Elaboración de una cartilla didáctica acerca de las características, origen y evolución de los virus con actividades tendientes a desarrollar competencias argumentativas y propositivas en los estudiantes de educación básica.

Yeins Paola Méndez Prado

Universidad Nacional de Colombia Facultad de ciencias, Programa de Maestría en la Enseñanza de las ciencias Exactas y Naturales

Bogotá D.C, Colombia 2013

II

Elaboración de una cartilla didáctica acerca de las características, origen y evolución de los virus con actividades tendientes a desarrollar competencias argumentativas y propositivas en los estudiantes de educación básica.

Yeins Paola Méndez Prado

Trabajo de investigación presentado como requisito parcial para optar al título de: Magister en Enseñanza de las Ciencias Exactas y Naturales

Director: M sc. Luis Eugenio Andrade Pérez

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de ciencias, Programa de Maestría en la Enseñanza de las ciencias Exactas y Naturales

Bogotá D.C, Colombia 2013

Dedicatoria

A Dios por inspirarme y darme la vida para realizar grandes proyectos. A mis padres por su comprensión y apoyo constante, a mi hermana y sobrinita por sus aportes en momentos de confusión. A mis hijos Jacobo, Salomé y Silvana porque gracias a su tiempo y paciencia este logro fue posible. A mi esposo Rubén Darío por sus consejos, perseverancia y dedicación que motivaron la consecución de este objetivo. A Yolanda Mancilla Mina por su colaboración incondicional.

Agradecimientos

Agradezco al profesor Luis Eugenio Andrade Perez por su acompañamiento durante el

desarrollo de este trabajo, gracias a su paciencia y dedicación. También quiero

agradecer a mis compañeros del colegio INEM Santiago Pérez y de la Maestría en

Enseñanza de Ciencias Exactas y Naturales que estuvieron pendientes de la culminación

de este trabajo y crearon espacios de discusión para fortalecer los contenidos planteados

en el presente trabajo.

A la Maestría Enseñanza de las Ciencias Naturales y Exactas por haberme brindado los

conocimientos necesarios para la construcción de la cartilla.

A la Secretaria de Educación por su interés en cualificar al docente apoyando la

capacitación docente.

VII

Resumen

El presente trabajo tiene como finalidad la construcción de una cartilla educativa tendiente a desarrollar competencias argumentativas y propositivas en los estudiantes de ciclo cuatro (octavo y noveno grado).

Para ello se realizó una encuesta a docentes y estudiantes, cuyos resultados mostraron la necesidad de la realización de material educativo concerniente al tema.

Seguidamente se hizo una revisión bibliográfica teniendo en cuenta las teorías que existen acerca del origen los virus y su incidencia en la evolución de los seres vivos, las características generales de los virus (estructura, tamaño, clasificación y replicación), los estándares y lineamientos del Ministerio de Educación Nacional.

Finalmente se utilizó el programa Microsoft PowerPoint para realizar la cartilla ya que es de fácil acceso para los estudiantes y permite desarrollar presentaciones multimedia.

Palabras clave: (evolución, virus, origen de los virus, argumentación, proposicion).

Abstract

This work is aimed to develop a educational booklet to strengthen argumentative and propositional skills respect to the virus concept and its evolution for the 4-th cycle students (eighth and ninth grade).

To achieve this goal, a survey for teachers and students was realized enabling us to conclude that is imperative implement educational material concerning the subject.

This document encompasses a wide review the literature concerning the current theories about the origin of viruses and their impact on the evolution of living organisms, the general characteristics of viruses (structure, size, classification and replication), and finally the standards and guidelines of Ministerio de Educación Nacional.

As a supplement, multimedia material has been developed using the Microsoft PowerPoint to facilitate student access to document content and to complement of teaching- learning process.

Keywords: (evolution, virus, virus origin, argumentative, propositional)

VIII

Contenido

Pág.

Resumen ........................................................................................................................ VII

Contenido ..................................................................................................................... VIII

Lista de figuras ............................................................................................................... X

Lista de tablas ............................................................................................................... XII

Introducción ...................................................................................................................13

1. Preliminares ..........................................................................................................15 1.1 Contextualización ...........................................................................................15 1.2 Problema ........................................................................................................15 1.3 Algunas consideraciones a tener en cuenta para la construcción de la cartilla como recurso educativo ............................................................................................16

2. Revisión epistemológica del concepto virus y su incidencia en el origen de la vida 17

2.1 La organización de la materia y la generación espontánea. ...........................17 2.2 El origen de la vida, según Oparin y Haldane .................................................19 2.3 La experimentación de Miller y Urey ...............................................................21 2.4 Una propuesta desde Latinoamérica: La plasmogenia de Alfonso Herrera .....21 2.5 Las Microesférulas de Sidney Fox ..................................................................22 2.6 Las “cuasi–especies” y los “hiperciclos” de Mangred Eigen: Una propuesta que surgió a raíz de la experimentación viral ............................................................23 2.7 Los virus: Historia y origen del concepto. .......................................................26 2.8 Algunas consideraciones acerca de la naturaleza viva de los virus: Origen y evolución. .................................................................................................................28

3. La cartilla como estrategia pedagógica en el fortalecimiento de competencias argumentativas y propositivas......................................................................................37

3.1 Desarrollo Cognitivo de niños, niñas y jóvenes en edades entre los 11 y 13 años. 37 3.2 Competencias argumentativas y propositivas .................................................38

3.2.1 La argumentación y su importancia en la enseñanza de las ciencias. .38 3.2.2 La importancia del desarrollo y fortalecimiento de la competencia propositiva .........................................................................................................39

3.3 Caracterización pedagógica de la cartilla .......................................................40

IX

3.4 Modelo pedagógico ....................................................................................... 41 3.4.1 Modelo pedagógico constructivista (Una propuesta para aplicar en el aula) 42

4. Los virus: Características, estructura y origen. ................................................. 43 4.1 Componentes de un virus .............................................................................. 43 4.2 Virión, viroide, provirus, seudovirión, prión y bacteriófagos. ........................... 44 4.3 Clasificación de los virus ................................................................................ 45

4.3.1 Simetría viral ....................................................................................... 45 4.3.2 Ácido nucleico viral ............................................................................. 46 4.3.3 Envoltura Viral ..................................................................................... 46

4.4 Tamaño de los virus ...................................................................................... 47 4.5 Replicación viral ............................................................................................. 48

5. Descripción de la cartilla ..................................................................................... 50 5.1 Aplicación de un instrumento de exploración en el aula ................................. 50

5.1.1 Resultados Situación 1 ........................................................................ 50 5.1.2 Resultados Situación 2 ........................................................................ 51 5.1.3 Resultados Situación 3 ........................................................................ 51

5.2 Organización de los contenidos de la cartilla ................................................. 52 5.3 Recursos empleados en la cartilla ................................................................. 52

5.3.1 Programa Microsoft PowerPoint .......................................................... 52 5.3.2 La animación en Adobe flash Profesional ............................................ 54 5.3.3 El software Windows Movie Maker ...................................................... 54 5.3.4 Aplicación Jclic .................................................................................... 54

6. Conclusiones y recomendaciones ...................................................................... 55 6.1 Conclusiones ................................................................................................. 55 6.2 Recomendaciones ......................................................................................... 56

A. Anexo: Guía de exploración ................................................................................ 57

B. Anexo: Evidencia de Aplicación de Guías .......................................................... 61

C. Anexo: CD con la cartilla. .................................................................................... 72

Bibliografía .................................................................................................................... 73

X

Lista de figuras

Pág.

Figura 2.1: Niveles de organización de la materia ......................................................18

Figura 2.2: La tierra primitiva .......................................................................................19

Figura 2.3: Coacervado según oparin .........................................................................20

Figura 2.4: Evolución prebiotica de sustanciasa estructuras....................................20

Figura 2.5: Aparato construido por Miller y Urey........................................................21

Figura 2.6: Sulfobios y colpoides de Herrera ..............................................................22

Figura 2.7: Microesférulas de fox ................................................................................22

Figura 2.8: Representación del virus Qβ .....................................................................23

Figura 2.9: Hiperciclo autocatalítico ............................................................................25

Figura 2.10: Esquema hipotético de la evolución de macromoléculas simples a estructuras celulares integradas ..................................................................................26

Figura 2.11: Relieve de la XVIII dinastía ......................................................................27

Figura 2.12: Arbol de la vida según carl Woese .........................................................30

Figura 2.13: Transformación de ARN a ADN ...............................................................31

Figura 2.14: Propuesta de Forterre ..............................................................................32

Figura 2.15: Estructura del Mimivirus ..........................................................................35

Figura 2.16: Plantamiento de Philip Bell .....................................................................37

Figura 4.1: Componentes de los virus .........................................................................43

Figura 4.2: Diferentes tipos de simetría ......................................................................45

Figura 4.3: Tipos de ácido nucleíco .............................................................................46

Figura 4.4: Tipos de virus según presencia o nó de envoltura ..................................47

XI

Figura 4.5: Comparación entre el tamaño de algunos virus, un glóbulo rojo humano y una bacteria ............................................................................................... 47

Figura 4.6: Representación del ciclo lítico viral ......................................................... 48

Figura 4.7: Representación del ciclo lisogénico viral ................................................ 49

Figura 5.1: Organización de los contenidos de la cartilla ......................................... 52

Figura 5.2: El entorno de Microsoft PowerPoint ........................................................ 53

XII

Lista de tablas

Pág.

Tabla 3-1: Acciones especificas asociadas a cada competencia ................................. 40

Tabla 3-2: Matriz de compentecias a desarrollar durante el uso de la cartilla .......... 41

Introducción

Aproximarse al tema de los virus resulta ser pedagógicamente abstracto para los estudiantes de educación básica pues se trata de fenómenos que escapan al dominio de su percepción inmediata. Elaborar una cartilla con un lenguaje claro adaptado a las características de aprendizaje de los estudiantes de grado octavo y noveno (ciclo cuatro) conlleva a estimular competencias científicas para asociar e integrar conocimientos adquiridos en otras ramas de la biología e interpretar muchas situaciones cotidianas atribuibles a la influencia de los virus en el ambiente.

El desarrollo evolutivo de la vida de plantas, animales y del propio hombre no hubiera sido posible sin la intervención de los virus. La recombinación del ADN viral con el ADN de organismos ancestrales se evidencia en las modificaciones genómicas de organismos actuales, lo cual muestra su influencia decisiva en la historia de la vida. Debemos considerar además no solo su participación en los procesos de evolución sino también en el mantenimiento de la homeostasis y dinámicas ecológicas a escala planetaria (Lazcano, 2010).

