Gui a Bio 4

El material didáctico Guía para el profesor CienciasBiológicas 4, para Cuarto Año de Educación Media, es una obra colectiva, creada y diseñada por elDepartamento de Investigaciones Educativas deEditorial Santillana, bajo la dirección de

MANUEL JOSÉ ROJAS LEIVA

Coordinación Área Científico-Matemática : GABRIEL MORENO RIOSECO

Autores: LUIS FLORES PRADO

GERMÁN MANRÍQUEZ SOTO

Edición: CAROL VALENZUELA CAVIEDES

Ayudante de edición: REINALDO VARGAS CASTILLO

Corrección de estilo: ISABEL SPOERER VARELA

Documentación: PAULINA NOVOA VENTURINO

RUBÉN ÁLVAREZ ALMARZA

La realización gráfica ha sido efectuada bajo la dirección de:

VERÓNICA ROJAS LUNA

con el siguiente equipo de especialistas:

Coordinación gráfica: CARLOTA GODOY BUSTOS

Diseño y diagramación: MARIELA PINEDA GÁLVEZ

Cubierta: MARCELA MONCADA LOMEÑA

Producción:NELSON GUAJARDO ARRIAGADA

Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita de los titulares del "Copyright", bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción total o

parcial de esta obra por cualquier medio o procedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución en ejemplares de ella

mediante alquiler o préstamo público.

© 2006, by Santillana del Pacífico S.A. de Ediciones, Dr. Aníbal Ariztía 1444, Providencia, Santiago (Chile)

PRINTED IN CHILE Impreso en Chile por Quebecor World S.A.

ISBN: 956 - 15 - 1113 - 4 Inscripción N° 152.084

www.santillana.clN.E.

[email protected]

3Guía de Ciencias Biológicas

Índice

Introducción 4

Antecedentes curriculares 4

Organización del texto del alumno 6

Estructura de la guía para el profesor 9

ORIENTACIONES DIDÁCTICAS

Unidad 1: Información génica y proteínas 10

Propósito de la unidad 10

Objetivos Fundamentales Verticales 10

Marco curricular 10

Objetivos Fundamentales Transversales 12

Organización de la unidad 12

Planificación de la unidad 13

Solucionario 19

Trabajo con los preconceptos 26

Ampliación de contenidos 26

Material anexo 30

Unidad 2: Microbios, sistemas de defensa y salud 35



Marco curricular 35




Solucionario 44



Material anexo 53

Unidad 3: Organismo y ambiente 59



Marco curricular 59




Solucionario 67



Material anexo 78

Evaluaciones 83

Unidad 1: Información génica y proteínas 83

Unidad 2: Microbios, sistemas de defensa y salud 86

Unidad 3: Organismo y ambiente 89

Bibliografía 94

4 Guía de Ciencias Biológicas

La Guía para el profesor del texto Ciencias Biológicas 4,ha sido creada por Editorial Santillana como un ma-terial de apoyo al proceso de enseñanza- aprendizajepara el subsector Biología.

Cada docente del subsector encontrará en sus páginasuna propuesta editorial actualizada, que incorporalos lineamientos de la Reforma Educacional chilenajunto con los nuevos enfoques pedagógicos y un tra-tamiento riguroso y científico de los contenidos.

Como una forma de enriquecer la labor docente, estaguía además cuenta con un disco compacto en elque se entregan diversas herramientas, entre ellas:Programa de Biología de 4° Año de Educación Media;el portal web con las actividades interactivas a las quelos estudiantes pueden acceder también desde Internetdirigiéndose a la página www.santillana.cl/bio4 y unset de preguntas tipo PSU.

La Reforma Educacional en nuestro país responde aun consenso mundial sobre la importancia de la edu-cación y a una revisión crítica de su calidad y equidad.

En un contexto general, la política educacional delgobierno se enmarca en el fortalecimiento de la des-centralización curricular y en la promoción de unapedagogía activa que parte de la creación de unnuevo currículum que, a su vez, permite establecerredes de apoyo a la gestión educacional, proyectosinstitucionales y otorgar espacios para la participa-ción de la comunidad educativa en cualquier regióndel país.

A partir de un marco curricular de referencia, formadopor los Objetivos Fundamentales (OF) y los ContenidosMínimos Obligatorios (CMO), cada establecimientotiene la libertad de definir sus propios programas deestudio, lo que significa un cambio sustantivo en laforma de entender el currículum. Se pasa así de undiseño curricular centralizado por el MINEDUC a otroen el que el principio de la flexibilidad y autonomíade cada centro cobra un papel significante.

En este contexto de cambio es indispensable renovarlos textos escolares para responder a las demandasde la sociedad actual. Editorial Santillana se sumó aesta tarea mediante la creación del texto CienciasBiológicas 4 que responde a los OF y CMO propuestos

en el programa de cuarto año de Educación Media,y que incorpora estrategias eficaces de enseñanzaque facilitan el aprendizaje de los estudiantes.

Las ideas o principios de aprendizaje incorporados enel texto son:

Participación activa del estudiante. Un estudiante quelogra comprometerse con su propio aprendizaje tienemayores posibilidades de aprender. En este sentido,presentamos un texto que plantea diversas situacionesde aprendizaje, brindando así la oportunidad de quealumnas y alumnos participen activamente ejercitan-do y desarrollando su actividad mental al observar,describir, comparar, relacionar, interpretar, analizar yresolver problemas simples.

Comunicación de los objetivos. Los estudiantes queconocen de antemano lo que el docente desea ense-ñarles, o lo que se espera que aprendan, tienen mayorposibilidad de lograr un aprendizaje significativo. Esimportante que sepan reconocer la manera en quese desea enseñarles y cómo irán logrando su apren-dizaje. Estos elementos contribuyen a la reflexiónindividual e interna de cada estudiante respecto delos conocimientos, habilidades y actitudes que desa-rrollarán. En el texto, los contenidos (conceptuales,procedimentales y actitudinales) se entregan en laspáginas de inicio de cada unidad.

