Pensamiento: Científico tecnológico

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1 Subdirección de Educación Departamento de Educación Contratada Colegio CAFAM Bellavista CED GUIA DE APRENDIZAJE Guía No: 6 Pensamiento: Fecha: Docente: Vicente Castellanos Castro Científico tecnológico Asignatura: Ciencias Grado: Noveno Saber- Saber: Reconoce la estructura de los ácidos nucleicos ADN y el ARN como portadores de la información genética. Saber Hacer: Representar de manera diádica el modelo del ADN y el de el ARN, reconociendo su estructura fundamental. Saber Ser: Explicar las aplicaciones de la genética molecular y la ingeniería genética en la salud ACTIVADOR COGNITIVO. Soluciona el siguiente laberinto ACCESO A LA INFORMACION Prerrequisitos y preconceptos: La información hereditaria La información hereditaria es toda aquella que se requiere para "fabricar" un organismo. Hoy en día sabemos que estos "factores hereditarios" corresponden a los genes. Los genes son los constituyentes esenciales de los cromosomas presentes en las células y están formados por una molécula

2 denominada ácido desoxirribonucleico o ADN que, junto con el ácido ribonucleico o ARN, conforma el grupo de los ácidos nucleicos. Estos son moléculas que, como verás, son decisivas en el proceso de la transmisión de la información hereditaria. Los ácidos nucleicos La identidad de los "factores hereditarios" de Mendel comenzó a conocerse cuando en 1869, el biólogo suizo Johan Friedrich Miescher ( ) aisló, del núcleo de los glóbulos blancos, unas moléculas a las que denominó nucleínas. Estas nucleínas esta ban formadas por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y gran cantidad de fósforo. Posteriormente, se encontró que este compuesto estaba formado por un componente de tipo proteico y otro de carácter ácido, por esto las nucleínas comenzaron a ser llamadas ácidos nucleicos. Estructura de los ácidos nucleicos Los ácidos nucleicos son moléculas biológicas conformadas por la unión de una gran cantidad de unidades químicas denominadas nucleótidos. Un nucleótido es una unidad simple formada por un grupo, un azúcar de cinco carbonos y una base nitrogenada. El azúcar que conforma los ácidos nucleicos puede ser de dos tipos: ribosa en el caso del ARN y desoxirribosa, que está presente en el ADN. El ácido desoxirribonudeico o ADN En 1953, James Watson (1928-) y Francis Crick ( ) desarrollaron un modelo de la estructura del ADN en el cual era posible observar las características de la molécula que, como recordarás, está compuesta por fosfatos, bases ni trogenadas y desoxirribosas. Según el modelo propuesto por Watson y Crick, el ADN es una molécula de gran tamaño con una estructura compleja, formada por dos cadenas complementarias que están enfrentadas y enrolladas en forma de hélice; las bases nitrogenadas de una de las cadenas son complementarias con las bases presentes en la otra cadena: la adenina se complementa con la timina y la guanina con la citosina. Estas bases son las encargadas de mantener la unión entre las dos cadenas mediante puentes de hidrógeno. El ácido ribonucleico o ARN El ácido ribonucleico o ARN es, en algunos virus, el único material genético existente. En cambio, en las células eucariotas y procariotas coexisten tanto el ADN como el ARN. A diferencia del ADN, el ARN se encuentra en su mayoría en el citoplasma celular y dentro de algunos organelos celulares. El ARN presente en el núcleo, a diferencia del ADN, es una cadena lineal debido a la presencia de un oxígeno de más en las moléculas de ribosa, que es el azúcar que posee y del cual recibe su nombre. El ARN presenta cuatro tipos de bases nitrogenadas en sus nucleótidos: adenina, guanina, citosina y uracilo. El ARN se encuentra involucrado en el proceso de la síntesis de proteínas también conocido como traducción. Mediante este mecanismo a partir del ADN presente en el núcleo celular, se pueden formar las proteínas necesarias para todas las funciones de un ser vivo. Nueva Información: De los genes a las proteínas Durante el ciclo celular y previo a la división el ADN se duplica de forma tal que las dos células resultantes del proceso de división, posean una copia idéntica de ADN. Si bien el ADN contiene la información necesaria para la formación de las proteínas, deben ocurrir tres procesos antes de obtener estas moléculas. Estos se denominan duplicación o replicarían, transcripción y traducción. La replicación: producción de nuevas cadenas de ADN La replicación del ADN, también conocida como duplicación, es un evento que ocurre antes de la división celular para que las dos células resultantes posean una copia completa de ADN. Se caracteriza por ser semiconservativa, lo cual significa que una hebra de la cadena existente de ADN sirve de molde para la formación de una nueva hebra complementaria, por lo cual, la nueva cadena de ADN estará formada por una hebra antigua y una hebra complementaria nueva. Es decir, se mantiene una hebra antigua y se fabrica una nueva que la complementa. El proceso se inicia cuando las dos hebras de ADN de la cadena original se separan, dado que los puentes de hidrógeno formados entre los nucleótidos complementarios de ambas hebras se rompen, formando así la horquilla de replicación. Una vez abierta la cadena, cada una de las hebras servirá como molde para la formación de una nueva hebra de ADN complementaria. En este momento la ADN-polimerasa inicia su labor, los nucleótidos complementarios a aquellos presentes en la hebra que sirve como molde van integrándose y, uno a uno, van formando los enlaces