Generar situaciones en el aula que permitan al estudiante cuestionarse acerca de lo que ocurre en su entorno e incide en su cotidianidad, motiva el desarrollo de competencias argumentativas y propositivas, a la vez que favorece la adquisición de habilidades para poder demostrar la verdad y establecer soluciones posibles. (Habermas, verdad y justificación, 2002) Este trabajo propone la construcción de una cartilla interactiva sobre la biología de los virus. Se empleó el programa Microsoft PowerPoint para lograr un recurso atractivo que motive a los estudiantes a navegar en sus contenidos. La cartilla está divida en tres módulos. En el primero se muestran las características generales de los virus: definición, estructura, clasificación y tamaño. El segundo describe cada una de las etapas de la replicación de los virus (ciclo de vida) y en el tercero se muestran de manera gráfica las tres teorías actuales que existen acerca de su origen. Cada módulo incluye un taller para desarrollar de manera grupal en el aula, en los dos primeros se proponen actividades conducentes a desarrollar en los estudiantes la argumentación de sus ideas sustentándolas con los conocimientos adquiridos en la exploración del módulo. El tercer módulo contiene un taller dirigido a que el grupo de estudiantes reflexione acerca la naturaleza viva de los virus, mediante la discusión de los conceptos vistos en toda la cartilla y el debate crítico y respetuoso entre los diferentes integrantes. Al final se incluye un módulo evaluativo con actividades online que conducen al estudiante interactuar con aplicaciones amenas y divertidas.

14

Cabe resaltar que este trabajo incluyó una revisión conceptual y epistemológica, para comprender la naturaleza, estructura, ciclo de vida y evolución de los virus. En una primera instancia se describe como está organizada la materia y se mencionan diferentes teorías acerca del origen de la vida. Se hace un recuento del origen y la historia del concepto virus, para terminar con algunas consideraciones acerca de la naturaleza viva o inerte de los virus. Se espera que este material sea utilizado en el aula cumpliendo la finalidad descrita anteriormente. La retroalimentación del estudiante conllevara a la evaluación de este recurso con miras a mejorarlo.

15

1. Preliminares

1.1 Contextualización

La población de estudiantes piloto a partir de la cual se va a diseñar la cartilla es la erteneciente a los grados octavo y noveno (ciclo IV) del Colegio INEM Santiago Pérez, jornada mañana. Ubicado en el barrio El Tunal, localidad sexta (Tunjuelito).

Según el Plan de Estudios Institucional y los estándares del Ministerio de Educación Nacional (2004) se contempla un capitulo para la enseñanza de la microbiología en el grado octavo, cuyos estudiantes tienen edades que oscilan entre los 13 y 17 años. Sin embargo, el tema se retoma en grado noveno cuando se explica el origen de la vida y la evolución de las especies.

1.2 Problema

En la enseñanza de la biología existe confusión acerca de la clasificación de los virus como seres vivos o no. Esto puede deberse a varias situaciones:

Existen diferencias significativas entre los textos de bachillerato que abordan medianamente este tema. No es fácil encontrar bibliografía dirigida a estudiantes donde se explique de manera clara las características de los virus, su origen y evolución.

La mayoría de los docentes que explican este tema prefieren evitarlo al tener confusión acerca de la clasificación de los virus como seres vivos o no. Por lo tanto es poco lo que conocen acerca del tema.

El concepto de vida evoluciona continuamente con los avances científicos, por eso es

difícil establecer una posición definitiva del virus como ser vivo o no. El material educativo concerniente a la explicación de este tema que existe y utilizan

actualmente las instituciones educativas es desactualizado y escaso.

16

1.3 Algunas consideraciones a tener en cuenta para la construcción de la cartilla como recurso educativo

La construcción de recursos educativos han sido el quehacer permanente del maestro en

la escuela. Siempre hay una motivación para generar estrategias que promuevan el

aprendizaje en el aula. Constantemente estamos tratando de buscar la manera de llegar

a nuestros estudiantes con conocimientos y metodologías novedosas que logren no

solmante la consecución de los logros académicos sino también que de alguna manera

las actividades que se desarrollen en el entorno escolar incidan en su contexo

extraescolar. Por lo anteriormente expuesto quiero describir enumerar aspectos que hay

que tener en cuenta en la elaboración de la cartilla como recurso educativo:

Este recurso multimedia debe ser agradable para lograr la motivación de los estudiantes en la exploración de sus contenidos y desarrollo de actividades.

Se debe realizar una revisión bibliográfica fundamentada en rescatar la importancia de los virus en la evolución y el origen de la vida, partiendo de su caracterización y definición.

Los talleres diseñados tienen que plantear situaciones cotidianas o de desarrollo en el mundo científico con la finalidad de promover en el estudiante el fortalecimiento de las habilidades argumentativas y propositivas, lo cual se da con el planteamiento de soluciones al problema y la defensa de ideas.

17

2. Revisión epistemológica del concepto virus y su incidencia en el origen de la vida

“La verdadera esencia del virus es su fundamental entrelazamiento con la maquinaria genética y metabólica del huésped”

Joshua Lederberg, Premio Nobel

2.1 La organización de la materia y la generación espontánea.

En el universo la materia se organiza generando átomos a partir de partículas subatómicas, los cuales se asocian para formar moléculas. Las moléculas presentan propiedades diferentes a los átomos y éstos diferentes a las partículas. Los átomos se organizan para formar las moléculas, las cuales se diferencian entre sí dependiendo del tipo de átomos que las constituyan, de los enlaces que haya entre esos átomos y de la estructura que adopte cada una. Los agregados moleculares dieron lugar a estructuras más complejas como los sistemas celulares más simples representados en los primeros seres vivos. Tenemos en consecuencia que la jerarquía clásica de menor a mayor complejidad incluye como niveles de organización a las partículas subatómicas, átomos, biomoléculas, células y organismos sin que se reconozca un nivel propio correspondiente a los virus, los cuales constituirían un peldaño intermedio entre la organización molecular y las primeras células. Las moléculas inorgánicas se asocian entre sí para formar minerales y rocas, es decir para constituir los niveles de organización de la materia no viviente. Otras moléculas bastante diversas constituidas principalmente por carbono (C) y en menor proporción Hidrogeno (H), Oxigeno (O), Nitrógeno (N), Fosforo (P) y Azufre(S), se asocian para formar las estructuras que encontramos en una célula viva, por eso pertenecen a un nivel molecular (Montenegro, 2001). En la figura 2-1, se muestran los diferentes niveles de organización de la materia.

18

Figura 2-1: Niveles de organización de la materia. (2013). Recuperada Junio 7, 2012,

de:http://science-michael.blogspot.com/2013/05/niveles-de-organizacion-de-la-

materia.html

Demócrito de Abdera (460 a.C – 370 a.C.) admitía que la materia presentaba diferencias las cuales se podían explicar en base a cuatro características principales: El tamaño, la posición, el orden y la forma. Las formas de los átomos son geométricas: redondas, triangulares, cuadradas, rectangulares, etc. Con respecto al tamaño sabemos que los átomos son unos más pequeños que otros en varios órdenes de magnitud. En cuanto al orden o modo de agrupación de los átomos existen distintos arreglos que dan lugar a distintos tipos de moléculas (Rojas, 2005). Es decir que agregados macro-moleculares de diferente tipo y número darían lugar a las diversas formas vivas que existen.

Lamarck postuló en 1802 que el conocimiento de la vida y su transformación debían fundamentarse en la búsqueda de una explicación física del proceso que da cuenta del paso del mundo inorgánico al mundo organizado de la vida mediante “generación espontánea” o mejor lo que hoy en día se conoce como auto-organización. En otras palabras el origen de la vida fue un proceso de auto-organización de la materia que la ciencia ha comenzado a explicar. Posteriormente con el descubrimiento de que las enzimas1 responsables de procesos de fermentación podían actuar sobre sus sustratos fuera de los micro-organismos y células en que fueron identificadas, condujo a pensar que la vida debería ser entendida como el resultado de una actividad química, catalítica o enzimática que hacía posible la formación de moléculas más complejas generando un

1 Anselme Payen y Jean François Persoz en 1833 se les atribuye el descubrimiento de las

enzimas, gracias al descubrimiento de la amilasa. Eduard Buchner en 1897 descubrió la fermentación no celular.

19

proceso metabólico que daría sustento a la vida celular y microbiana. En esta línea de pensamiento, la propagación de virus infectivos como los bacteriófagos que observó Haldane sería una consecuencia de una actividad bioquímica molecular subyacente a ellos. Su actividad vital se explicaría en términos bioquímicos. Por esta razón para John B.S. Haldane los virus deberían dar la clave para entender el origen de la vida.

2.2 El origen de la vida, según Oparin y Haldane

John B.S. Haldane (1920) y el ruso Alejandro Ivanovich Oparin (1936) estudiaron el origen de la vida y coincidieron en proponer que la vida fue precedida por un largo periodo al que llamaron “Evolución química”. La atmósfera primitiva era de carácter reductor, es decir sin oxigeno libre, pero rica en vapor de agua (H2Ogas), gas carbónico (CO2), amoniaco (NH3), Nitrógeno (N2) e Hidrógeno (H2). Por otra parte los mares de esa época eran ricos en fosfatos (PO4

-), sulfatos (SO4) y cloruros (Cl-). La energía abundaba en forma de calor, rayos, radiactividad y radiaciones provenientes del sol (ver figura 2-2). Las descargas eléctricas en la atmósfera condujeron a la formación de compuestos basados en el carbono que se encuentran como constituyentes de los seres vivos, por ejemplo aminoácidos.

En este ambiente las moléculas orgánicas que se fueron formando no se degradaban porque no había oxigeno que las pudiera oxidar. Muchas moléculas se descomponían por acción de la radiación ultravioleta, y luego se volvían a formar. Algunas de estas moléculas habían sido protegidas de la radiación por el agua de manera tal que se asociaron formando moléculas más complejas y posteriormente sistemas de moléculas. Esta etapa Oparin la denominó “Evolución prebiótica” (Ver figura2-4).

Figura 2-2: La Tierra primitiva. (2010). Recuperada Junio 7, 2012, de: http://lasinvestigadoras5.blogspot.com/2010/11/las-condiciones-de-vida-en-esa-epoca.html

20

Los sistemas constituidos por agregados moleculares estables fueron denominados por Oparin Coacervados (del latín acervus, montón). Según él, en un principio las sustancias proteínicas se encontraban disueltas, después se empezaron a agrupar constituyendo un enjambre molecular, posteriormente se separaron de la solución en forma de pequeñas gotas, glóbulos, vesículas o mini células primitivas (coacervados) que flotaban en el agua.