Introducción

Antecedentes curriculares

Conocimientos previos. Cada estudiante posee unavariada gama de conocimientos adquiridos en formaempírica, a partir de su entorno particular, de lasexperiencias vividas, o derivada de los conocimien-tos, habilidades y actitudes aprendidas en los nivelesanteriores. Este conocimiento representa el puntode partida que debemos considerar como base paralograr un aprendizaje más duradero. Por esta razón,se incluye una página del texto destinada a detectarconocimientos previos. Las actividades inducen a losestudiantes permanentemente a recordar sus ideasprevias, estableciendo conexiones entre la nuevainformación y lo que ya saben.

Trabajo cooperativo. Sabemos que cada persona seproyecta desde su individualidad y originalidad entodos los ámbitos de la vida, pero es en su relación conlos demás donde se estimulan, potencian y desarrollansus habilidades sociales. En este sentido, la comunica-ción adquiere un rol fundamental para lograr apren-dizajes que surgen de la interacción con el otro.Debido a esto, en el texto se incorporan múltiplesactividades que promueven el trabajo cooperativo.

Evaluación continua. Tradicionalmente, las evalua-ciones más frecuentes son las que se hacen al iniciaruna unidad (evaluación diagnóstica) y después de laenseñanza de un cuerpo más o menos extenso deinformación y de habilidades o procedimientos (eva-luación sumativa). De acuerdo a la nueva propuestaeducativa, todo es evaluable, rompiendo con la ten-dencia a confundir evaluación con calificación. Ade-más, según estas nuevas tendencias, el estudiantetambién debe ir observando el nivel de logro de losaprendizajes esperados que se le han propuesto deantemano. Por este motivo, si queremos obtenerinformación respecto de cómo evoluciona el apren-dizaje de alumnos y alumnas, resulta fundamentalevaluar durante todo el proceso. De acuerdo coneste principio, se presentan en el texto diversas acti-vidades que pueden convertirse en instancias de eva-luación antes, durante y después del proceso ense-ñanza-aprendizaje, las cuales permiten mantenerinformado al estudiante y al docente, respecto deldesarrollo del proceso.


En el texto Ciencias Biológicas 4 los contenidos seorganizan en 3 unidades y 10 anexos, distribuidos en160 páginas.

Las tres unidades son:

Unidad 1: Información génica y proteínasUnidad 2: Microbios, sistemas de defensa y saludUnidad 3: Organismo y ambiente

A continuación se describen los tipos de páginas y lassecciones que aparecen en cada unidad:

1. Páginas de inicio de unidad

En dos páginas se presenta el título de la unidad yun breve texto introductorio de los contenidos quese desarrollarán en la unidad. En la sección En estaunidad… se dan a conocer los contenidos (concep-tuales, procedimentales y actitudinales) que se tra-bajarán. La sección Antes de comenzar… consisteen una actividad diagnóstica que permitirá recogerlos conocimientos previos de los estudiantes.

2. Páginas de desarrollo de contenidos

Los contenidos son desarrollados en un lenguajeameno, claro y preciso, pero guardando la riguro-sidad que caracteriza a esta disciplina.

Estas páginas incluyen las secciones que se detallana continuación:

– Actividad. Actividades de distinta índole que apa-recen numeradas en orden correlativo en cadaunidad.

– Biodatos. Se entrega información complemen-taria a los contenidos tratados.

– Reflexiona. Propone temas para reflexionar acercade ciertas actitudes.

– Biolab. Actividad experimental que permite poneren práctica el método científico.

– Biologí@net. Se sugieren direcciones de Internet,en las que los estudiantes puedan obtener másinformación para ampliar y/o reforzar los conte-nidos.

– Ir a la web. Sección que propone diversas activi-dades, tales como animaciones, disponibles enla página www.santillana.cl/bio4 .


Organización del texto del alumno

3. Páginas de proyecto

En estas páginas se plantea una actividad experi-mental, a partir de un problema científico que losestudiantes deberán resolver mediante la experi-mentación y aplicación del método científico.

Además, analizan sus resultados, guiándose porlas preguntas propuestas en la página.

4. Páginas de Trabajo con las actitudes

Son cuatro páginas destinadas al desarrollo deactitudes y hábitos tendientes a la mantención de lasalud y a la preservación de los seres vivos y del me-dio ambiente. Estas páginas incluyen las secciones:

1. Explorar el problema. Se expone el tema a desarro-llar, en relación a la salud y el medio ambiente, conla ayuda de gráficos y tablas.

2. Analizar el problema. Se entrega un listado depreguntas que guían el análisis de los datos entre-gados en la sección Explorar el problema.

3. Tomar una decisión. Se propone una instancia pa-ra que los estudiantes manifiesten su actitud yopinión respecto al tema planteado.

4. Mi compromiso. Actividad a través de la cual se pro-pone que los estudiantes promuevan el cuidadode la salud, de los seres vivos y del medio ambiente.

5. Página de Lectura científica

Texto de carácter científico actualizado y relacio-nado con el tema de la unidad, incluye preguntasde profundización y reflexión en torno a lo leídoy a los contenidos tratados.



Organización del texto del alumno

6. Páginas de Resumen de la unidad

En dos páginas se presenta la síntesis de la unidad.Incluyen la sección Mapa conceptual, cuyo objetivoes que los estudiantes relacionen los principalescontenidos desarrollados en la unidad.

7. Páginas de evaluación (Comprueba lo que aprendiste)

Son dos páginas en las que se entregan preguntastipo PSU relacionadas con los contenidos desarro-llados en la unidad y cuyas respuestas se entreganen el Solucionario al final del libro.

8. Página de Glosario

Página que incluye una breve definición de losconceptos más importantes desarrollados en launidad.

9. Páginas de Anexos

Se incluyen diez anexos que apoyan el trabajo delos estudiantes en distintas actividades.

