Enumera los elementos y condiciones que se requieren para el proceso de replicación del ADN.

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María Luisa Cruz Páez
hace 7 años
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1 Plan de clase El rmpecabezas del ADN 7-12 Plan de clase # 027 El rmpecabezas del ADN Objetiv Identificar y analizar la cmpsición del ADN, partiend del mdel mlecular de Watsn y Crick. Destrezas Analizar mléculas y cmpuests de ls seres vivs (carbhidrats, lípids, prteínas y ácids nucleics) explicand su cmpsición química y su función a nivel celular y rgánic. Lgrs e indicadres de lgr Cmprende el prces de la replicación del ADN. Identifica elements invlucrads en la replicación celular y su función, cn ayuda de esquemas explicativs. Enumera ls elements y cndicines que se requieren para el prces de replicación del ADN. Elabra esquemas y mdels que expliquen el prces de la replicación del ADN, incluyend la cmplementariedad de bases nitrgenadas y la replicación

2 Resumen semicnservativa. Analiza dats de experiencias de prblemas para definir cncepts de la replicación del ADN. Cnstruye mdels de mléculas respetand su gemetría y analizand la imprtancia de ésta en la frmación de enlaces. Identifica sbre mdels virtuales de ADN y cnstruids pr sí mism, las mléculas cnstitutivas de una cadena de nucleótids y la cmplementariedad de bases entre las ds cadenas. Cn base en una investigación previa de ls estudiantes acerca de las terías y mdel plantead pr ls científics Watsn y Crick, la clase elabrará cadenas de ADN siguiend el mdel mlecular desarrllad pr ests científics y respnderá cuestines acerca de ls planteamients genétics que se han hech a partir de ests estudis. Materiales libretas de papel cn varis clres (azul, rj, verde y amarill) / cartulina grande / tijeras / pega / investigación acerca el trabaj académic de Watsn y Crick / Desarrll 1. Divida a ls estudiantes en cuatr grups, asigne un clr diferente a cada un (azul, rj, amarill y verde); cada grup recibirá papel silueta de ls misms cuatr clres asignads a ls grups, para que elabren cuadrads de cada clr. 2. Prvea a cada grup varias secuencias a cnstruir, teniend en cuenta que algunas sean más largas cmplejas que tras. Ejempl: R-V-A-R-A-V-A-R-A-V-A-V-A-R-A-A 3. Sbre la cartulina, cada grup armará sus secuencias, aclarand el nmbre asignad a cada clr (timina, citsina, guanina, adenina). Deliberadamente entregue algunas cadenas cn errres, es decir, dnde elements que n pueden cnectarse, estén unids, de manera que usted pueda evaluar si ls estudiantes ntan y cmprenden tds ls cncepts. 4. Ahra ls estudiantes recurrirán a sus apuntes de investigación acerca del trabaj de ls científics Watsn y Crick, partiend de esta infrmación pídales que cmpleten las cadenas que frmarn previamente cn la infrmación necesaria para que crrespndan al mdel mlecular de ests científics (ácid fsfóric, pentsa y

3 cuatr bases nitrgenadas).

4 Establezca en frma general que, según el mdel semicnservativ, la dble hélice se separa y cada una de las cadenas sirve de mlde para la síntesis de ds nuevas cadenas cmplementarias. Se btienen ds mléculas de ADN cn la misma infrmación (secuencia de nucleótids) de la mlécula riginal (mlde), per cn una hebra de ADN viej y tra de ADN recién sintetizad (mdel semicnservativ). El prces de replicación semicnservativa del ADN se puede resumir en ls siguientes pass (ls(as) alumns(as) pueden ejecutarls cn sus mdels a la vez que usted presenta ls diagramas explicativs y ls discute): a. Las ds cadenas se separan en cierts punts de rigen de la replicación, pr acción de las helicasas, unas enzimas que rmpen ls puentes de hidrógen entre las ds cadenas. En el ADN de ls eucarites se frman simultáneamente varis rígenes de replicación. b. Sbre la cadena abierta se sintetiza una pequeña mlécula de ARN en cada siti dnde se va a iniciar la replicación, cncida cm cebadr "primer". Es de 10 nucleótids de larga y se frma pr acción de la enzima ARN primasa. Vale la pena recrdar que el ARN es tr ácid nucleic muy relacinad cn el ADN. Se diferencia en el azúcar pentsa que es una ribsa en lugar de desxirribsa; también en que en lugar de la timina tiene tra base nitrgenada, llamada uracil. c. Una vez sintetizads ls cebadres, la enzima ADN plimerasa realiza la síntesis de las cadenas hijas de ADN, añadiend un a un ls nucleótids cmplementaris a l larg de las cadenas mlde, siempre en dirección 5' a 3'. Ést quiere decir que ls nucleótids entrantes se añaden pr el extrem 5' al extrem 3' de la cadena en frmación. La síntesis de las ds cadenas hijas sn events n simultánes, pues mientras la cadena 5' a 3' se sintetiza primer en frma cntinua, cm una sla unidad (cadena cntinua adelantada), la cadena 3' a 5' se sintetiza de manera discntinua cm una serie de fragments, cada un sintetizad en dirección 5' a 3' a partir de su prpi cebadr "primer", l que hace la síntesis más demrada (cadena discntinua rezagada). Ls fragments de la cadena discntinua se cncen cm fragments de Okasaki pr ser este científic japnés el que descifró el prblema. d. Cuand la ADN plimerasa tca el extrem 5' de un cebadr, se activan tras enzimas plimerasas que remueven ls fragments de ARN y clcan nucleótids