Los coacervados (ver figura 2-3) absorbían por difusión del medio externo diferentes sustancias orgánicas de la solución acuosa que los rodeaba, gracias a ello aumentaron su peso y volumen, unos crecían más rápidamente que otros. La estructura interna de estas gotitas en rápido crecimiento era cada vez más compleja y a medida que fue pasando el tiempo, y se adaptaron hasta que su forma se modificó y estructuró. Según Oparin los coacervados evolucionaron hasta adquirir capacidades para autoconservación y autorrenovación (Ver figura 2-4). También adquirieron características propias de los seres vivos como la adaptación, el metabolismo y reproducción. En cuanto a su estructura los coacervados presentan en su interior sustancias diferentes a las del exterior, absorben sustancias del medio para mantenerse y se fragmentan al aumentar su volumen (Flores, 2004). Figura 2-4: Evolución prebiótica de sustancias a estructuras. (2011). Recuperada Junio 8, 2012, de: http://b-log-ia20.blogspot.com/2011/12/evolucion-prebiotica-y-origen-de-la.html

Figura 2-3: Coacervado según

Oparin. Flores (2004)

21

Algunos coacervados aumentaron su frecuencia a través del tiempo mientras que los menos eficientes fueron desapareciendo, a este mecanismo análogo a la selección natural Oparín lo denomino proto-selección natural. Esto habría favorecido un aumento de la complejidad que condujo a la adquisición de un metabolismo sencillo, punto de partida de todo el mundo viviente.

2.3 La experimentación de Miller y Urey

Stanley Miller (1930) y Harold Clayton Urey (1893) aportaron las primeras evidencias experimentales que constituyeron un fuerte sustento para la propuesta de Oparin demostrando que con casi cualquier condición de energía se pueden convertir moléculas simples en una variedad de compuestos orgánicos complejos (Curtis, 2006).

Miller y Urey fueron los primeros en demostrar que los aminoácidos y otras moléculas orgánicas podrían haberse generado en una tierra primitiva. El experimento consistió en mezclar vapor de agua (H2Ogas), metano (CH4), amoniaco (NH3) e Hidrógeno (H2), pusieron a circular estos gases en un aparato construido por ellos (ver figura 2-5) y aplicaron sobre ellos descargas eléctricas generadas por un electrodo, simulando los relámpagos y otros fenómenos que se suponía que habían ocurrido en la tierra primitiva. Después de 24 horas y varias veces que la mezcla circuló por el aparato, se extrajeron muestras las cuales al ser analizada químicamente dieron evidencia de la formación de aminoácidos que conforman las proteínas (Flores, 2004).

2.4 Una propuesta desde Latinoamérica: La plasmogenia de Alfonso Herrera

En 1930 el científico mexicano Alfonso L.Herrera, postuló la teoría de la plasmogenia, la cual tenía por objeto estudiar el origen del protoplasma2 y explicar el origen de los

2 corresponde a las sustancias químicas que están en el interior de la célula.

Figura 2-5: Aparato costruído por Miller y

Urey. Flores (2004)

22

primeros organismos. Este científico realizó importantes experimentos que consistían en mezclar diferentes proporciones de sustancias tales como aceites, resinas y gasolina. A las estructuras formadas después de disolver tiocianato de amonio en formaldehido las denominó sulfobios y a las obtenidas de mezclar aceite de oliva, gasolina y unas gotas de solución de hidróxido de sodio las denominó colpoides (ver figura 2-6).

Figura 2-6: Sulfobios y colpoides de Herrera. Lazcano (1983)

Estas estructuras también fueron llamadas “células artificiales” por que presentaban, al microscopio, sorprendentes similitudes morfológicas con las células biológicas.

Aun cuando es poco probable que estas estructuras sean las que hayan antecedido a las primeras células, no cabe duda que son un ejemplo de un nivel de organización de la materia a partir de grados más sencillos y en esto redunda su importancia histórica (La hoz, 2004).

2.5 Las Microesférulas de Sidney Fox

Estos experimentos fueron continuados en la década de los 70 y 80 por Sidney Fox (1912) quien demostró la síntesis abiótica de moléculas poliméricas de aminoácidos, denominadas microesférulas conformadas por proteinoides que cumplen funciones catalíticas y formas vesículas o glóbulos semejantes a los coacervados de Oparin. Estas estructuras estaban limitadas por una membrana y realizaban reacciones químicas similares a las que tienen lugar en el seno de las células vivas. Las microesferulas crecen lentamente y al final forman, por gemación microesférulas más pequeñas (Ver figura 2-7). No son células pero su formación nos puede dar una idea de cómo hace muchos millones de años se formaron estructuras proteicas con mantenimiento autónomo y capaces de realizar reacciones químicas para conservarse. Su estructura está

Figura 2-7: Microesferulas de Fox

Frankenburg (1970)

23

constituida básicamente por una doble envoltura permeable que les permite hincharse y deshidratarse, y, como presentan actividad enzimática, lo cual hace pensar que el metabolismo es anterior a la aparición de la información genética.

2.6 Las “cuasi–especies” y los “hiperciclos” de Mangred Eigen: Una propuesta que surgió a raíz de la experimentación viral

La actividad vírica fue utilizada como modelo experimental en 1950 por Max Delbrück y su discípulo Salvador Luria para investigar los procesos físicos moleculares que explican el paso de una generación a la siguiente. Estos investigadores descubrieron que los fagos (virus que infectaban bacterias) en su ciclo de vida al infectar la bacteria dejaban de existir por un momento (aparentemente) y minutos después aparecían doscientos fagos, motivo por el cual la bacteria moría. Tenían información genética e incluso eran capaces de recombinarse entre sí, como se combinan los genes de los humanos (Starr 2008). En 1952 Alfred Hersey y Martha Chase demostraron que el ADN de los bacteriófagos penetraba a la bacteria y modificaba su ADN para dar lugar a la producción de nuevos virus. De esta manera se demostró que el ADN tiene como papel la transmisión de la información. Posteriormente en 1981 el biofísico y químico, ganador del premio Nobel de química en 1967, Manfred Eigen, realizó una investigación en poblaciones virales infectivas de bacterias de Escherichia coli constituidas por virus de cadena sencilla (monocatenaria) de ARN (Ácido ribonucleico) de solo 4.218 ribo-nucleótidos, uno de los virus más pequeños reportados hasta ahora. Este bacteriófago fue denominado Qβ (Figura 2-8) y tiene las siguientes características:

Figura 2-8: Representación del virus Qβ. Recuperado el 14 de agosto 2012 de: http://viperdb .scripps.edu

Tamaño: 25 nm de diámetro

Forma: cápside icosaédrica

Ácido nucleico: ARN monocatenario

Hospedero: Bacteria Escherichia Coli

Su ciclo comienza cuando una de las proteínas que posee identifica al hospedero, seguidamente el virus se une a él y comienza a introducir su ARN. Una enzima de ARN presente en este tipo de virus llamada ARN replicasa, replica la cadena de ARN (+) a una de ARN (-), y a partir de esta, replica nuevas copias de la cadena de ARN (+), que

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pueden funcionar como mensajeros o comenzar a encapsidarse. El ensamblaje se produce de forma espontánea y automática. La célula se lisa y se liberan los viriones3. El proceso de replicación es muy efectivo, se forman muchos viriones (Macarulla, 1994). Eigen logró demostrar que en un tubo de ensayo de laboratorio que contenía enzimas polimerasas (extraídas previamente del mismo bacteriófago), era posible producir la cadena complementaria al ARN viral, a partir de monómeros de ribo-nucleótidos. Al reconocer las propiedades catalíticas de los ARN plegados, postuló la teoría según la cual el ARN había sido la molécula que jugó un papel protagónico en la evolución prebiótica y que después con la aparición de la vida celular primitiva, evolucionó hasta el código genético, aparecieron las proteínas y finalmente el ADN (Freeman, 1999). Esa teoría desplazó la atención que para Oparin estaba dirigida hacia las proteínas, para centrarla en el ARN, igualmente desplazó la atención que se le dio al ADN a partir de 1953 para enfocarla en el mismo ARN: 1. El ARN es considerado fuente de información anterior al ADN. Por ejemplo: Los

desoxi-ribo-nucleótidos del ADN se forman por pérdida de un grupo hidroxilo (OH-) de los ribo-nucleótidos que conforman al ARN. Mediante la acción de la enzima Ribonucleotido Reductasa (RNR).

2. El ARN debido a su estructura plegada tridimensional actúa también como catalizador enzimático eficaz que puede sustentar procesos de síntesis de macromoléculas en ausencia de enzimas proteicas4.

Eigen, imaginó que si el ARN también funciona como enzima podría dirigir su propia replicación en un medio ambiente adecuado, es decir en las condiciones primitivas en que surgió la vida. Este ARN al autorreplicarse generaría moléculas de ARN con algunas mutaciones pero manteniendo un patrón de secuencia conservado en la estructura genética de la población. A este tipo de poblaciones moleculares las denominó “cuasi-especies”. Al no ser perfecto el proceso de replicación, estas moléculas se diversificarían de una generación a otra pero por efecto de la selección natural se preservarían las poblaciones de moléculas no idénticas pero similares, es decir mutantes que difieren entre sí por un número reducido de cambios (cuasi-especies) conformadas por moléculas químicamente estables (Fernández, 1995) y capaces de replicarse con mayor eficiencia. Tras la aparición de enzimas ARN seleccionadas en estas poblaciones, se optimiza el proceso de replicación y disminuyen los errores en la copia. Estos ARN serían los precursores de los genes actuales localizados en el ADN que al interactuar con otras cuasi-especies de ARN podían catalizar la replicación de otras cuasi-especies y viceversa (Ver figura 2-9). Este tipo de cooperativismo catalítico dio lugar a un nivel de organización más complejo que Eigen denominó hiperciclo auto-catalítico (García, 2008)

3 Virus individual con capacidad infecciosa

4 Thomas Cech descubrió en 1982 que habían moléculas de ARN que realizaban funciones enzimáticas a las que

denominó ribozimas.

25

Figura 2-9. Hiperciclo autocatalítico. Constituído por dos cuasiespcies I+ e I– . En el cual la cuasi-especie I+ puede generar la cuasi- especie I– utilizando para su catálisis una ribozima equivalente al mismo RNA viral plegado y/o una enzima proteínica tipo ARN replicasa que reconocen tanto las moléculas I+ como las I– como plantilla guía para su replicación.

Esta teoría explica el origen, mantenimiento y evolución de la información genética desde las primeras moléculas de ARN hasta la aparición de las moléculas de ADN. Las cadenas largas de ADN se pudieron haber formado por fusión de los productos de la transcripción reversa de los ARN catalíticos de cada una de las cuasi-especies que conforman el hiperciclo.

Este estudio realizado por Eigen con virus bacteriófagos nos permite pensar en la posibilidad de que la vida surgió a partir de los virus y en este sentido considerarlos eslabones entre lo inerte y lo viviente (Figura 2-10).