Anexo 1: Medidas de seguridad en el trabajo de laboratorio

Anexo 2: Uso del microscopio ópticoAnexo 3: Secuencia de bases de la hormona

del crecimientoAnexo 4: Actividad enzimática de la catalasaAnexo 5: ¿Los tejidos vegetales presentan

el mismo contenido de ADN?Anexo 6: Observación de bacterias del yogurAnexo 7: Cultivo de microorganismosAnexo 8: Medidas de prevención del virus HantaAnexo 9: Compatibilidad de los grupos

sanguíneosAnexo 10: Diagrama de estructura de edades


La Guía para el profesor del texto Ciencias Biológicas 4,para Cuarto Año de Educación Media, es un materialcreado por Editorial Santillana como apoyo al proce-so de enseñanza-aprendizaje para el subsectorBiología. Esta propuesta de guía incorpora materialconcreto de apoyo a la labor docente a través dediversos elementos que se desarrollan al interior desus páginas y en el disco compacto que la acompaña,en el que se entrega: Programa de Biología de 4°Año de Educación Media; el portal web con las acti-vidades interactivas a las que los estudiantes pue-den acceder también desde Internet dirigiéndose ala página www.santillana.cl/bio4 y un set de pregun-tas tipo PSU.

En cada unidad se distinguen los siguientes elementos:

• Propósito de la unidad. Define en términos brevesel objetivo principal de la unidad.

• Objetivo Fundamental Vertical. Propuesto por elMINEDUC en el Decreto Nº 220, de mayo de 1998 yque se desarrolla en la unidad.

• Marco curricular. Cuadro que organiza los Conteni-dos Mínimos Obligatorios, Aprendizajes esperadosy habilidades a desarrollar por los estudiantes en launidad, de acuerdo a lo propuesto en los planes yprogramas.

• Objetivo Fundamental Transversal. En esta secciónse enuncian los OFT propuestos por el MINEDUC quese abordan en la unidad.

• Organización del texto. Esta sección resume, en unared conceptual sencilla, los contenidos tratados alo largo de la unidad y su interrelación.

• Planificación de la unidad. Se entregan por páginao tema las siguientes secciones:

– Objetivos. Se presentan los objetivos específicosde la(s) página(s).

– Contenidos. Se entrega un listado de los conte-nidos desarrollados en la(s) página(s).

– Sugerencias metodológicas. Esta sección tambiénincluye actividades complementarias a las pro-puestas en el texto del alumno, que pueden con-siderar nuevas actividades de laboratorio (Guía detrabajo), proyectos científicos y debates, entreotros.

– Sugerencias de evaluación. En esta sección seproponen diferentes formas e instrumentos deevaluación.

• Solucionario. Respuestas a todas las preguntas yactividades planteadas en la unidad.

• Trabajo con los preconceptos. En esta sección seentregan propuestas metodológicas para identificarlos preconceptos y corregir los errores conceptualesmás frecuentes en los que incurren los estudiantes.

• Ampliación de contenidos. Sección destinada a laactualización docente, en la que se profundizan al-gunos de los temas tratados en la unidad, entre-gando información actualizada.

• Material anexo. Sección que entrega a los docentesmaterial fotocopiable de diversa índole, lo que in-cluye: guías de trabajo y sugerencias de esquemase ilustraciones para elaborar transparencias.

• Evaluaciones. Al término de las orientaciones di-dácticas, se propone una evaluación para ser apli-cada al finalizar cada unidad. Este instrumentoincluye preguntas tipo PSU que permitirán la ejer-citación y desarrollo de habilidades para enfrentareste sistema de evaluación.

• Bibliografía. Esta sección va al término de la guía yda referencias de libros, revistas y páginas webpara apoyar el trabajo de la unidad.

Estructura de la guía para el profesor

• Proteínas como expresión de lainformación genética.

• El material genético.

• Estructura del ADN.

• El código genético, lectura ytraducción del mensaje de losgenes.

• Continuidad del material genético: Replicación del ADN.

• Biotecnología.

• Enzimas.


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Información génica y proteínas

Propósito de la unidad

Esta unidad se centra en los fundamentos químicosde la información genética que origina, mantiene yperpetúa la vida. Esto incluye el conocimiento básicosobre la composición química del material genético,su expresión en la secuencia de proteínas y su conti-

nuidad de generación en generación. Además, seestudia el impacto del conocimiento de la estructuradel ADN, tanto para explicar el fenotipo de los indi-viduos, sus variaciones y herencia, como para el diseñode aplicaciones biotecnológicas.

Objetivos Fundamentales Verticales

Marco curricular

– Comprender los principios básicos y conocer loshallazgos experimentales sobre la naturaleza yestructura del material genético, el tipo de información que contiene y cómo esta se expresa.Valorar el aporte de este conocimiento para explicar los seres vivos.

– Entender y valorar el conocimiento sobre el genoma y los fenómenos de transferencia deinformación génica, apreciando sus aplicacionesen salud y biotecnología, y sus dimensiones éticas y culturales.

Contenidos Mínimos Obligatorios Aprendizajes esperados Habilidades

Los alumnos y alumnas saben yentienden:

• El ADN es el material que especifica las propiedadeshereditarias de cada especie, su conservación y sus cambiosevolutivos.

• El fundamento de la continui-dad de la vida a través de lareplicación del ADN y del flujode la información genéticadesde el ADN a las proteínas.

Los alumnos y alumnas mejoransus habilidades de:

• Manejar conceptos abstractos.

• Discutir y comunicar observa-ciones e información.

• Razonar utilizando conoci-mientos previos, estableciendorelaciones entre conceptos,interpretando resultados experimentales.

• Realizar montajes experimen-tales sencillos.

1


Contenidos Mínimos Obligatorios Aprendizajes esperados Habilidades

• Los genes que codifican paraARN mensajeros determinan lasecuencia de aminoácidos de lasdistintas proteínas y su mensajeestá escrito en un código universal de tres nucleótidosque especifica cada aminoácido.