5 de ADN en su lugar. Después, una ADN ligasa cnecta ls sucesivs fragments sintetizads e. Durante la síntesis se pueden cmeter errres al añadir nucleótids n cmplementaris a ls de la cadena mlde. Cuand est curre, la ADN plimerasa para la síntesis, retrcede y elimina el nucleótid incrrect cambiándl pr el crrect. Al superar el prblema, sigue cn la síntesis de la nueva cadena. Esta capacidad de crrección de errres es esencial para cnservar el mensaje genétic. Sin embarg, este cntrl n siempre es eficiente y algún nucleótid puede quedar mal aparead l que determina un cambi en el mensaje genétic. Ests cambis alteracines se cncen cm mutacines. En aquells individus cuya maquinaria de reparación es defectusa surgen mutacines que se acumulan a l larg de la vida y que cn frecuencia evlucinan hacia un cáncer. Es el cas de las persnas que se expnen frecuentemente al sl. La luz ultravileta frma pares dímers de timinas que pr su prducción frecuente n siempre sn reparads y evlucinan hacia un cáncer de piel, especialmente en las persnas cn antecedentes familiares de cáncer. 5. Cmpletads ls mdels haga las siguientes preguntas para que ls grups respndan pr escrit a manera de cnclusines.

6 Cóm se rganizan ls cuatr tips de nucleótids para almacenar infrmación genética? Cóm se frma el nuev material genétic que pasa de generación en generación? Cuál creen que fue el prblema ls prblemas que tuviern Watsn y Crick, en principi, para descifrar su mdel de ADN? Tenga en cuenta que ests científics debían reslver ls siguientes prblemas: cóm prtar gran cantidad de infrmación genética y trasmitirla de generación en generación; cntener infrmación para repetirse a sí mism y ser químicamente estable; ser capaz de tener cambis mutacines, para cntinuar el prces evlutiv nrmal en las especies. Evaluación 1. Explica brevemente en qué cnsiste el aprte hech pr Watsn y Crick al cncept de ADN y en qué cnsiste la capacidad del ADN de duplicarse y cn qué fin l hace. 2. Da explicacines a las siguientes afirmacines: El mdel de la dble hélice de Watsn y Crick se cnsidera un hit en la histria de la bilgía. 3. Si una mlécula de ADN tuviera mil pares de bases de lngitud, de ls cuales el 20% crrespnden a ls nucleótids de citsina, cuánts nucleótids de adenina estarán presentes? 4. La siguiente secuencia de 45 nucleótids hace parte de una cadena mlde de ADN (se aprecian sól ls símbls de sus bases nitrgenadas). Analízalas y cntesta:...attgcgagcgcatacataccttacaagggcctaacctggaatccg? Qué bases nitrgenadas se representan cn las letras A,T,G y C? Teniend en cuenta la cmplementariedad entre bases, escribe la secuencia cmpleta de ls 45 nucleótids después de su replicación. Qué relación tiene la secuencia de bases cn la especificidad del mensaje genétic que prta? Cn qué fin las cadenas de ADN se abren y replican cpias exactas del mensaje que llevan? Qué currirá cn el mensaje genétic si la ADN plimerasa cmete un errr

7 de cpia en el nucleótid 10 señalad cn rj? Prfundización Prpnga una investigación sbre enfermedades genéticamente transmitidas y ls adelants de la ciencia en la actualidad para diagnsticarlas y cmbatirlas. Palabras claves ADN. Ácid Dexsirribnucleic. Biplímer cuyas unidades sn desxirribnucleótids y que cnstituye el material genétic de las células y cntiene en su secuencia la infrmación para la síntesis de prteínas. Mlécula. Unidad mínima de una sustancia que cnserva sus prpiedades químicas. Puede estar frmada pr átms iguales diferentes. Genética. Perteneciente relativ a la génesis u rigen de las csas. Parte de la bilgía que trata de la herencia y de l relacinad cn ella. Hereditari. Dich de una inclinación, de una cstumbre, de una virtud, de un vici de una enfermedad: Que pasa de padres a hijs.

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