26

Figura 2-10: Esquema hipotético de la evolución de macromoléculas simples a estructuras celulares integradas. Basado en: http://www.bordalierinstitute.com/target1.html

2.7 Los virus: Historia y origen del concepto.

Los virus son considerados seres al límite de la vida que aunque portan un genoma como el de cualquier otro ser vivo convencional son estructuras inertes es decir carentes de metabolismo autónomo. Su genoma está protegido por una cubierta cuyas proteínas identifican a su hospedero y les permite ingresar en su interior para aprovechar sus recursos celulares y así fabricar nuevas entidades virales. En consecuencia para expresar estas instrucciones genéticas que conducen a su reproducción o a la formación de nuevos virus necesitan del medio intracelular de otros seres vivos. La mayoría de virus que nos acompañan han perdido su capacidad de producir partículas virales, simplemente se han quedado a vivir con nosotros, a veces se manifiestan como tumores, pero son parte fundamental de nuestra evolución genética (Abascal, 2010).

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Desde el origen mismo de las primeras células y a lo largo de la historia evolutiva los organismos microscópicos como las bacterias, protozoos unicelulares, los organismos multicelulares como plantas, hongos y animales incluyéndonos los humanos hemos convivido con los virus. Existen relieves y pinturas egipcias en donde se muestran las consecuencias de enfermedades como la poliomielitis, la cual, hoy en día sabemos es causada por el virus del polio (Shors, 2009). En la figura 2-11, observamos un relieve egipcio que podría representar una poliomielitis o una parálisis infantil. Un sacerdote Remi egipcio, quien hace una ofrenda a la diosa Isthar, de origen asirio, solicitando la sanación (Demarchi, 2012). Su pierna derecha es más corta y más delgada que la izquierda, y su pie apunta hacia abajo, en la forma característica de la Polio (pie equino).

Los griegos y los romanos describieron las características de la rabia (enfermedad viral) cuyo estudio estuvo en auge y era el objetivo primordial de la medicina de la época. Aulo Cornelio Celso en el siglo I describió la rabia como una enfermedad causada por un agente al que llamó virus. Es importante saber que en esa época la palabra virus significaba veneno y es por eso que Celso utilizaba este término (Aranda, 2012). En el año 507 Marius arzobispo de Avenches en Francia, le dio el nombre en latín a la enfermedad que hoy se conoce como viruela. En el siglo X Al-Razi describe claramente las características de la viruela y el sarampión especificando que la exposición a estos agentes infecciosos otorga la inmunidad duradera. El termino virus tiene muchos siglos de existencia pero a través del tiempo ha adquirido diferentes connotaciones. Probablemente este término deriva del sánscrito “visham” = baba, veneno, y con ese sentido se usaba en el siglo XIV. En el siglo XVIII la palabra virus adquiere el significado de agente infeccioso, debido al descubrimiento de enfermedades contagiosas y transmisibles e incluso se empiezan a desarrollar vacunas para prevenir las afecciones causadas por algunos virus. Los médicos y bacteriólogos del siglo XIX aplicaban este término indistintamente a cualquier germen patógeno (Garrocho, 1995). En 1881 Pasteur comienza a realizar investigaciones en el laboratorio sobre el virus de la rabia, uno de sus colaboradores, Charles Chamberland, sin saberlo y buscando aislar las

Figura 2-11: Relieve de la XVIII Dinastía

(siglo XIV a. C) Museo del estado, Berlín.

Demarchi(2012)

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bacterias, inventa un filtro poroso de porcelana con el cual se aislaban las bacterias, pero aún permanecían en la muestra agentes patógenos “virus” (Santiago, 2005).

El primer virus estudiado fue el del mosaico del tabaco (TMV), infecta a plantas, principalmente al tabaco. En 1898 Martinus Beijenrick pudo demostrar que un medio de cultivo filtrado y libre de bacterias seguía conteniendo el agente infeccioso, lo importante de estos experimentos es que lograron demostrar que los virus a diferencia de otros organismos, permanecen activos luego de la cristalización (en un tejido seco). En ese mismo año Loëffler y Frosch hicieron un descubrimiento similar al filtrar fluidos vesiculares de bovinos enfermos de fiebre aftosa. Estos científicos atribuyeron características vivientes al virus pues interpretaron la propagación de la enfermedad como una consecuencia de la reproducción de los virus existentes (Ossa, 2008). Para poder observar los virus y establecer sus características físicas tuvo que inventarse el microscopio electrónico en 1931 y la difracción de rayos X y es por eso que antes de estas fechas se definía a los virus como agentes que causaban enfermedades de fácil transmisión.

2.8 Algunas consideraciones acerca de la naturaleza viva de los virus: Origen y evolución.

En la actualidad se conocen gran cantidad de virus, incluso existe una clasificación de los mismos, la controversia que se da ahora es acerca de sus maneras de replicarse, sus características físicas y los medios que emplean para poder realizar su metabolismo. Debido a estas características se ha establecido una discusión acerca de si los virus pueden ser considerados como seres vivos o no. Felix D’Hérelle (1873) durante su estancia en Yucatán, hacia el año 1910, trabajó como microbiólogo en una hacienda. Los cultivos habían sido atacados por una plaga de langostas, pero avisado por unos campesinos mayas pudo darse cuenta que en algunas zonas, las langostas después de devorar las plantas morían rápidamente. D’Hérelle observó que las langostas morían por diarrea, pensando que este síntoma lo generaban unos bacilos, tomó muestras aislando los bacilos y seguidamente los cultivó en su laboratorio. Sin embargo, después de cierto tiempo notó unas manchas claras de forma circular de dos o tres centímetros de diámetro que afectaban a las colonias de bacilos que crecían en el agar. En 1915 D’Hérelle se encontraba en París, y al estudiar la epidemia de la disentería, causada por una bacteria llamada Shigella, decidió tomar de su incubador material de la muestra obtenida en Yucatán y se la agregó a los cultivos de Shigella. A la mañana siguiente notó con asombro que el cultivo que se encontraba turbio la noche anterior estaba limpio. Después de la observación de las muestras en el microscopio escribió: “Vi que la colonia no había crecido y lo que me sobrecogió de emoción fue el haber comprendido de inmediato lo que había ocurrido: lo que causaba las manchas claras, las placas que yo había observado, no era otra cosa que un microbio invisible, un virus filtrable, pero un virus que es un parásito de las bacterias”. En 1918 llamó a estos

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microorganismos bacteriófagos y llegó a la conclusión de que el tamaño minúsculo de los virus, no solo los colocaba en la frontera entre lo vivo y lo inerte, sino que correspondía a las primeras formas de vida que surgieron en nuestro planeta (Lazcano, 2010). Se han planteado teorías acerca del origen y la evolución de los virus, pero ninguna ha logrado realmente explicar su extraño comportamiento. En primera instancia Felix D’Herelle, después de realizar estudios con insectos concluyó que los virus fueron los primeros seres vivos que surgieron en nuestro planeta. Por otra parte se considera que los virus pudieron resultar como consecuencia de la degeneración de organismos parásitos que habitaron células y permanecieron allí perdiendo todas sus propiedades de organismos libres. Esta teoría fue Propuesta por Robert Green (1935) y Sir Patrick Laidlaw (1938). Robert Green decía que los virus fueron parásitos que perdieron muchas características como el metabolismo y la respiración y que se redujeron a un ser nucleado incapaz de realizar las funciones que desarrollan los seres vivos comúnmente. En este sentido, este parasito solamente conservaría su material genético para reproducirse, empleando el protoplasama de otra célula para poder hacerlo. Jhon B.S Haldane (1928) planteo la teoría según la cual los virus evolucionaron a partir de fragmentos de ADN o ARN, estos fragmentos pudieron invadir células y sin llegar a degradarse se duplicaron generando más virus. A estos fragmentos se les denominó genes vagabundos (Shors, 2009). En 1944 Frank Mac Farlane Burnet reconoció que existían tres explicaciones acerca del origen de los virus (Lazcano, 2010): 1. La posibilidad de que los virus fueran sobrevivientes de un mundo primitivo que

antecedió a las células.

2. La hipótesis de Green – Laidlaw, en donde los virus son descendientes degenerados, los cuales fueron parásitos alguna vez de microorganismos mayores.

3. La posibilidad de que fueran fragmentos errantes de material genético de origen celular.

En 1977 Carl Woese, comenzó a estudiar la s secuencias de los ARN ribosómicos, la razón por la cual utilizaba este tipo de ARN es porque forman parte de la maquinaria de transcripción de la información del gen en proteína. A partir de esos estudios pudo establecer que existen grandes diferencias entre el ARN de bacterias y eucariotas y lo más sorprendente de su investigación fue el descubrimiento de un tercer grupo de organismos que tenían diferencias con las bacterias y los eucariontes, a este grupo lo denominó archeas (Woese, 1990). Fue así como propuso su teoría de los tres linajes o dominios arquea, eucariota y bacteria (Ver figura 2-12). Tres grupos con diferencias en el ARN ribosomal pero con un ancestro común. .

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Figura 2-12: Árbol de la vida según Carl Woese. J. Deacon. University of Edinburgh

Aunque los virus son abundantes en la biosfera y extraordinariamente diversos, su relación con los tres dominios (Bacteria, Archea y Eucarya) aún no ha sido aclarada. En 1985 el biólogo francés Patrick Forterre propuso que el ADN se originó a partir de secuencias génicas víricas de ARN. En su teoría el sugirió que los virus se habían originado a partir de una célula primitiva, antes del origen de los tres dominios. Esta hipótesis se ha sustentado en la verificación experimental de que los genes que codifican las proteínas más comunes en las cápsides víricas están presentes en virus que infectan a los tres tipos de dominios. Esto sugiere que un virus muy antiguo pudo haber infectado al ancestro común de los tres dominios e incluso pudo existir antes que este cuando las células aún tenían genomas constituidos por ARN y no ADN (Forterre 2010). Forterre también propone que el antepasado común (LUCA, Last Universal Common Ancestor) contenía ARN como material genético, algunos de estos genes se desarrollaron en los virus ya sea porque se escaparon o porque algunas de esas células se redujeron en forma drástica en un proceso comparable al que sugirieron Green y Laidlaw. El ARN viral evolucionó a ADN para protegerse de ribonucleasas presentes en los ancestros de Bacteria, Arquea y Eucarya que invadían. Según Forterre, los virus de ARN primitivos afectaron sus genes de la siguiente manera: Ellos combinaron pares de la cadena de ARN formando una doble cadena de ADN. Esto sucedió en dos etapas: Primero el azúcar ribosa del ARN se transformó por acción de la ribonucleotido reductasa que eliminó al grupo 2’ -OH en la biosíntesis de desoxirribosa, el azúcar que está presente en la estructura del ADN (Berg, 2002). Después la metilación del Uracilo forma la Timina y esta base nitrogenada es más estable que el uracilo (Koolman, 2004)

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Figura 2-13. Transformación del ARN a ADN. Se observa en la primera reacción que mediante la enzima ribonucleotido reductasa la ribosa pierde un grupo hidroxilo (- OH) 2’ y se convierte en desoxirribosa. Por otra parte el uracilo se metila, es decir, adquiere un radical metilo (CH3), de esta manera se forma la timina. Finalmente la cadena de ADN se complementa con su homóloga para formar una cadena doble.

