase entre la solución acuosa y el alcohol.

Los agregados moleculares obtenidos son una mezcla de proporción variable de ácidos nucleicos, proteínas y pectina, un carbohidrato presente en lamela intercelular y en la vacuola de las células vegetales.

OBJETIVO: Extraer ADN mediante un procedimiento simple.

MATERIALES

Un paquete de arvejas secas, sal gruesa, detergente, agua fría, licuadora, colador, vaso de precipitados, ablandador de carne con proteasas (papaína), etanol frío, tubos de ensayo y gradilla (sustituibles por frascos pequeños o vasos), 1 pipeta o probeta, varilla de madera o aguja de crochet.

El etanol debe ser colocado en el congelador, en un frasco cerrado, al menos un día antes de la realización de la práctica.

PROCEDIMIENTO

Las membranas celulares y nucleares de las células de arveja son disgregadas con detergente en solución salina, liberando los ácidos nucleicos que precipitan con el agregado de etanol frío.

Mezclar en la licuadora 100 mg de arvejas secas, una pizca de sal gruesa y 200 ml de agua fría, durante 15 a 20 segundos.

Colar la “sopa de arvejas” obtenida anteriormente y descartar los restos de arveja. Continuar el procedimiento con la fracción líquida filtrada.

Agregar dos cucharadas soperas de detergente líquido. Mezclar suavemente.

Esperar 5 a 10 minutos. Y durante ese tiempo colocar en cada tubo, o bien en cada frasco, una pizca del ablandador de carne.

Distribuir la mezcla en los tubos o frascos (1/3 de la capacidad del recipiente elegido).

Agregar un volumen equivalente de etanol 95% bien frío. Esta etapa es crítica, y se debe inclinar levemente el tubo y muy despacio dejar escurrir el etanol sobre el líquido de manera de formar una segunda capa por encima de la mezcla.

7. Esperar 10 minutos sin mezclar las capas y observar el DNA que precipita en la interfase de las capas y llega hasta la superficie.

Retirar el ADN con una varilla de madera o una aguja de crochet.

Figura 1. Etapas 7 y 8 de la extracción de ADN arvejas secas.

NUESTRO COMENTARIO

De todos los protocolos analizados y testeados, el del Genetic Science Learning Center es nuestro preferido porque además de representar un procedimiento simple, utiliza como fuente de ADN un material barato y fácil de encontrar en cualquier época del año.

Los primeros protocolos de extracción de ADN que fueron desarrollados para ser aplicados en laboratorios de enseñanza utilizaban hígado y timo (molleja) como fuente de ADN. Con la diseminación de la enfermedad de Creutzfeldt-Jacob (mal de la vaca loca), por razones de bioseguridad se invalidó el uso de órganos animales y fueron sustituidos por otras fuentes de origen vegetal. No obstante, las células vegetales contienen pectina, un polisacárido que precipita en etanol, al igual que el DNA en solución salina.

¿Los agregados moleculares son de pectina?

Para diferenciar la pectina y el ADN en los agregados moleculares obtenidos se investigó la presencia del polisacárido en arvejas secas. Estas fueron trituradas y mezcladas con la cantidad de agua propuesta en el protocolo. Una vez coladas, se obtuvo una “sopa”, de la cual fueron separan dos alícuotas.

La primera fue mezclada con una cantidad igual de etanol, agitada y dejada en reposo para decantar. El test del alcohol para la determinación del porcentaje de pectina deber ser interpretado como se indica a continuación:

- La aparición de un precipitado gelatinoso y firme es señal de bastante pectina (+++).

- Un precipitado más o menos gelatinoso, que se rompe por agitación leve corresponde a una proporción media (++).

- Un precipitado filamentoso granulado corresponde a una baja proporción de pectina (+).

En la segunda alícuota, se agregaron sal y detergente para completar la extracción de DNA siguiendo el protocolo.

Los resultados pueden ser vistos en la Figura 2. La comparación entre ambas fotos indica que los filamentos observados en la imagen de la derecha serían de ADN y no de pectina. La confirmación dependería del resultado de un tratamiento de dichos filamentos con DNAsas, un test que está fuera de nuestras posibilidades.

Figura 2. Comparación entre la extracción de pectina y la de ADN de arvejas secas.

Experimentando con diferentes detergentes

Muchos protocolos disponibles recomiendan el uso de SDS (dodecilsulfato sódico). Este no es un detergente usual en laboratorios didácticos, de modo que nuestros experimentos fueron realizados con productos de supermercado.

Se comparó la eficiencia de dos agentes detergentes: el detergente de lozas Limp y el detergente de ropa Ariel líquido. Como este último contiene enzimas (proteasas, lipasas y celulasas) omitimos el agregado de proteasas en el procedimiento correspondiente. La Figura 3 muestra la extracción de ADN realizada satisfactoriamente con los dos productos. Con Ariel, el resultado fue más rápido.