• El mensaje de cada gen setransforma en una proteínamediante dos etapas de transferencia de información:la transcripción y la traducción.

• La secuencia de aminoácidosrecién sintetizada se pliega y adquiere una estructura tridimensional, particular paracada secuencia.

• El código genético es universal:se basa en tripletes de nucleó-tidos (codones) que correspon-den a aminoácidos específicoso a señales de inicio y términoen la síntesis de una proteína.

• Las proteínas son las moléculasque ejecutan la informacióngénica.

• La mayoría de los genes codifican enzimas que son unacategoría especial de proteínasque aumentan la velocidad delas reacciones químicas.

• Las enzimas son catalizadoresbiológicos específicos respectode las reacciones químicas querealizan y de los sustratos quemodifican.

• El material genético se duplicaantes de la división celular. Lareplicación del ADN reproducefielmente toda la secuencia denucleótidos del genoma por unmecanismo semiconservativo.


Objetivos Fundamentales Transversales

– Interés y capacidad de conocer la realidad, de utilizar el conocimiento y seleccionar informaciónrelevante.

– Capacidad de exponer ideas, opiniones, convicciones, sentimientos y experiencias demanera coherente y fundamentada, haciendo uso de diversas y variadas formas de expresión.

– Comprender y valorar la perseverancia, el rigor yel cumplimiento, por un lado, y la flexibilidad, laoriginalidad, la capacidad de recibir consejos y críticas y el asumir riesgos, por el otro, comoaspectos fundamentales en el desarrollo y la consumación exitosa de tareas y trabajos.

Organización de la unidad

Información génica y proteínas

ADNRelación entre

genes y proteínas

Material genético y estructura del ADN

Traspaso de la información de los genes a las

proteínas

Replicación del ADN

Traducción y replicacióndel material genético

Manipulación delmaterial genético

Proyecto GenomaHumano

Biotecnología EnzimasExpresión de la

información génica


Planificación de la unidad10

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rupo

fosf

ato,

que

libe

raio

nes

hidr

ógen

o y

le c

onfie

re la

car

ga n

egat

iva

alfo

sfat

o. E

stas

car

gas

atra

en a

las

prot

eína

s, s

obre

la

s cu

ales

la d

oble

hél

ice

de A

DN

se

enro

llará

par

afo

rmar

los

crom

osom

as.

•A

verig

uan

sobr

e el

AD

N n

o co

dific

ante

o A

DN

ba

sura

, que

cor

resp

onde

al 9

0% d

e nu

estr

o ge

nom

a (e

ntre

30.

000

y 40

.000

gen

es).

•Re

suel

ven

la A

ctiv

idad

6 y

disc

uten

sus

resp

uest

asco

n el

cur

so.

Pági

nas

Obj

etiv

osC

onte

nido

sSu

gere

ncia

s m

etod

ológ

icas

Suge

renc

ias

de e

valu

ació

n

18-2

0•

Rela

cion

ar e

l efe

cto

de la

varia

ción

de

un g

en c

on la

sínte

sis d

e pr

oteí

nas.

•Re

laci

ón e

ntre

gen

y

prot

eína

.•

Enfe

rmed

ades

de

base

he

redi

taria

.•

Mut

ació

n.•

Ane

mia

falc

iform

e.

•Se

ñala

r que

las

enfe

rmed

ades

de

base

her

edita

riano

se

debe

n co

nfun

dir c

on e

nfer

med

ades

con

géni

-ta

s, q

ue s

e pr

oduc

en p

or u

n tr

asto

rno

dura

nte

el

desa

rrol

lo e

mbr

iona

rio o

dur

ante

el p

arto

; y e

nfer

-m

edad

es g

enét

icas

, que

son

aqu

ella

s pr

oduc

idas

por a

ltera

cion

es e

n el

AD

N, p

ero

que

no n

eces

aria

-m

ente

se

here

dan

de lo

s pr

ogen

itore

s.

•Pa

ra la

Act

ivid

ad 9

, de

la p

ágin

a 19

, sug

erirl

es q

uese

org

anic

en e

n gr

upos

par

a in

vest

igar

ace

rca

deun

a de

las

enfe

rmed

ades

her

edita

rias,

evi

tand

o qu

ees

tas

se re

pita

n.

•A

naliz

an la

gen

ealo

gía

de la

Act

ivid

ad 8

y co

men

tan

sus

resp

uest

as c

on e

l cur

so.

•Ex

pone

n la

info

rmac

ión

reco

pila

da d

e un

a de

las

enfe

rmed

ades

her

edita

rias

con

ayud

a de

pap

elóg

rafo

se

imág

enes

.

21•

Expe

rimen

to d

e pu

lso

y ca

za.

•D

esar

rolla

n la

Activ

idad

10

y di

scut

en s

us re

spue

stas

con

el c

urso

.


22-2

4•

Iden

tific

ar la

est

ruct

ura

del

ARN

.•

Com

pren

der e

l pro

ceso

de

tran

scrip

ción

y la

rela

ción

con

la s

ínte

sis d

e pr

oteí

nas.

•Re

cono

cer l

os p

rinci

pale

sev

ento

s de

la e

xpre

sión

géni

ca.

•Es

truc

tura

del

ARN

.•

Proc

eso

de tr

ansc

ripci

ón.

•D

espu

és q

ue re

aliz

an la

Act

ivid

ad 1

1, u

bica

n lo

s pr

oces

os d

e tra

nscr

ipció

n y

tradu

cció

n en

el e

sque

ma

de la

pág

ina

22 d

el te

xto.

•Se

ñala

r que

la m

aqui

naria

de

tran

scrip

ción

se

acop

laa

una

regi

ón d

enom

inad

a ca

ja T

ATA

y q

ue e

s di

fe-

rent

e al

siti

o de

inic

io d

e la

tran

scrip

ción

que

est

áde

term

inad

o po

r la

secu

enci

a TA

C.