Estas reacciones continúan ocurriendo en las células existentes hoy en día y es por eso que se considera que así pudo haberse dado en los virus el paso de ARN a ADN. En la figura 2-13, se observa de manera resumida la transformación de ARN a ADN. Como podemos observar en la figura 2-13 el ADN es una forma de ARN modificada químicamente y solamente pudo haber aparecido después del surgimiento de las proteínas (actuando como enzimas) capaces de modificar el ARN (Forterre, 2005). De esta manera se multiplicaban, debido a esto llego un momento en donde estos ancestros

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terminaron adoptando a las moléculas de ADN como polímero informacional (Figura 2-14). Figura 2-14: Propuesta de Forterre (Zimmer, 2006) Credito a C. Cain adaptado por Forterre.

Forterre propone que los virus pueden ser vistos como un complejo viviente, ya que son entidades que transforman a la célula infectada en un nuevo organismo. El virus convierte la célula infectada en una fábrica viral, cuando se degrada o inactiva el genoma celular, el genoma viral se expresa. Existen ejemplos en donde se muestran este tipo de transformaciones celulares. Los virus de las cianobacterias (cianofagos) codifican sus propias proteínas fotosintéticas para reemplazar las celulares (que eran de las cianobacterias) en descomposición con el objeto de obtener la energía suficiente para la producción de viriones, se dice que en este momento el virus es fotosintético. Otro caso es el de la bacteria hipertermofila, quien destruye el genoma de su hospedero y produce espectaculares estructuras intracelulares que rompen la envoltura de la célula para preparar la liberación de viriones. Para Forterre los virus fueron considerados organismos celulares cuando tomaron el control de la célula primitiva (que tenía como ácido nucleico ARN) y se convirtieron en virus ellas mismas, siendo su núcleo la fabrica viral. También menciona que la fábrica de mimivirus puede ser infectada por otro virus llamado Sputnik5 en este caso resalta que estos virus como los otros seres vivos se enferman (El mimivirus es un ser vivo al sufrir esta enfermedad causada por el Sputnik). Además de las anteriores consideraciones Forterre y su colaborador Didier Raoult proponen dividir el mundo viviente en dos grupos: Los organismos que codifican

5 Es un virofago incapaz de reproducirse sin la presencia de las proteínas de otros virus. Por eso

parasita virus gigantes.

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ribosomas (los descendientes de LUCA, arqueas, bacterias y eucariotes) y los organismos que codifican cápsides (los virus) (Forterre, 2010). En búsqueda de una explicación acerca de si un virus es un ser vivo o no, y después de revisar los anteriores postulados, resulta necesario conocer las características que tiene los seres vivos, de manera tal que al ser comparadas con las que presentan los virus, se pueda dar respuesta a este interrogante.

Son muchas las definiciones que se ha dado de vida, incluso todavía no existe un consenso al respecto, pero hay unas características que se aceptan como generales para todos los seres vivos.

La organización, es una propiedad en la cual se destaca el funcionamiento interior del ser, todo sucede allí, el grado de organización más sencillo es la célula. El metabolismo, visto como el conjunto de reacciones químicas y energéticas que conducen al auto-mantenimiento y renovación de su organización. La Homeostasis6, característica por la cual los organismos mantienen un control sobre sus cuerpos conducente a la estabilidad de algunos parámetros fisiológicos en medio ambientes diferentes. La irritabilidad, que es la reacción a ciertos estímulos. La reproducción, proceso por el cual los organismos dan origen a nuevos individuos de la misma especie aunque no necesariamente idénticos en el caso de la reproducción sexual. El crecimiento y desarrollo, entendido como el aumento del volumen y la adquisición de nuevas características. y finalmente la adaptación, que consiste en el proceso por el cual el ser vivo se ajusta a los cambios para sobrevivir, logrando así una evolución biológica.

Sin embargo existen dos enfoques más generales que permiten dar una definición de lo que hasta ahora se considera vivo.

El primer enfoque es el informacional, cuya base se centra en la capacidad auto-reproductiva o reproductiva de los seres vivos, esta es la única manera como de generación en generación entregan características hereditarias y evoluciona permitiendo, así, la selección natural. Los virus estarían excluidos según este enfoque por que necesitan de un hospedero para fabricar copias de sí mismo, por lo tanto no tienen capacidad auto-reproductiva.

El segundo enfoque es el auto-organizativo, el cual describe a los seres vivos como entidades capaces de auto-mantenerse construyendo su propia identidad. “Los seres vivos son redes de producciones moleculares en las que las moléculas producidas generan con sus interacciones la misma red que las produce” (Maturana y Varela 1995).

Hay algunos autores que excluyen a los virus teniendo en cuenta la perspectiva de este enfoque, porque no cuentan con una organización material autopoiética, son demasiado pequeños para auto mantenerse, no metabolizan, son una simple mezcla de componentes químicos, mutan y evolucionan pero son zombis químicos. (Margullis y Sagan, 2000) (Ruiz- Mirazo, Pareto Moreno Bergareche, 2004) (Citados en Dieguez 2008).

6 La homeostasis fue descubierta por Claude Bernard (1813-1878) en el siglo XIX.

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Es importante reconocer el papel de los virus en la evolución, ya que grandes cantidades de estas entidades están en constante proceso de replicación y mutación, y es a través de estos procesos que se convierten en principal fuente de innovación génica.

Desde esta perspectiva se constituyen en piezas claves del entramado de la vida y aunque en muchas ocasiones se ha considerado que ocupan una zona entre lo vivo y lo inerte, no se puede negar que una vez que se replican y asocian al huésped pueden condicionar su forma de vida manipulando su comportamiento.

Otras investigaciones han comprobado que los virus parasitan todos los aspectos biomoleculares de la vida, se han llegado a encontrar genes que se suponía que eran exclusivamente de seres celulares. El mimivirus es un virus grande, cuando se empezaron a realizar estudios acerca de su estructura llegó a confundirse con una bacteria por su tamaño (Ver figura 2-15). Cabe anotar que este virus tiene una gran cantidad de fibras proteicas que provienen de su cápside y a la hora de ser observado al microscopio dificultan su visualización, por esta razón para determinar su tamaño fue necesario disolver sus fibras y dejar únicamente la cápside. Cuando hablamos de su tamaño nos referimos a la partícula viral que es diferente de si estuviéramos hablando de viriones. Pertenece a un grupo grande llamado virus nucleocitoplasmáticos de ADN de gran tamaño nos referimos a la partícula viral que es diferente de si estuviéramos hablando de viriones. Pertenece a un grupo grande llamado virus nucleocitoplasmáticos de ADN de gran tamaño (VNCAGT). Posee además una estructura en forma de estrella de mar en su superficie, se cree que es una abertura por donde sale el ADN del virus al hospedero (Xiao, 2009). Este virus es capaz de sintetizar más de 50 proteínas, tiene un genoma viral grande y posee genes que están presentes en la codificación de nucleótidos y aminoácidos, razón por la cual ha sido considerado vivo, incluso han tenido un papel importante en discusiones acerca del origen de la vida, junto con otros dos virus son considerados los precursores de los tres dominios hasta el momento conocidos Eukarya, Archaea y Bacteria. La existencia de este tipo de virus se remonta a cuatro mil millones de años (Wessner, 2010). Figura 2-15: Estructura del mimivirus. Tomado y modificado de:http://schaechter.asm blog.org/schaechter/2010/07/a-giant-among-giants.html

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A nivel evolutivo los virus poseen enzimas de reparación víricas, encargadas de reparar el ADN que ha sido dañado en algún proceso, éstas han permanecido inalteradas durante muchos años, han desarrollado estrategias para no ser detectados por el sistema inmune del hospedero y han llegado a desarrollar formas para que su genoma y el del infectado se combinen de alguna manera. En el 2001 Philip Bell de la Universidad Macquarie en Sydney, propone la evolución del núcleo de las eucariotas a partir de un fragmento de ADN viral que estableció residencia en una procariota y desde allí evolucionó. Ver figura 2-16 (Villareal, 2005).

Este proceso se conoce como eucariogenesis viral, en el cual probablemente un virus grande de ADN como el mimivirus dio origen al núcleo de las eucariotas, mediante endosimbiosis7 dentro de una célula arquea.

Este gran virus estando dentro de la célula tomaría el control de ella, pero en lugar de replicarse y destruirla permanecería dentro de ella. Prácticamente se convertiría en su núcleo por que sería el centro de control celular. A través de los procesos de mitosis y citocinesis, el virus aseguraría la supervivencia de la célula entera de una manera favorable para asegurar su supervivencia. El ADN permanecería en el núcleo de la nueva célula como molécula informacional y el ARN pasó a ser una molécula de síntesis.

Figura 2-16: Planteamiento de Philip Bell. (2006). Recuperada, 9 agosto, 2012 de: http://genomebiology.com/2006/7/6/110/figure/F1

Esta propuesta muestra la gran importancia que tienen los virus en la evolución de la vida y por lo tanto no se deberían considerar tan solo partículas organizadas, inertes y sin posibilidades de evolucionar, como lo menciona Nahle (2004) en su libro “Definición de vida”

7 Es un tipo de relación interespecifica en donde un organismo vive dentro de otro.

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Después de conocer las principales definiciones de vida que existen, se concluye que resulta difícil ubicar a los virus dentro del mundo de lo viviente considerando que aún no hay una definición clara de “vida”, además este concepto está ligado a la evolución de la biología, la cual constantemente también está cambiando, lo que hoy pensamos que es vivo mañana no lo es y viceversa. Como ente autónomo aislado capaz de reproducirse y tener metabolismo propio el virus no sería un ser vivo, pero su estructura molecular, genética y proteica que es similar a la de los organismos hospederos, sus modos de replicación y propagación indudablemente hacen que los virus sean parte importante en la escala de la vida y tengan un alto impacto en la biosfera del planeta. También se puede considerar que si todas las entidades, virus, plantas, animales, etc., poseen el mismo tipo de moléculas, que describen un mismo código genético, pueden considerarse una “unidad de lo viviente” (Zillig y Arnold, 1999, citado por Ewert, 2003).

Por lo tanto los virus son entidades biológicas que poseen un papel importante en el proceso evolutivo, han estado desde que la vida comenzó a desarrollarse, poseen un material genético que, como se mencionó con anterioridad, no puede ignorarse.