Figura 3. Extracción de ADN de arvejas secas con diferentes agentes detergentes.

De izquierda a derecha, extracción de pectina, extracción de ADN con detergente Limp (2 repeticiones), extracción de DNA con Ariel líquido (2 repeticiones).

Experimentando un tratamiento con calor

Otra recomendación encontrada en los protocolos que circulan en Internet es que la mezcla de “sopa” + sal+ detergente sea colocada en baño María a 55-60 grados Celsius, de modo de inactivar las enzimas presentes y favorecer la liberación del ADN. En otros protocolos, la temperatura del baño es de 70 grados Celsius. En todos ellos, una vez transcurridos 15 minutos exactos, la mezcla debe ser transferida a un baño de hielo, para evitar la degradación del ADN. Una vez enfriada la mezcla, se agrega la proteasa.

Los resultados de la extracción de ADN de arvejas secas con y sin tratamiento de calor pueden ser visualizados en la Figura 3.

El protocolo del GSLC (Genetic Science Learning Center) que no contempla el tratamiento con calor, nos permitió extraer ADN de las arvejas. Agregando el tratamiento con calor, con el mismo protocolo se obtuvieron aglomerados gelatinosos de pectina. Como las arvejas también contienen pectina, una extracción rápida a temperatura ambiente libera ADN, mientras que una extracción más lenta a una temperatura elevada (60 grados Celsius) durante 15 minutos provoca la gelatinización de la pectina generando una nube turbia como se observa en las 3 repeticiones del experimento.

En función de los resultados anteriores, no vemos ninguna necesidad de complicar el procedimiento. Para alcanzar los objetivos didácticos, el tratamiento con calor resulta superfluo.

Figura 4. Extracción de ADN de arvejas secas con y sin tratamiento de calor.

Los 3 frascos de la izquierda corresponden a extracciones sin tratamiento de calor, los 3 frascos de la derecha a extracciones con tratamiento de calor.

Observación microscópica

Recomendada en varios protocolos y frecuentemente solicitada por los alumnos, la observación microscópica de los filamentos resulta obviamente un fiasco. Nunca falta alguien que acredite poder ver la doble hélice y hay que entrar a explicar nanómetros. La decepción permanece.

Medición de la masa seca

El ADN extraído puede ser colocado en un papel de filtro o en un trozo de papel de aluminio. La masa puede calcularse como: Masa (papel + ADN) – Masa (papel) = Masa ADN

A menos de contar con una balanza adecuada y desarrollar procedimientos de purificación, el procedimiento es dudoso y no aporta datos interesantes.

¿CÓMO ARMAR UN PROYECTO?

Comparar los resultados de la extracción de ADN de arvejas con el de otros granos (lentejas, por ejemplo).

Comparar los resultados obtenidos de la extracción de ADN de arvejas secas, de arvejas congeladas y de arvejas en lata.

Comparar los resultados obtenidos con diferentes proteasas (jugo de piña, líquido de limpieza para lentes de contacto, etc.).

Comparar los resultados obtenidos cuando se agregan proteasas junto con el detergente.

Comparar la cantidad de ADN extraído a partir de diferentes fuentes.

BIBLIOGRAFIA

MADDEN D. Discovering DNA. Science in School 1: Spring 2006.

GENETIC SCIENCE LEARNING CENTER. How to extract DNA from anything living.

12. CONSTRUCCIÓN DE MODELOS DE ADN

La construcción de modelos moleculares es un recurso didáctico importante para resaltar las características estructurales de la molécula de ADN.

La elección de un modelo u otro dependerá del nivel de los alumnos y de los objetivos esperados.

MODELO 1: “CSIRO’s double helix science club”

Se trata de un modelo simple, ideal para ser utilizado en cursos básicos (Enseñanza fundamental 2). La imagen muestra algunos de los prototipos montados. Instrucciones.

MODELO 4: ADN gigante con materiales reciclados de la vida diaria.

Este modelo, mostrado en la figura, fue publicado en 2006 por Dionisios Karounias, Evanthia Papanikolaou y Athanasios Psarreas. Puede ser encontrado en Science in School .

Con motivo de la Semana de la Ciencia y la Tecnología en 2008, un grupo de alumnos del Club de Ciencias del Instituto ORT de Río de Janeiro, Brasil, asesorado por el Prof. Vitor Soares Mann, construyó una lindísima molécula gigante de ADN que permaneció en el Laboratorio de Biología durante tres años.