•Se

ñala

r que

en

el p

roce

so d

e tr

ansc

ripci

ón s

olo

setr

ansc

ribe

un s

ecto

r de

una

hebr

a de

las

hebr

as d

elA

DN

.

•El

abor

an u

na m

aque

ta d

el p

roce

so d

e tr

ansc

ripci

óny

rotu

lan

las

estr

uctu

ras

más

rele

vant

es. R

ealiz

anun

a ex

posic

ión

de s

us tr

abaj

os.

Pági

nas

Obj

etiv

osC

onte

nido

sSu

gere

ncia

s m

etod

ológ

icas

Suge

renc

ias

de e

valu

ació

n

25•

Iden

tific

ar e

l cód

igo

gené

tico

y lo

s am

inoá

cido

s pa

ra lo

squ

e co

dific

a.

•C

ódig

o ge

nétic

o.•

Des

arro

llan

en p

arej

as la

Act

ivid

ad 1

3. R

ecor

darle

squ

e en

la e

stru

ctur

a de

l ARN

se

utili

za u

raci

lo (U

) en

vez

de ti

min

a (T

). Po

ster

iorm

ente

, en

una

pues

ta e

nco

mún

exp

onen

sus

resp

uest

as a

l cur

so.

•Se

ñala

r que

el c

ódig

o ge

nétic

o po

see

las

sigui

ente

str

es c

arac

terís

ticas

prin

cipa

les:

tien

e co

done

s co

mo

unid

ades

de

codi

ficac

ión,

pos

ee c

odon

es d

e in

icio

y

térm

ino,

y q

ue u

n co

dón

dete

rmin

ado

codi

fica

siem

pre

el m

ismo

amin

oáci

do.

•A

par

tir d

e la

sig

uien

te s

ecue

ncia

de

AD

N, e

labo

ran

la h

ebra

de

ARN

y la

sec

uenc

ia d

e am

inoá

cido

s pa

rala

s qu

e co

dific

an.

AAAT

CAAT

TCTG

TGAA

CGAT

AATC

CAGT

CATT

GATG

TTGC

CAGA

GACA

AAG

26 y

27

•C

ompr

ende

r el p

roce

so d

em

adur

ació

n de

l ARN

.•

Rela

cion

ar e

l pro

ceso

de

tran

scrip

ción

con

la s

ínte

sisde

pro

teín

as.

•M

adur

ació

n de

l ARN

: cor

tede

intr

ones

y e

mpa

lme

deex

ones

.•

Proc

eso

de tr

aduc

ción

.

•Se

ñala

r que

los

intr

ones

son

sec

uenc

ias

de n

ucle

óti-

dos

pres

ente

s en

el A

DN

, per

o qu

e no

cod

ifica

n.

Las

secu

enci

as c

odifi

cant

es s

e de

nom

inan

exo

nes.

•Ex

plica

r el p

roce

so d

e co

rte d

e in

trone

s y

empa

lme

deex

ones

pro

yect

ando

el e

sque

ma

que

apar

ece

en la

secc

ión

Mat

eria

l ane

xo, d

e la

pág

ina

30. P

regu

ntar

les:

¿Qué

pro

ceso

s re

pres

enta

n la

s fle

chas

?

•Pr

opon

erle

s qu

e av

erig

üen

acer

ca d

e la

enz

ima

enca

rgad

a de

cor

tar l

os in

tron

es y

ens

ambl

ar lo

sex

ones

.

•Su

gerir

les

que

vist

en la

pág

ina

ww

w2.

uah.

es/

biom

odel

/bio

mod

el-m

isc/a

nim

/inic

io.h

tmen

ella

enco

ntra

rán

anim

acio

nes

de la

tran

scrip

ción

y

trad

ucci

ón.

•Se

ñala

r que

el A

RN ri

boso

mal

se

sinte

tiza

y m

adur

aen

el n

uclé

olo.

•D

esar

rolla

n la

guí

a de

trab

ajo

Mad

urac

ión

del A

RNm

disp

onib

le e

n la

sec

ción

Mat

eria

l Ane

xo, d

e la

pá

gina

31.

•Re

cono

cer l

os p

rinci

pale

sfu

ndam

ento

s de

la b

iote

cno-

logí

a, s

us té

cnic

as, a

plic

acio

-ne

s e

impa

ctos

.



•Re

cono

cer e

l efe

cto

de la

sm

utac

ione

s en

la in

form

a-ci

ón g

enét

ica

y en

la s

ínte

sispr

otei

ca.

•M

utac

ione

s cr

omos

ómic

as

y pu

ntua

les.

•Su

stitu

ción

.•

Age

ntes

mut

ágen

os.

•Re

forz

ar q

ue u

na m

utac

ión

ocur

re p

rodu

cto

de u

naal

tera

ción

mal

o n

o re

para

da d

e la

info

rmac

ión

gené

tica

y qu

e se

tran

smite

a tr

avés

de

las

gene

ra-

cion

es. E

ste

cam

bio

pued

e oc

urrir

esp

ontá

neam

ente

o in

duci

das

por a

gent

es fí

sicos

o q

uím

icos

.

•Pr

opon

erle

s qu

e a

part

ir de

la s

ecue

ncia

de

AD

Nen

treg

ada

en la

sug

eren

cia

de e

valu

ació

n pa

ra la

pági

na 2

5, s

imul

en u

na s

ustit

ució

n en

la b

ase

nitr

o-ge

nada

38

para

que

, lue

go, c

onst

ruya

n el

ARN

m

y la

cad

ena

de a

min

oácid

os c

orre

spon

dien

tes.

•C

ompa

ran

los

prod

ucto

s de

am

bas

dele

cion

es y

di

scut

en s

obre

la im

port

anci

a de

l siti

o de

inic

io d

e la

tran

scrip

ción

.

•El

abor

an u

n in

form

e do

nde

expl

ique

n el

tipo

de

mut

ació

n re

aliz

ada,

el A

RNm

resu

ltant

e y

la c

aden

ade

am

inoá

cido

s re

sulta

nte.