Podríamos llegar a pensar que son cadenas de moléculas biológicas que cuando están dentro de la materia viviente de un organismo, son utilizados por el mismo organismo para realizar otras funciones diferentes a las que ya venía haciendo, aparentemente el individuo ha sido manipulado por el virus, pero es una condición normal porque el ADN del individuo en el cual está hospedado el virus se combina con la información genética del virus y cambia dando origen a un nuevo sistema de órdenes que dependen únicamente del nuevo código genético.

La idea de pensar en que los virus se degradan y descomponen químicamente, es correcta porque obviamente presentan un tipo de organización destacable así no alcancen el grado de complejidad de las células más simples. En este sentido debe entenderse los argumentos acerca de la posibilidad de que mueran, cuando se rompe la cápsula que los recubre, lo cual puede ocurrir por cambios físicas de temperatura o presión o por acción enzimática que degrada la capsula y/o el ácido nucleico (ADN o ARN) contenido dentro de la cápsula.

Esta investigación realizada por Marianne De Paepe y François Taddei, de la Universidad

de Paris (Francia), demuestra que la capacidad de transmisión o contagio de un virus

no sólo depende de su tasa de multiplicación sino también de su mortalidad, dos variables que están inversamente relacionadas (Marco, 2006). Finalmente esta revisión pretende mostrar el impacto de los virus en la evolución debido a su participación en el paso del mundo ARN tardío al mundo ADN característico de la vida tal como la conocemos hoy en día.

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3. La cartilla como estrategia pedagógica en el fortalecimiento de competencias argumentativas y propositivas.

Para que el proceso enseñanza – aprendizaje – evaluación logre sus propósitos es necesario hacer alusión a principios, conceptos, leyes o teorías que explican el acto educativo, que lo facilitan, lo posibilitan, lo orientan, lo experimentan, lo reflexionan y dinamizan. El propósito final del proceso pedagógico es el desarrollo integral del estudiante que está en formación permanente.

3.1 Desarrollo Cognitivo de niños, niñas y jóvenes en edades entre los 11 y 13 años.

Inicialmente es importante establecer cuál es la etapa psicológica en la cual se encuentran nuestros estudiantes para poder encaminar la cartilla de acuerdo a estas características, teniendo en cuenta la potenciación de las competencias argumentativas y propositivas. Según Piaget a la edad de los 11 a 13 años y en adelante se desarrolla la etapa de las operaciones formales, estas, son acciones mentales realizadas sobre ideas y proposiciones. El pensamiento deja de estar vinculado a lo factual y observable, ya que en el pensamiento formal se puede razonar de manera lógica sobre procesos y hechos hipotéticos que tal vez no se funden en la realidad (Reed, 2007).

Las operaciones formales se caracterizan por lo que Piaget llamó, razonamiento hipotético -deductivo. El rasgo más destacado del cambio de cognición en la adolescencia es la capacidad de pensar en términos de posibilidad y no solo en términos de realidad. Este pensamiento se denomina hipotético - deductivo por que una hipótesis es algo que es posible pero que todavía no se ha probado y las deducciones son lógicas pero no son necesariamente reales.

El pensamiento hipotético es el pensamiento que implica razonar sobre las proposiciones que pueden reflejar o no la realidad. Los adolescentes tienen la habilidad para ignorar lo real y pensar en lo posible. Aunque los adolescentes no siempre están seguros de lo que es “correcto”, se dan cuenta enseguida cuando algo está “mal”. Adquieren una posición crítica frente a las cosas y situaciones que se desarrollan en su entorno cotidiano.

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El pensamiento hipotético – deductivo, finalmente le permite al estudiante poner a prueba un gran número de hipótesis y proposiciones sin necesidad de comprobarlas empíricamente. Todo ello posibilita la construcción de teorías, operación imprescindible para la comprensión de las ciencias que intentamos enseñar a los niños y jóvenes propios de esta edad (Aguirre de Carcer, 1985).

3.2 Competencias argumentativas y propositivas

El desarrollo del pensamiento hipotético - deductivo permite que los estudiantes puedan fortalecer y/o desarrollar las competencias argumentativas y propositivas. Montenegro (2003) plantea una concepción de competencia muy apropiada para el contexto educativo: “Ser competente es saber ser y saber actuar entendiendo lo que se hace, comprendiendo cómo se actúa, asumiendo de manera responsable las implicaciones y consecuencias de las acciones realizadas y transformando los contextos a favor del bien humano” El estudiante al desarrollar las competencias argumentativa y propositiva estará en capacidad de liderar procesos en la solución de situaciones problemas de manera crítica y reflexiva. Es importante formar en nuestros jóvenes estas actitudes y aptitudes para que se conviertan en transformadores innovadores de la sociedad del futuro sin dejar de lado su sentido humano. A continuación se describen las competencias: argumentativa y propositiva.

3.2.1 La argumentación y su importancia en la enseñanza de las ciencias.

La argumentación es una actividad que hace parte nuestra cotidianidad, con frecuencia tenemos que sustentar lo afirmado y convencer a quien nos está escuchando. Los argumentos, justifican, sustentan y ratifican lo dicho. Son proposiciones cuya finalidad es apoyar lo expuesto en la tesis para de esta manera darle fuerza a posturas personales, sociales o institucionales (Zubiría, 2006) Esta actividad conlleva una dimensión ética importante al constituirse en una invitación a la participación del otro, caracterizada por el respeto y la tolerancia mutua. La argumentación demanda de los siguientes elementos (Pérez abril, 1999):

a. Exposición de la o las tesis: presentarla (s) claramente, sean a favor o en contra.

b. Presentación de argumentos: compuestos por una afirmación o conclusión y unas premisas o razones que los sustentan, relacionados con la tesis planteada.

c. Plan argumentativo: organización coherente siguiendo un plan o eje argumental.

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d. Consistencia en los términos: los conceptos básicos empleados no deben resultar contradictorios o confusos.

e. Adecuación al auditorio: anticipar el tipo de interlocutor, lo que supone seleccionar el léxico, las demostraciones y los modos de argumentar.

f. Nexos argumentales: existencia de vínculos explícitos entre los diferentes argumentos.

Actualmente es importante realizar negociaciones en la construcción del conocimiento científico, cuando se comunican modelos y teorías, para hacerlos validos como representaciones sobre el mundo debe estar presente la argumentación. En este proceso interviene el razonamiento para relacionar las observaciones experimentales con los modelos teóricos existentes (Jiménez, 1998). Desarrollar y fortalecer la argumentación en el estudiante es importante porque ayuda a la comprensión de los conceptos científicos. Los estudiantes van conociendo el mundo de la ciencia, ya que para poder realizar una discusión deben recurrir a instrumentos conceptuales y procedimentales que la comunidad científica ha ido construyendo. Enseñar a leer ciencias, a discutir teorías que han sido rechazadas y aceptadas por la comunidad científica a explicitar los criterios de las decisiones racionales y el por qué unas teorías ofrecen una mejor interpretación que las otras lleva a que los estudiantes entiendan como se formó el conocimiento científico. Por otra parte, en una sociedad democrática es necesario formar un alumnado crítico y capaz de optar entre los diferentes argumentos que se le presenten, de manera que pueda tomar decisiones en su vida como ciudadanos (Sarda, 2000).

3.2.2 La importancia del desarrollo y fortalecimiento de la competencia propositiva

Proponer implica asumir una postura constructiva y creativa, plantear opciones o alternativas ante la problemática presente en un texto o situación determinada. Son acciones propositivas, entre otras: resolver problemas, elaborar hipótesis y argumentos, construir mundos posibles, regularidades, explicaciones y generalizaciones, presentar alternativas ante la confrontación de perspectivas, la solución de conflictos sociales. Alexander Ortiz (2009) describe las siguientes habilidades de la competencia propositiva: Clasificar: Permite agrupar objetos, hechos o fenómenos en correspondencia con un

criterio o varios criterios dados.

Ordenar: Después de que se dé la clasificación, se hará un ordenamiento de tipo lógico, cronológico, etc.

Generalizar: En este aspecto se determina lo mas esencial en cada elemento del grupo, se comparan los elementos, se seleccionan los rasgos y por último se definen los rasgos más generales del grupo.

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Demostrar: Es una explicación que pone de manifiesto el contenido de un juicio o

pensamiento. Valorar: Es el juicio con que se caracteriza la medida en que un objeto, hecho o

fenómeno, una cualidad, norma o costumbre se corresponde con el sistema de conocimientos, patrones de conducta asimilados por el hombre.En la tabla 3-1. Se observan acciones de cada competencia.

Tabla 3-1. Acciones específicas asociadas a cada competencia (Salas, 2005)

TIPOS

DESCRIPCIÓN

ACCIONES ESPECÍFICAS

AR

GU

ME

NT

AT

IVA

Explicación y justificación de enunciados y acciones

Explicar, cómo, por qué y para qué.

Demostrar hipótesis

Comprobar hechos

Presentar ejemplos y contraejemplos

Articular conceptos

Sustentar conclusiones

PR

OP

OS

ITIV

A

Producción y creación

Plantear y resolver problemas

Formular proyectos

Generar hipótesis

Descubrir regularidades

Hacer generalizaciones

Construir modelos

3.3 Caracterización pedagógica de la cartilla

Es pertinente considerar los estándares y lineamientos curriculares en ciencias naturales propuestos por el Ministerio de educación Nacional, pues la descripción de los contenidos a desarrollar, como las competencias propuestas en la cartilla deben estar enmarcadas en estos dos ejes conductores. En la tabla 3-2. Se puede observar una matriz en donde se describen los estándares, los tópicos generativos las metas y los indicadores de desempeño.

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Tabla 3-2: Matriz de competencias a desarrollar durante el uso de la cartilla

ESTANDARES CURRICULARES

TEMATICAS COMPETENCIA TIPO DE COMPETENCIA

Entorno vivo tecnólogico y sociedad

Virus: Definición Características Clasificación Tamaño

Defiende el trabajo desarrollado por el grupo acerca de la caracterización que hicieron de tres virus, después de analizar tres situaciones problema con argumentos que fundamenten sus respuestas

Argumentativa

Ciclo de los virus Etapas Ciclo lítico Ciclo lisogénico

Explica porque es importante el conocimiento de las etapas del ciclo replicativo viral para la fabricación de antivirales.

Argumentativa

Teorías acerca del origen de los virus: Degeneración Celular Coevolución

Realiza un escrito en donde plantea una posición acerca de la naturaleza viva de los virus.