13. ADN, ARN E INFORMACIÓN: CONCEPTOS

LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

Si bien fueron descubiertos en 1869 por Miescher, en el pus de los vendajes de heridas, el papel de los ácidos nucleicos en la herencia y en el control de la actividad celular comenzó a esclarecerse apenas a mediados del siglo XX con la propuesta de J. D. Watson y F. Crick (1953) de un modelo helicoidal para la molécula de ADN.

La doble hélice representa, sin duda, un marco fundamental en la historia de la Biología Molecular. En las dos décadas siguientes fueron esclarecidas las bases del código genético y los mecanismos de transmisión de la información dentro de la célula.

En la enseñanza de Biología o Ciencias, profundizar en el tema significa dar a los alumnos la posibilidad de entender y acompañar los avances posteriores de la Biotecnología.

Desde el punto de vista químico, los ácidos nucleidos son macromoléculas formadas por unidades de nucleótidos. Un nucleótido resulta de la asociación de tres tipos de elementos: una molécula de ácido fosfórico, un azúcar de cinco carbonos (ribosa o desoxirribosa) y una base nitrogenada: adenina, citosina, guanina, timina o uracilo. Mediante la unión entre el ácido fosfórico de un nucleótido y la base nitrogenada de otro se forman cadenas.

En las células procariotas, existe una molécula grande y circular de ácido desoxirribonucleico (ADN) formando un cromosoma y una o dos moléculas de ADN de estructura circular, llamadas plásmidos. En las células eucariotas, varias moléculas lineales de ADN dentro del núcleo celular forman los cromosomas. Estos también se encuentran en cloroplastos y mitocondrias.

Además de ADN, la célula cuenta con ácidos nucleicos en que el azúcar desoxirribosa es sustituido por ribosa. Ya sea en el núcleo o en el citoplasma, los ácidos ribonucleicos (ARN) cumplen diversas funciones, tanto en la síntesis de proteínas como en la regulación de la expresión de los genes. En este texto sólo nos referiremos a un tipo de ARN, el ARN mensajero (ARNm).

LA REPLICACIÓN DE LA INFORMACIÓN (del ADN al ADN)

En el modelo de Watson y Crick, la doble hélice está formada por dos cadenas de nucleótidos formando una figura parecida a una escalera de cuerda, torcida en forma helicoidal. En dicha escalera, el ácido fosfórico o el azúcar son las partes verticales (pasamanos) y las bases nitrogenadas son los escalones (Figura 1).

Figura 1.La composición del ADN

La auto-duplicación del ADN permite que, en el momento de la división celular, cada una de las dos células hijas reciba una copia del material genético, con las instrucciones necesarias para la construcción y el funcionamiento del individuo. Pequeños errores en la replicación del ADN introducen cambios en la secuencia y, por consiguiente en la información genética. Su frecuencia aumenta en presencia de algunos agentes químicos y físicos como la luz ultravioleta y los rayos X.

Figura 2: Duplicación del ADN (Replicación de la información genética)

LA TRANSCRIPCIÓN DE LA INFORMACIÓN (del ADN al ARN)

El funcionamiento de una célula depende en gran medida de las proteínas. Estas cumplen un papel fundamental para los seres vivos, ya sea como componentes estructurales, o bien como sustancias de reserva. También pertenecen al grupo de las proteínas las enzimas, moléculas de acción catalítica, y los anticuerpos, moléculas que participan en la defensa del organismo.

Las proteínas están formadas por 20 aminoácidos diferentes, la unión de varios aminoácidos forma una cadena peptídica que se caracteriza no solo por el número y el tipo de aminoácidos que la componen, como también por la secuencia en que se encuentran. De dicha estructura dependerá la configuración espacial de la molécula y su función.

¿Cómo puede un segmento de ADN determinar la secuencia de una proteína? El código es simple, a cada triplete de bases corresponde un aminoácido. Cambios en la secuencia de bases del ADN pueden tener como consecuencia la sustitución de un aminoácido por otro.

La célula “prende” y “apaga” los genes de acuerdo con sus necesidades. Cuando un gen se activa, la información no pasa directamente del ADN a los aminoácidos, siendo necesaria la intervención de un intermediario, que es el ARN mensajero (ARNm). Obsérvese, que además de la diferencia citada en relación al azúcar, el ARNm es una molécula de única cadena y de menor longitud que el ADN.

LA TRADUCCIÓN DE LA INFORMACIÓN (del ARNm a proteína)

La traducción del lenguaje de los ácidos nucleicos al lenguaje de las proteínas permite el montaje de la cadena de aminoácidos en un cierto orden. De este modo, se establece en la célula un flujo de información genética que sigue una dirección única: del ADN al ARN, del ARN al péptido.