•D

esar

rolla

n la

guí

a de

trab

ajo

Anal

izan

do s

ecue

ncia

sde

pro

teín

aspr

opue

sta

en la

sec

ción

Mat

eria

lan

exo,

de

la p

ágin

a 32

.

Pági

nas

Obj

etiv

osC

onte

nido

sSu

gere

ncia

s m

etod

ológ

icas

Suge

renc

ias

de e

valu

ació

n

29 y

30

•C

ompr

ende

r el p

roce

so d

ere

plic

ació

n de

l AD

N.

•Re

plic

ació

n de

l AD

N y

corr

ecci

ón d

e er

rore

s.•

Seña

lar q

ue a

l pro

ceso

de

repl

icac

ión

de A

DN

tam

-bi

én s

e le

con

oce

com

o sín

tesis

de

AD

N y

dup

licac

ión

del A

DN

, pre

gunt

arle

s: ¿

En q

ué p

erío

do d

el c

iclo

celu

lar s

e lle

va a

cab

o?

•Ex

plic

ar q

ue, s

i bie

n la

heb

ra d

e A

DN

sin

tetiz

ada

es u

na h

ebra

com

plem

enta

ria a

la h

ebra

mol

de,

la c

opia

de

esta

gen

erar

á un

a re

plic

a de

la h

ebra

orig

inal

. Com

o am

bas

hebr

as s

e re

plic

an a

la v

ez,

cada

heb

ra m

olde

que

dará

apa

read

a co

n su

cop

ia,

por e

ste

mot

ivo s

e di

ce q

ue la

repl

icació

n es

un

proc

eso

sem

icon

serv

ativ

o.

•C

omen

tarle

s qu

e la

hel

icas

a pe

rmite

des

enro

llar y

sepa

rar l

as h

ebra

s de

AD

N, l

o qu

e lle

va a

la fo

rma-

ción

de

supe

renr

olla

mie

ntos

. Pro

pone

rles

que

aver

i-gü

en c

ómo

se e

vita

n es

tos

supe

renr

olla

mie

ntos

ypo

r qué

es

impo

rtan

te e

vita

r su

form

ació

n.

•D

esar

rolla

n la

guí

a de

trab

ajo

Códi

go g

enét

ico

disp

onib

le e

n la

sec

ción

Mat

eria

l ane

xo, d

e la

pá

gina

33.

31 y

32

•Te

cnol

ogía

del

AD

N re

com

-bi

nant

e, s

us a

plic

acio

nes

y el

impa

cto

sobr

e lo

s ec

osist

emas

.•

Org

anism

os tr

ansg

énic

os.

•C

omen

tarle

s qu

e en

la a

ctua

lidad

exi

sten

múl

tiple

sté

cnic

as d

e m

anip

ulac

ión

del m

ater

ial g

enét

ico,

entr

e el

las

está

la re

acci

ón e

n ca

dena

de

la p

olim

e-ra

sa, a

trav

és d

e la

cua

l se

obtie

nen

muc

has

copi

asde

un

segm

ento

de

AD

N.

Prop

oner

les

que

inve

stig

uen

acer

ca d

e la

s ár

eas

deap

licac

ión

de la

bio

tecn

olog

ía.

•En

gru

pos

elab

oran

un

info

rme

acer

ca d

e la

técn

ica

inve

stig

ada.

•C

onte

nido

de

AD

N re

lativ

o.


33•

Com

pren

der l

a im

plic

anci

asét

icas

, bio

lógi

cas

y so

cial

esde

l Pro

yect

o G

enom

aH

uman

o.

•Pr

oyec

to G

enom

a H

uman

o.•

Com

enta

rles

que

a pa

rtir

del P

roye

cto

Gen

oma

Hum

ano

se a

brió

cam

ino

a do

s nu

evas

disc

iplin

as:

genó

mic

a y

prot

eóm

ica,

que

tien

en c

omo

tare

a da

r sen

tido

a la

info

rmac

ión

del g

enom

a hu

man

o (y

de

otra

s es

peci

es) e

stud

iand

o lo

s ge

nes

y su

s fu

ncio

nes

y la

s pr

oteí

nas

que

se g

ener

an a

par

tir

de e

llos.

•Pr

opon

erle

s qu

e ha

gan

una

inve

stig

ació

n bi

blio

gráf

icaac

erca

de

esta

s do

s di

scip

linas

y s

us fu

ncio

nes.

•D

ebat

en e

n to

rno

a la

s im

plic

anci

as d

e la

info

rma-

ción

oto

rgad

a po

r el P

roye

cto

Gen

oma

Hum

ano

ysu

s po

tenc

iale

s us

os.

Pági

nas

Obj

etiv

osC

onte

nido

sSu

gere

ncia

s m

etod

ológ

icas

Suge

renc

ias

de e

valu

ació

n

34-3

6•

Reco

noce

r alg

unas

de

las

func

ione

s de

las

prot

eína

s.•

Com

pren

der l

os m

ecan

ismos

de a

cció

n en

zim

átic

a.

•En

zim

as.

•A

cció

n en

zim

átic

a: e

nerg

íade

act

ivac

ión,

siti

o ac

tivo,

espe

cific

idad

enz

imát

ica,

com

plej

o en

zim

a –

sust

rato

.•

Reac

cion

es a

nabó

licas

yca

tabó

licas

.

•Se

ñala

r que

las

prot

eína

s tie

nen

múl

tiple

s fu

ncio

nes

en n

uest

ro c

uerp

o, p

edirl

es q

ue in

diqu

en a

lgun

osej

empl

os.

•C

omen

tarle

s qu

e la

s en

zim

as a

ctúa

n en

cie

rtos

ra

ngos

de

tem

pera

tura

y p

H, p

or lo

que

al e

star

en

con

dici

ones

des

favo

rabl

es d

e pH

o te

mpe

ratu

rase

afe

cta

su a

ctiv

idad

, dism

inuy

éndo

la o

, sim

ple-

men

te, i

nact

iván

dola

.