Propositiva

3.4 Modelo pedagógico

Un modelo pedagógico se enmarca dentro de un paradigma que pretende orientar y dirigir el proceso enseñanza – aprendizaje para hacerlo más efectivo. Posee unas metas educativas, describe un estilo de relación entre el docente y el estudiante, tiene métodos definidos y una didáctica particular que le caracteriza. Cuando hablamos de efectividad en el modelo pedagógico nos referimos al logro de los fines educativos que una sociedad predetermina para transmitir los valores de su cultura y para formar el ideal de persona bien educada, que se pretende formar como prototipo de hombre o mujer en un determinado contexto histórico, social y cultural (Canfux, 1996). Aunque existen muchos modelos pedagógicos, no pretendemos dar una visión de cada uno, simplemente definir cuál se puede emplear a la hora de aplicar la cartilla. Recordemos que la cartilla es un material educativo que puede ser utilizado con pedagogías diversas. Sin embargo, es importante dar algunas orientaciones a la hora de introducir su uso en el aula.

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3.4.1 Modelo pedagógico constructivista (Una propuesta para aplicar en el aula)

El modelo pedagógico constructivista privilegia las actividades realizadas por los estudiantes, ya que considera que el aprendizaje se obtiene a través de acciones. La relación docente- estudiante es una construcción conjunta de conocimientos a través del dialogo y una diversidad de actividades y experiencias compartidas en el aula y en el entorno escolar. Para el constructivismo el conocimiento es una construcción mental de cada ser humano. La labor de profesores y profesoras es orientar la sesión de manera motivada y efectiva, con mensajes y actividades que estimulen a los estudiantes. Durante la actividad en el aula el maestro no solamente transmite conocimiento sino que además plantea situaciones problemáticas que se dan en la cotidianidad y que deben ser solucionadas de manera creativa, crítica y reflexiva (Sanz, 2005). Se propone emplear este tipo de modelo para aplicar la cartilla en el aula, ya que en primera instancia el constructivismo promueve el uso de la tecnología como también permite la discusión en la clase, necesaria para desarrollar competencias argumentativas y propositivas.

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4. Los virus: Características, estructura y origen.

Los virus son entidades que están constituidas por uno solo de los dos ácidos nucleicos (ADN o ARN), el cual se encuentra dentro de una cápside que puede presentar distintos tipos de simetrías. Son parásitos genéticos de bacterias, plantas, animales e incluso el hombre y utilizan el metabolismo de su hospedero para mantenerse y reproducirse (Negroni, 2009).

4.1 Componentes de un virus

Los virus tienen dos o tres componentes principales: Una molécula de ácido núcleico (puede ser ADN o ARN), Una Cápside que protege al material genético y algunos poseen una bicapa lipídica (ver figura 4-1).

Figura 4-1. Componentes de un virus

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El ácido nucleíco, tanto ADN como ARN puede ser de una cadena o dos, es decir monocatenarios o bicatenarios. Generalmente el ARN es monocatenario, a excepción de los reovirus, el ADN es bicatenario salvo en los parvovirus. Los ácidos nucleicos están dispuestos en forma circular, lineal o en segmentos, esta estructura es la responsable de la información genética y es responsable también de la capacidad infecciosa del virus. El ácido nucleico o genoma se encuentra rodeado por una cubierta proteica llamada cápside. Este componente viral está constituido por subunidades más pequeñas llamadas capsómeros, los cuales están constituidos por unidades aún más pequeñas de proteína denominados protámeros. La cápside posee a menudo proteínas las cuales facilitan la adsorción del virus a los receptores que parasita. El conjunto del genoma y la cápside recibe el nombre de nucleocápside En ciertos virus se agrega otra estructura externa llamada envoltura, la cual está conformada por una bicapa lipoproteica que deriva de la membrana citoplasmática de la célula parasitada por el virus (Negroni, 2009)

4.2 Virión, viroide, provirus, seudovirión, prión y bacteriófagos.

Es importante establecer diferencia entre algunos términos para no confundir los virus con virones, viroides, provirus, seudoviriones, priones y bacteriófagos. Virión: Es la partícula viral completa y con capacidad infectante. No todas las partículas virales maduran y se ensamblan correctamente, y esto puede dar lugar a virus defectivos; estos últimos pueden dan lugar a interferencias con otros virus, pueden unirse a receptores celulares, o bien pueden multiplicarse sólo en presencia de otro virus (Negroni, 2009). Viroide: Son agentes infecciosos que se asemejan a los virus, están constituidos por ácido ribonucleico (ARN), son parásitos estrictos, carecen de cápside e infectan únicamente plantas.

Provirus: El genoma viral integrado al viral al genoma del hospedante se denomina provirus. El provirus reside en el cromosoma hospedador permanentemente y es activado en ocasiones para producir nuevos viriones. Seudovirión: Durante la replicación viral en ocasiones la cápside envuelve al ácido nucleico del hospedero en lugar de envolver el ácido nucleico viral. A esta partícula

resultante se le llama seudovirion. Priones: Los priones son proteínas ubicadas generalmente en el cerebro, las cuales se han vuelto infectivas o patógenas como resultado de la modificación de su estructura terciaria durante el plegamiento. Estas proteínas alteradas inducen plegamientos alterados en otras moléculas proteicas de su misma especie, dando lugar a funciones anómalas que propagan una patología de manera análoga a una epidemia infecciosa. Su modo de acción alterando la estructura terciaria hace que no requieran de cápside, ni de

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ácido nucleico alguno para su propagación. Los priones son los causante de algunas enfermedades, un ejemplo de ellas es el Insomnio Familiar Fatal (IFF) caracterizada por que los pacientes entre 40 y 70 años presentan inicialmente insomnio persistente y alteraciones endocrinas y después de 13 meses se presenta el coma y la muerte (Neil, 2005) Bacteriófago: Los bacteriófagos son virus que infectan bacterias, presentan en su estructura una cubierta proteica o cápside en cuyo interior está el material genético que puede ser ARN o ADN. Su tamaño oscila entre 20 y 200 nm.

4.3 Clasificación de los virus Existen muchas maneras de clasificar a los virus dependiendo del aspecto de comparación que se utilice. Generalmente cuando se intentan clasificar los virus se emplean características tales como: simetría, tipo de ácido nucleico y la presencia o no de envoltura. A continuación se describen las diferentes características que se tienen en cuenta para su clasificación.

4.3.1 Simetría viral

La simetría de un virus está dada por la distribución de la nucleocápside en el espacio y de acuerdo a ello se observan virus de simetría helicoidal, icosaédrica, binaria y compleja. La simetría helicoidal es cilíndrica, puede ser rígida o flexible. Cuando la simetría es icosaédrica, tiene el aspecto de un poliedro. La simetría binaria se observa cuando en un mismo virus se presentan las dos simetrías anteriores. Los virus de simetría compleja son aquellos que por tener una envoltura laxa carecen de una forma muy típica y pueden ser ovoides, esféricos o

Figura 4-2.: Distintos tipos de simetría. A. Simetría icosaédrica (Parvovirus canino). B. Simetría helicoidal (virus del mosaico del tabaco). C. Simetria binaria, icosaedro (cabeza), cilindro (cola). (Bacteriofago) D. Simetría CompPleja (virus de la viruela)

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pleomorfos8 En la figura 4-2. Observamos algunos ejemplos de virus clasificados según su simetría.

4.3.2 Ácido nucleico viral

Existe otra manera de clasificar los virus de acuerdo al ácido nucleico que posean. El genoma viral puede ser de ARN o ADN, según este tipo de clasificación existen virus con: ADN bicatenario, ADN monocatenario, ARN monocatenario y ARN bicatenario. En la figura 4-3 se puede observar una representación de los tipos de ácido nucleicos anteriormente mencionados. Este tipo de agrupación se denomina clasificación Baltimore (Shors, 2009).

Figura 4-3. Tipos de ácido nucléico. A. ADN bicatenario. B. ADN monocatenario. C. ARN bicatenario. D. ARN monocatenario.

4.3.3 Envoltura Viral

La cápside de algunos virus está cubierta por una envoltura, también denominada peplos. A los virus que poseen peplos se les dice virus con envoltura (ver figura 4-4) y a los que no poseen la envoltura se les denomina desnudos. Los virus con envoltura son casi esféricos. Cuando los virus helicoidales o icosaédricos están rodeados por una envoltura se denominan virus helicoidales con envoltura y virus icosaédricos con envoltura.

8 Pleoformo: Que asume o presenta formas variadas.

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Figura 4-4: Tipos de virus según la presencia o no de envoltura

4.4 Tamaño de los virus

Los virus pueden presentar diversidad de tamaños, pero no son observables a simple vista, tan solo utilizando microscopios con alto poder de resolución. Su tamaño puede variar entre los 17 y 800 nanómetros (nm) aproximadamente, refiriéndonos a su diámetro porque es la medida que se emplea usualmente. Las técnicas que se emplean para poder visualizar su tamaño son las siguientes:

1. Observación directa con el microscopio electrónico: Los virus se pueden observar en preparaciones de extractos de tejidos (cultivos) y en cortes finos de células infectadas.

2. Filtración a través de membranas con poros graduados: Existen membranas con poros de diferentes tamaños, se puede medir el tamaño aproximado de cualquier virus.

3. Sedimentación en la ultracentrífuga: Si las partículas virales están suspendidas en un líquido se asientan en el fondo con una tasa proporcional a su tamaño.

Figura 4-5. Comparación entre el tamaño de algunos virus, un glóbulo rojo humano y una bacteria.

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Es importante tener en cuenta que generalmente el tamaño que se encuentra de los virus en la bibliografía es el diámetro. En la figura 4-5, el tamaño 970 nm del ébola corresponde a su longitud y no a su diámetro.

4.5 Replicación viral

Los virus utilizan los orgánulos y enzimas de las células para sintetizar sus componentes; por tanto, la célula se convierte en esclava de las necesidades del virus. Existen dos tipos de ciclos el lítico y lisogénico, en este proceso se pueden originar hasta 100.000 copias. En las figuras 3-5 y 3-6 se explica cada ciclo. Figura 3-5: Representación del ciclo lítico viral

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Figura 3-6: Representación del ciclo lisogénico viral

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5. Descripción de la cartilla

5.1 Aplicación de un instrumento de exploración en el aula

Antes de comenzar a desarrollar cualquier recurso es importante realizar actividades que indiquen cuales son las prioridades que hay que tener en cuenta a la hora de su elaboración. Utilizar instrumentos de tipo abierto es más adecuado porque facilita la exploración flexible y rica, evitando el riesgo de que los estudiantes y profesores tomen el instrumento como un exámen, condicionado sus respuestas (Coll. C, 2007). Partiendo de este supuesto se diseñó un instrumento (ver anexo A) planteando tres diferentes situaciones, las cuales debían ser resueltas por los estudiantes en grupo. Después por consenso entre estudiantes y maestro(a) sacarían las conclusiones para cada situación.

5.1.1 Resultados Situación 1

Antes de dar respuesta es importante recordar la situación planteada.

