Ácidos nucleicos: ADN y ARN
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Autora: Erica Carrizo
Responsable disciplinar: Silvia Blaustein
Área disciplinar: Biología
Temática: Ácidos nucleicos: ADN y ARN
Nivel: Secundario, ciclo orientado
Secuencia didáctica elaborada por Educ.ar
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Propósitos generales
Promover el uso de los equipos portátiles en el proceso de enseñanza y aprendizaje.
Promover el trabajo en red y colaborativo, la discusión y el intercambio entre pares, la realización en conjunto de la propuesta, la autonomía de los alumnos y el rol del docente como orientador y facilitador del trabajo.
Estimular la búsqueda y selección crítica de información proveniente de diferentes soportes, la evaluación y validación, el procesamiento, la jerarquización, la crítica y la interpretación.
Introducción a las actividades
Los ácidos nucleicos son el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN). El ADN porta la información genética que comanda la formación de un organismo completo y, junto con el ARN, determinan las bases del funcionamiento celular a través de la expresión de la información que contienen.
Actualmente no se sabe con certeza cuál es la macromolécula más antigua, si el ADN, el ARN o las proteínas que constituyen el producto de expresión de estos. De hecho, uno de los mayores desafíos es dilucidar la historia posible de cómo el ADN, el ARN y las proteínas aparecieron y se vincularon entre sí.
Tanto el ADN como el ARN son moléculas orgánicas (las moléculas orgánicas poseen en su estructura C y por lo menos un átomo de H). En las células procariotas, el ADN se encuentra en una región denominada nucleoide y en las células eucariotas, en el interior del núcleo celular.
La posición del ARN en la célula depende de la variedad de la que se trate, así hay tres tipos de ARN: mensajero, de transferencia y ribosomal.
Objetivos de las actividades
Que los alumnos:
- comprendan el origen, la estructura y las funciones del ADN y ARN;
- realicen 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. A partir de la lectura del texto “Rosalind Franklin y la estructura del ADN”, 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 clase.
Actividad 2:
El ácido ribonucleico o ARN se sintetiza a partir de la información genética presente en el ADN. Al igual que este, se trata de un polímero formado por nucleótidos que se diferencian de los que constituyen el ADN por una base nitrogenada. Existen tres tipos de ARN: uno lleva la información genética que dicta los aminoácidos que formarán la proteína a sintetizar y los otros dos forman parte de la maquinaria a utilizarse en la síntesis proteica.
1. Realicen una investigación tomando el material sugerido en la bibliografía y la webgrafía como referencia para responder las siguientes preguntas:
¿Cuál es la estructura del ARN? ¿Qué bases nitrogenadas y azúcares lo conforman? ¿Es de cadena doble o simple?
¿Cuáles son los diferentes tipos de ARN que existen? ¿Qué función cumplen?
¿Qué es la transcriptasa inversa? ¿En qué proceso participa?
¿Cuál es el producto del proceso de duplicación y cuál el de transcripción?
a) Sobre la base de lo trabajado de la estructura del ADN y las respuestas de la actividad anterior, copien estas columnas al procesador de textos e imprímanlas para luego unirlas con flechas según corresponda.
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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:
1. Sobre la base de lo trabajado con relación a la estructura y la función de los ácidos nucleicos, respondan si las siguientes afirmaciones son verdaderas (V) o falsas (F). Argumenten todas sus respuestas. Pueden escribir las respuestas en el procesador de textos de sus equipos portátiles.
La única diferencia en la estructura del ADN y ARN radica en las bases nitrogenadas que los componen.
El ADN no puede sintetizarse a partir de la información presente en el ARN sino a la inversa.
El ARN mitocondrial porta la misma información que el ARN mensajero.
Los codones son los elementos que constituyen la estructura de las proteínas.
Los ácidos nucleicos (ADN y ARN) están conformados por cadenas dobles.
La traducción es la conversión de la secuencia de nucleótidos del ARN en la secuencia de aminoácidos de una proteína.
Actividad de cierre: Extracción de ADN de levadura de panadería (Saccharomyces cerevisiae)
1. Realicen la siguiente experiencia en el laboratorio.
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
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.
Enlaces de interés y utilidad para el trabajo
Ácidos Nucleicos. Vision Learning.
Bibliografía sugerida
H. Curtis, S. N. Barnes, A. Schnek, A. Massarini. Biología. Buenos Aires, Editorial Panamericana, 2008.
D. Aljanati, E. Wolovelsky. La vida en la Tierra. Biología I. Buenos Aires, Ediciones Colihue, 1995.
D. Aljanati, E. Wolovelsky, C. Tambussi. Los caminos de la evolución. Biología II. Buenos Aires, Ediciones Colihue, 2004.
D. Aljanati, E. Wolovelsky, C. Tambussi. Los códigos de la vida. Biología III. Buenos Aires, Ediciones Colihue, 2005.