•Ex

plic

ar q

ue la

func

iona

lidad

de

una

prot

eína

es

tá d

ada

por s

u es

truc

tura

. Las

pro

teín

as a

alta

ste

mpe

ratu

ras,

sup

erio

res

a lo

s 60

ºC

, se

dena

tura

n,es

dec

ir, p

ierd

en s

u es

truc

tura

o c

onfo

rmac

ión

trid

imen

siona

l, pr

ovoc

ando

una

pér

dida

de

su

func

ión.

•Re

aliz

an u

na in

vest

igac

ión

acer

ca d

e la

est

ruct

ura

prim

aria

, sec

unda

ria, t

erci

aria

y c

uate

rnar

ia d

e la

spr

oteí

nas

y el

abor

an u

na e

xpos

ición

par

a pr

esen

tarla

al c

urso

.

•D

esar

rolla

n la

guí

a de

trab

ajo

Estr

uctu

ra d

e la

s en

zim

as y

act

ivid

ad c

atal

ítica

prop

uest

a en

la

secc

ión

Mat

eria

l ane

xo, d

e la

pág

ina

34.

37•

Infe

rir q

ue lo

s te

jidos

veg

e-ta

les

en c

reci

mie

nto

o en

desa

rrol

lo p

rese

ntan

may

orco

nten

ido

de A

DN

.•

Des

arro

llar h

abili

dade

s re

laci

onad

as c

on e

l uso

de

mat

eria

l de

labo

rato

rio,

técn

icas

de

labo

rato

rio y

aplic

ació

n de

l mét

odo

cien

tífic

o.

•Si

no

cons

igue

n br

ócol

i, su

giér

ales

que

util

icen

co

liflo

r.

•Ex

iste

un p

roto

colo

que

per

mite

obs

erva

r heb

ras

deA

DN

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Planificación de la unidad

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Solucionario

Actividad 1 (página 10)

Fenotipos a nivel de:

– Organismo: color de ojos, color de pelo, estatura,color de piel, entre otros.

– Células: forma y tamaño celular, estructura de lamembrana plasmática, entre otros.

– Núcleo: estructura de la membrana nuclear, tama-ño y ubicación del nucléolo.

– Cromosomas: disposición en el núcleo.– ADN: las histonas que posibilitan el enrollamiento

del ADN.


a. Algunos fenotipos en que participan proteínasson: color de pelo, de ojos y de piel, forma del pelo(liso u ondulado), etc.

b. Algunas proteínas son enzimas, y su función espermitir que se lleven a cabo las reacciones quí-micas que ocurren en nuestro organismo.


a. Hombre: ojos verde, piel morena, pelo negro yliso, orejas grandes, cejas rectas y cara angulosaen las mandíbulas.

Pato lile: pico puntudo, colores y forma de las plu-mas, patas palmeadas, cola de plumas más largas.

Joven: ojos verdes, piel blanca, pelo rubio y ondu-lado, nariz recta, frente amplia, ojos pequeños,pestañas crespas.

Jaguar: tamaño de las manchas, largo (aproximado)del bigote, orejas pequeñas.


a. 2 copias.

b. Los genes se ubican en los cromosomas.

c. En anafase I.

d. Los trabajos de Mendel fueron muy importantespara determinar, posteriormente, que los genes(factores responsables de la herencia) se encon-traban en los cromosomas y que se encontrabanen número par en las células germinales y reducíansu número a la mitad en los gametos. De estamanera los genes (que corresponden a los fac-tores de la herencia propuestos por Mendel, mástarde denominados genes) se transmitían a ladescendencia.


a. Con este experimento se pretende establecer si lainformación hereditaria está contenida en algúncompuesto químico que puede transferirse deuna célula a otra.

b. Se utilizaron células muertas de la cepa S paraverificar si “alguna sustancia” pasaba de esa cepaa la cepa R, cambiando el fenotipo de las célulasR vivas. Si se hubiesen usado células de la cepa Svivas, la muerte de los ratones se habría debido asu presencia.

c. Las células de la cepa R se “transforman” en célu-las de la cepa S, es decir, adquieren fenotipos deestas últimas, como superficie lisa de sus colonias,y la capacidad de producir la muerte de los rato-nes. Esta transformación se produciría por laincorporación de información genética desde lacepa S a la cepa R. Más tarde, Avery descubriríaque la molécula que se traspasaba de una cepa aotra era el ADN.


a. La secuencia complementaria de la hebra es:AATCGAAATGGGCCT

b. Si se cambia una purina por una pirimidina, sincambiar su base complementaria, las bases no esta-blecerían los puentes de hidrógeno, por lo que ladoble hebra quedaría abierta en ese punto.


Solucionario

ADN

Transcripción

ARNm

Citoplasma

Traducción

Proteína

c. Los puentes de hidrógeno son enlaces intermole-culares débiles, puesto que ocurren solo porinteracciones entre el átomo de hidrógeno perte-neciente a una molécula y un átomo de oxígenoperteneciente a otra molécula (u otro elementoaltamente electronegativo, como el flúor), perosin ceder, recibir ni compartir electrones.


a. El ADN de las células procariontes es de doblehebra circular cerrado, en cambio el ADN euca-rionte es una doble hebra lineal, pero con formahelicoidal.

b. Las proteínas que están asociadas al ADN son lashistonas.

c. Síndrome de Down que se produce por tener uncromosoma extra en el par 21. Síndrome de Kline-felter que se produce por un aumento en uno odos cromosomas en el par sexual. Síndrome deTurner que se caracteriza por tener un solo cro-mosoma sexual X.


a. La genealogía de la fenilcetonuria representauna enfermedad de herencia recesiva, lo que semanifiesta en el “salto” de generación.

b. Los heterocigotos son sanos, pues la expresióndel alelo dominante permite la síntesis de la enzi-ma normal que determina la condición de sano.En cambio, el homocigoto recesivo expresa soloproteínas que pueden ser inactivas, total o par-cialmente, en las vías metabólicas de las células.