Situación 1

Actualmente es importante que cuando asistas a un centro médico y vayas a recibir un tratamiento donde se utilice una jeringa, verifiques si es nueva. La persona que va a manipular la jeringa debe destaparla delante de ti y además debe utilizar guantes para poder realizar esta acción. ¿Por qué son importantes esas medidas de prevención? ¿Qué podría suceder si no se tuvieran en cuenta éstas recomendaciones?

En consenso ante esta situación los estudiantes comentaron que sí son importantes las medidas de protección por que se pueden presentar contagio de enfermedades a través de la aguja.

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5.1.2 Resultados Situación 2

A continuación se recuerda cual fue la situación 2 planteada.

SITUACIÓN 2 En Colombia se ha llevado este año una fuerte campaña de vacunación contra el SARAMPION, enfermedad contagiosa cuya infección se propaga por contacto con gotitas provenientes de la nariz, la boca o la garganta de una persona infectada. El estornudo y la tos pueden lanzar gotitas contaminadas al aire. Aquellas personas que hayan tenido una infección de sarampión activa o que hayan sido vacunados contra la enfermedad tienen inmunidad contra dicha afección. Antes de la vacunación generalizada, el sarampión era una enfermedad tan común en la infancia que la mayoría de las personas ya había padecido la enfermedad a la edad de 20 años. El número de casos de sarampión descendió en las últimas décadas a casi ninguno en los Estados Unidos y Canadá; sin embargo, las tasas han comenzado a elevarse de nuevo recientemente.

¿Cómo podemos evitar la infección con sarampión? Enumera dos maneras de evitarlo. ¿Cómo imaginas que son los agentes patógenos que causan la enfermedad? Si quieres realiza un dibujo. ¿Por qué crees que las personas que han sido vacunadas o que han padecido esta enfermedad se vuelven inmunes? NOTA. A continuación se da una explicación de los términos patógeno e inmunidad que pueden ser empleados en el desarrollo de la exploración. Patógeno: Agente que produce la enfermedad Inmunidad: Estado de resistencia que puede ser natural o adquirida, frente al ataque de ciertos agentes patógenos.

Los estudiantes respondieron que pueden evitar la infección de sarampión no acercándose a la persona contagiada, e incluso unos colocaron que debían utilizar tapabocas. Cuando realizaban el dibujo del patógeno causante de la enfermedad, realizaban un objeto con forma ameboidea (Ver anexo B). A la tercera pregunta respondieron que las personas se volvían inmunes porque su sistema identificaba al patógeno y la próxima vez que tuvieran contacto con él actuaría en su defensa.

5.1.3 Resultados Situación 3

En la situación tres se les mostraba a los estudiantes unos dibujos que correspondían a la representación de una molécula sencilla (Agua), otra compleja (ADN), una bacteria, una célula animal, una célula vegetal y un virus. Al colocarle el nombre a cada uno, los estudiantes confundían al virus o con un átomo o con un microorganismo pero ninguno logro identificarlo. Al final de la situación se proponía que se redactara un párrafo teniendo en cuenta esas estructuras acerca del origen de la vida, Los estudiantes organizaron las estructuras de menor a mayor tamaño y complejidad y con base en esto discutieron la posible evolución de la vida como un proceso que empezó desde la mas simple y dio lugar a lo mas complejo. Los anteriores resultados son una evidencia de la necesidad de diseñar un material educativo que ilustre las características generales de los virus y que tenga actividades encaminadas a fortalecer la capacidad argumentativa y propositiva del estudiante.

52

5.2 Organización de los contenidos de la cartilla

Como se mencionaba desde un comienzo, la cartilla está conformada por tres módulos cada uno con un taller y al final de la cartilla una evaluación. Para poder comprender como están distribuidos los contenidos y las actividades de la cartilla se puede observar la figura 5-1. Figura 5-1: Organización de los contenidos en la cartilla

5.3 Recursos empleados en la cartilla

5.3.1 Programa Microsoft PowerPoint

Esta cartilla se desarrollo teniendo en cuenta las facilidades que ofrece el programa

Microsoft PowerPoint. A través de esta herramienta podemos hacer presentaciones que

contengan video, imágenes, animación y sonidos (Ver figura 5-2). Se escogió este

recurso por la facilidad de acceso que tienen los estudiantes en el colegio o incluso

53

desde sus computadores personales. Además se buscaba un programa que permitiera

la vinculación de páginas web, animaciones, imágenes, sonidos, etc.

Figura 5.2: El entorno de Microsoft PowerPoint

Las instrucciones para desarrollar correctamente la cartilla son las siguientes:

1. Ingrese a la carpeta INSTALACION que se encuentra en el CD

2. Copie los archivos que están en ella.

3. Pegue todos estos archivos en el disco duro de su computador “C”

4. Haga Clic en el archivo Cartilla.pptx

5. Listo, ya puede reproducirla

NOTA. Para las animaciones en Flash debe tener el programa para reproducirlas

instalado en su computador Reproductor de Flash Macromedia y además conexión a

internet.

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5.3.2 La animación en Adobe flash Profesional

Otro recurso que se empleó en la ambientación de la cartilla, fue la animación realizada en el

programa Adobe Flash Profesional, para ello se tuvo que realizar una búsqueda minuciosa de las

animaciones que podían vincularse en la cartilla.

5.3.3 El software Windows Movie Maker

El software Windows Movie Maker es un editor con el cual se pueden crear videos

empleando imágenes y sonido. Para la cartilla fue necesario utilizar este software, pues

en el transcurso de la misma hay cuatro videos realizados por la autora que explican

detalladamente los componentes de los virus y las teorías acerca de su origen.

5.3.4 Aplicación Jclic

Jclic es una aplicación para realizar actividades como crucigramas, sopas de letras,

reconstrucción de textos, exploración, etc. Muy útil a la hora de hacer recursos que nos

ayuden a evaluar los contenidos de manera divertida y didáctica. Esta aplicación se

empleó para hacer una actividad al final del módulo llamada “evaluación”. El recurso

forma un applet que puede ser usado si el computador que estamos utilizando permite

visualizar archivos de Java. De lo contrario tendríamos que instalarlo. A continuación se

describen brevemente los pasos que hay que seguir para instalar los archivos en el

computador.

1. En el CD habrá la carpeta INSTALACION y copie todo lo que está en ella.

2. Pegue toda esta información en el disco duro “C” de su computador directamente

3. Busque el archivo “Virus.htm” y haga doble clic para empezarlo a reproducir

4. Desbloquee (en caso de que sea necesario) para activar plugin de Java

5. Listo, ya puede comenzar a desarrollar la evaluación.

6. También puede hacer clic en el botón evaluación que hay en la cartilla en

PowerPoint, inmediatamente se abrirá el archivo.

55

6. Conclusiones y recomendaciones

6.1 Conclusiones

Se diseñó y elaboró una cartilla para la enseñanza del tema “los virus, características,

ciclo reproductivo y teorías de origen” empleando Tecnologías de la información y

comunicación (TIC). Este recurso es una contribución importante porque permite

conocer de manera más detallada las características de los virus y además muestra su

origen y su incidencia en la evolución.

Este recurso es valioso para los docentes de biología, pues es una herramienta clave

para motivar a sus estudiantes en el aprendizaje y de paso da una idea de las

actividades que se pueden hacer empleando las herramientas de Microsoft, Adobe y la

Web 2.0.

En la revisión epistemológica se explicó cómo los virus fueron mediadores del paso del

ARN a ADN, este punto es muy importante porque deja ver la gran influencia que han

tenido en el origen de la vida.

Al finalizar cada módulo se propone un taller que muestra situaciones problema a

resolver por parte de los estudiantes. Esto permite el fortalecimiento de competencias a

través de la reflexión, la discusión y la puesta en común del grupo durante el desarrollo

de actividades.

56

6.2 Recomendaciones

Se pretende en una segunda fase aplicar la cartilla con miras a retroalimentarla y hacer

las correcciones pertinentes para cualificarla y nutrirla con otros temas en los cuales los

virus son pieza fundamental. Considerar a los virus como pieza clave en las

interacciones ecológicas.

Se estudiará la posibilidad de utilizar otra herramienta para reconstruir la cartilla de

manera tal que se pueda vincular la evaluación dentro de ella haciendo más interesante

el entorno.

A. Anexo: Guía de exploración

GUIA DE EXPLORACIÓN

El grupo se dividirá en subgrupos y cada uno analizará las siguientes situaciones.

Las respuestas deberán ser entregadas por escrito.

SITUACIÓN 1.

Actualmente es importante que cuando asistas a un centro médico y vayas a

recibir un tratamiento donde se utilice una jeringa, verifiques si es nueva. La

persona que va a manipular la jeringa debe destaparla delante de ti y además

debe utilizar guantes para poder realizar esta acción.

¿Por qué son importantes esas medidas de prevención?

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

¿Qué podría suceder si no se tuvieran en cuenta éstas recomendaciones?

_______________________________________________________________________________

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_______________________________________________________________________________

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SITUACIÓN 2

En Colombia se ha llevado este año una fuerte campaña de vacunación contra

el SARAMPION, enfermedad contagiosa cuya infección se propaga por

contacto con gotitas provenientes de la nariz, la boca o la garganta de una

persona infectada. El estornudo y la tos pueden lanzar gotitas contaminadas al

aire.

Aquellas personas que hayan tenido una infección de sarampión activa o que

hayan sido vacunados contra la enfermedad tienen inmunidad contra dicha

afección. Antes de la vacunación generalizada, el sarampión era una

enfermedad tan común en la infancia que la mayoría de las personas ya había

padecido la enfermedad a la edad de 20 años. El número de casos de

sarampión descendió en las últimas décadas a casi ninguno en los Estados

Unidos y Canadá; sin embargo, las tasas han comenzado a elevarse de nuevo

recientemente.

¿Cómo podemos evitar la infección con sarampión? Enumera dos maneras de

evitarlo.

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

¿Cómo imaginas que son los agentes patógenos que causan la enfermedad? Si

quieres realiza un dibujo.

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¿Por qué crees que las personas que han sido vacunadas o que han padecido

esta enfermedad se vuelven inmunes?

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

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NOTA. A continuación se da una explicación de los términos patógeno e

inmunidad que pueden ser empleados en el desarrollo de la exploración.

Patógeno: Agente que produce la enfermedad

Inmunidad: Estado de resistencia que puede ser natural o adquirida, frente al

ataque de ciertos agentes patógenos.

SITUACION 3.

Se presentan a los chicos los siguientes dibujos

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A cada uno de los anteriores dibujos colócales un nombre, seguidamente

redacta un párrafo acerca del origen de la vida teniendo en cuenta las

anteriores estructuras.

B. Anexo: Evidencia de Aplicación de Guías

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63

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65

66

67

68

69

70

71

72

C. Anexo: CD con la cartilla.

73

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