3 entre los grupos fosfato de un nucleótido y el carbono 5' del nucleótido contiguo. La replicación sobre cada uno de los dos moldes se produce en el sentido 5'-3". La transcripción: del ADN al ARN La transcripción es el proceso mediante el cual, con ayuda de la enzima ARN polimerasa, se transfiere la información genética contenida en el ADN a diversas cadenas de ARN que se comportan como intermediarias entre el ADN y la formación de los diferentes tipos de proteínas. Como en el caso de la replicación, en la transcripción son necesarias enzimas para realizar el proceso. Este proceso requiere también un conjunto de proteínas denominadas factores de transcripción. En el momento en que se activa el proceso de transcripción del gen correspondiente, comienza la identificación de la secuencia promotora a cargo de otro de los factores de transcripción. Al ser identificada la secuencia promotora, la enzima ARN-polimerasa se adhiere al gen, se abre la doble hélice de ADN y comienza la transcripción del gen correspondiente. La ARN-polimerasa se encarga de la formación de enlaces covalentes entre un grupo hidroxilo (-OH) de un nucleótido y un grupo fosfato (-PO4) del siguiente para así formar el polímero correspondiente. El proceso termina cuando aparece la secuencia de terminación del gen que, al igual que el promotor, es una secuencia característica de nucleótidos ubicada al final del mismo. La cadena de ARN que se obtiene una vez terminó el proceso de la transcripción se denomina transcrito primario y debe pasar por un proceso de maduración que incluye la pérdida de algunos nucleótidos y culmina en la obtención de los diferentes tipos de ARN que existen. El proceso de traducción: obtención de proteínas La traducción se inicia con la formación del complejo ribosomal, una estructura conformada por las dos subunidades del ribosoma y el ARNm que será traducido, el cual contiene el codón de inicio AUG. En este complejo se pueden distinguir dos sitios denominados A y P. En el sitio A se lee un codón del ARNm, siempre en la dirección 5'-3', y es a este sitio al que llega el ARNt con el aminoácido correspondiente. Una vez el aminoácido se une a la cadena de ARNm, el ribosoma se mueve y el nuevo aminoácido queda ubicado en la posición P en donde se formará un enlace peptídico. Algunas proteínas especiales denominadas factores de iniciación son las encargadas de identificar la secuencia de nucleótidos presente en el ARNm. Para que la síntesis ocurra se produce la activación del ARNt, evento que consiste en la unión del aminoácido correcto a este ARN, que lo transporta hasta el ribosoma. La elongación de la cadena ocurre por el ingreso de los aminoácidos correspondientes y la formación de los enlaces peptídicos necesarios. La traducción culmina cuando aparece un codón de terminación, UAA, UAG o UGA. En este momento el péptido es liberado, las subunidades del ribosoma se separan y el ARNm queda disponible en el citoplasma. Integración 1. Realiza un esquema donde relaciones las siguientes palabras: a. Replicación b. Transcripción c. Traducción d. Núcleo e. Ribosoma f. ADN g. ARN ACCESO A APLICACIÓN LA INFORMACION

4 Recordación: Comparación de la estructura del ADN y ARN Refinamiento: 1. Relaciona los términos con las definiciones: a. Deletéreas b. Mutaciones c. Letales d. Deleciones e. Cáncer f. Morfológicos Enfermedad somática que se caracteriza por el crecimiento no controlado de las células y la formación de tumores. Tipo de mutaciones que afectan la capacidad de supervivencia o reproducción del organismo. Ocurren cuando se pierden nucleótidos en la secuencia del ADN. Causa cambios en el aspecto externo de alguna parte del organismo. Causan la muerte antes de que el organismo alcance la etapa r4eproductiva. Alteraciones o cambios en el material genético. 2. La siguiente secuencia de ADN pertenece a un gen que tiene la información para fabricar hemoglobina normal: GTG CAC CTG ACT CCT GAG GAG CAC GTG GAC TGA GGA CTC CTC La siguiente secuencia de ADN pertenece a un gen que, al traducirse, produce hemoglobina anormal y desarrolla la enfermedad conocida como anemia falciforme: GTG CAC CTG ACT CCT GAG GAG CAC GTG GAC GTA GGA CTC CTC a. Compara las cadenas y encierra el triplete que contiene el error.

5 b. Escribe la secuencia de ARN mensajero que se forma a partir de la última hebra de ADN. Construcción en pequeño grupo: Materiales: Cartulina o cartón de colores, Tijeras, Marcadores, Regla, Lápiz 1. Realizar el modelo del ADN, utilizando fichas hechas en cartulina como representantes de las estructuras que conforman el ADN: Bases nitrogenadas Azúcar Fósforos 2. Utilizando la misma metodología, realicen las fichas que representen las moléculas involucradas en uno de los la replicación, transcripción o traducción. Por ejemplo: el ARN polimerasa o el ribosoma. 3. Preparen la representación de uno de los tres procesos mencionados ACCESO RECAPITULACIÓN A INFORMACION Socialización al Gran Grupo: 1. Cada grupo muestra a los demás grupos su modelo de ADN sustentándolo. Verificación: 1. Se realiza la heteroevaluacion teniendo en cuenta: Revisión de los puntos de la guía Revisión del trabajo realizado en los pequeños grupos. Solución de las preguntas. Reflexión: Identifica: 1. Qué sabia? 2. Qué se? 3. Mi participación en el equipo de trabajo fue Regulación: La guía se debe desarrollar en su totalidad en el aula de clases Escribe los comentarios generales que le quieras expresar al profesor, con respecto al trabajo desarrollado.

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