Una excepción a esta regla son los retrovirus, cuyo material hereditario es el ARN, porque cuentan con una enzima (transcriptasa reversa) que les permite transcribir la información en sentido ARN-ADN.

La tabla nos muestra cuáles aminoácidos se corresponden con los diferentes codones o tripletes de bases de ARNm. Algunos son codificados por un único triplete, como el triptófano (ugg) o la metionina (aug): otros admiten varios codones que resultan sinónimos, por ejemplo, la prolina (ccu, ccc, cca, ccg).

El inicio de la secuencia está señalizado por aug, el codón correspondiente a metionina, siendo este aminoácido removido posteriormente. El fin de la secuencia está señalizado por uaa, uag o uga, tres codones que significan stop. Así como en nuestro lenguaje el punto representa el fin de una frase.

Los cambios en la secuencia de bases del ADN pueden tener como consecuencia la sustitución de un aminoácido por otro. En la beta globina humana, si gug es sustituido por cgu, el aminoácido correspondiente a valina será sustituido por leucina. Pero en función de la sinonimia del código, si el triplete gug fuera sustituido por gua o guc, el aminoácido codificado seguirá siendo valina. Pérdidas o adiciones de una base modifican el resto de la secuencia del péptido.

Las mutaciones puntuales corresponden a pequeños cambios de la secuencia, debidas a errores en la duplicación del ADN. Su frecuencia aumenta en presencia de algunos agentes químicos y físicos como la luz ultravioleta y los rayos X.

¿PUEDE UN GEN CODIFICAR VARIOS POLIPÉPTIDOS?

Contrariamente a la visión tradicional que consideraba al gen como una secuencia de ADN codificante de un único polipéptido, hoy sabemos que la gran mayoría de los genes humanos puede codificar varios polipéptidos.

Los mecanismos nucleares de corte y re-unión del transcripto pueden originar diversos ARNm que son traducidos como péptidos diferentes. Esto explicaría por qué aproximadamente 20.000 genes serían suficientes para codificar el genoma de un ser humano.

Por otro lado, la versión del gen obtenida a partir de una secuencia peptídica o de ARNm puede ser diferente a la versión original, en la cual existen pedazos que si bien se transcriben son eliminados antes de que el ARNm llegue al citoplasma y se inicie la traducción.

14. DNA, RNA E INFORMACIÓN: APLICACIÓN

En esta guía de actividades, el/la Profesor/a encontrará un modelo para armar ilustrando diversos aspectos relacionados con el flujo de la información genética. Su simplicidad es adecuada para cursos introductorios a la Biología Molecular.

Este modelo permite representar la replicación de la información genética (ADN-ADN), así como su flujo en dos etapas: la transcripción (ADN-ARN) y la traducción (ARN-péptido). También posibilita abordar los conceptos de mutación génica y la síntesis artificial de ADN.

El modelo consta de 3 hojas con nucleótidos de ADN (30 adeninas, 30 timinas, 30 citosinas y 30 guaninas) para representar la replicación del ADN. Para mostrar la transcripción y la traducción de la secuencia presentada basta agregar una hoja con nucleótidos de ARN (10 adeninas, 10 uracilos, 10 citosinas y 10 guaninas) y otra con los 20 aminoácidos. También se incluye una tabla con el código genético.

Dependiendo del número de alumnos y del plano del aula, se tendrá que ajustar el número de piezas. El esqueleto del azúcar-fosfato no se encuentra representado aquí, pero puede ser agregado fácilmente con palitos, dos reglas o tiras finas de cartulina.

Dirigidas al alumno, las cuatro hojas para colorear son una opción para complementar la fijación del aprendizaje.

Las guías de trabajo fueron elaboradas sobre la secuencia génica correspondiente a los primeros aminoácidos de la cadena de la beta-globina humana, uno de los componentes de la hemoglobina (HbA). Las respuestas a la mayoría de las preguntas se encuentran en rojo.

INSTRUCCIONES GENERALES

Imprimir las hojas en papel con cierto gramaje.

Cortar las piezas de nucleótidos de ADN o ARN por los bordes.

Cortar las piezas de aminoácidos siguiendo las líneas externas (rectángulos).

Guardar separadamente en frascos o sobres.

BIBLIOGRAFÍA

Esta actividad está basada en la secuencia de los primeros aminoácidos de la cadena de beta-globina humana, uno de los componentes de la hemoglobina (HbA), tomada de la base de datos del National Center of Biotechnology, obtenida durante el mes de mayo 2014.

2. Separar ambas cadenas 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 semi-conservativa).

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 a ARNm)

Material: nucleótidos de ADN y de ARN

Procedimiento

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

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 a 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 cadena molde, utilizando los nucleótidos correspondientes.

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

Material: nucleótidos de ADN y ARN, 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 la 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?