c. En la fenilcetonuria está involucrado solo un gen,aquel que codifica para la síntesis de la enzima.


a. En la página www.nlm.nih.gov/medlineplus/

spanish/ encontrarán mucha información sobrelas diferentes enfermedades.


a. La detección del ARNm a diferentes tiempos per-mite establecer el movimiento de estas moléculasen la célula, desde el núcleo al citoplasma.

b. La hipótesis que este experimento intenta poner aprueba es que el ARNm es una molécula interme-diaria entre los genes codificantes y las proteínas.

c. Si el ARNm se hubiese ubicado en el mismo lugara diferentes tiempos, ya sea en el núcleo o en elcitoplasma, se rechazaría la hipótesis.


a. En la transcripción se transcribe la hebra de ADN,que contiene la información para la síntesis deuna proteína, a una hebra de ARNm. La hebra deARNm se traslada hasta el citoplasma y a partirde ella se lleva a cabo la traducción, es decir lalectura de la hebra de ARNm para sintetizar unaproteína.



a. La secuencia complementaria es: TGAGCGCATTTAGTCGGCGCCAT

b. La secuencia de bases del ARNm que se formaríaa partir de la secuencia de ADN señalada es:ACUCGCGUAAAUCAGCCGCGGUA. La secuenciade ARNm que se formaría a partir de la hebra deADN complementaria es: UGAGCGCAUUUAGUCGGCGCCAU.


• A continuación se destacan las secuencias de inicio(TAC) y de término (ATT), respectivamente, de lasecuencia de bases de la hormona del crecimiento:

GCCTTAAGATTCATCCTCCGTAATTATGTATAC

AAGGGCTGGTAGGGCGACAGGGCAGA

CAAGCTGTTGCGATACGACGCACGAGTGGCA

GACGTGGTCGACCGAAAGCTGTGGATGGTCC

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GTTGGCACTTCTTTGGGTCGTCTTTAGGTTGGAC

CTCGAGGACGCATAGAGGGACGACGACTAG

GTCAGGACCGAGCTCGGCCAAGTCAAGGACG

CAAGGCAAAAGCGATTGAGGGACCAAATGCCAC

GATCGCTGAGGTTGCAAATGCTGGAC

GACTTTCTGGACCTTCTTCCATAGGTCTGGGAC

TACCCAGCAGACCTTCTGCCAAGGGGCGCATG

GCCAGTCTAGAAGTTTGTCTGGATGAGGTT

TAAGCTGTGGTTGAGGGTGTTGCTGCTGCGAGAC

GACTTTTTGATGCCAGACGACATGACGAAG

GCATTTCTGTACCTGTTTCAACTTTGGAAGGACG

CATAGCAAGTCACGGCAAGGCAACTTCCAAG

GACGCCAAAGATTAAGATCTTCGAACCC

a. Primero se debe separar los tripletes de nucleóti-dos. En esta secuencia se observan dos sitios detérmino: ATT y ATC. Pero la información para laproteína termina en el primer triplete de término.

Entre entre un gen y el siguiente pueden habermiles de bases, pues solo alrededor del 3% delgenoma está formado por genes codificantes, porlo tanto, lo que está más allá del sitio de términoATT es simplemente ADN vecino codificante paraotros genes.

b. El ARNm tiene 624 nucleótidos.

c. Hay 193 aminoácidos codificados a partir de lasecuencia de bases del gen de la hormona delcrecimiento.

d. Esta secuencia codifica para los siguientes amino-ácidos, respectivamente: metionina–fenilalanina-prolina-triptófano-isoleucina-triptófano-serina-arginina-leucina. La secuencia nucleótidos de los10 primeros aminoácidos es la siguiente: TACAAGGGCTGGTAGGGCGACAGGGCAGAC. Para deter-minar los aminoácidos correspondientes a estassecuencias, primero se debe establecer la secuen-cia de ARNm complementaria.

e. La secuencia de ARNm que codificaría para estos10 aminoácidos es: AUGUUCCCGACCAUCCCGUCCCGUCUG.

f. Existen 6 codones que codifican para el aminoá-cido serina (Ser): UCU, UCC, UCA, UCG, AGC y AGC.Esto es un ejemplo de la redundancia del códigogenético.


Etapa A. El ARNt que codifica para fenilalanina seune al codón del ARNm que se está traduciendoen el ribosoma.

Etapa B. El ARNt que codifica para triptófano seune al codón UGG del ARNm que codifica paraeste aminoácido.

Etapa C. El aminoácido triptófano se une a lacadena de aminoácidos de la proteína que se estásintetizando.


Solucionario

Etapa D. El ARNt que codificaba para fenilalanina(aminoácido que ya se ha unido a la cadena deaminoácidos) se retira del ribosoma para dar cabi-da a la llegada de otros ARNt.


• En la secuencia se elimina el nucleótido número12 que es una citosina.

GCCTTAAGATTCATCCTCCGTAATTATGTATACAAGGGCTGGTAGGGCGACAGGGCAGAC

• Por lo que la secuencia de ADN resultante es:GCCTTAAGATTATCCTCCGTAATTATGTATACAAG

Como la mutación no afectó a los nucleótidos queestán después del sitio de inicio no hubo modifi-cación en la composición del ADN, por lo que losaminoácidos son los mismos

a. La mutación simulada es una deleción, pues seelimina una base nitrogenada.

b. Esta mutación cambia los codones, y por este cam-bio se origina un cambio en los aminoácidos quecomponen dicha proteína.


a. En la hebra superior, las bases que faltan son A, Cy T; y en la inferior faltan T, G y C.

b. Para la hebra superior, el producto de la replicaciónes: TTGTGGTGGTCAACAG; mientras que para lahebra inferior es: AACACCACCAGTTGTC.


a. La etapa G2 ha presentado un aumento en el tiem-po de duración.

b. Esta situación coincide con el hecho de que corres-

ponde a la etapa de reparación de los erroresque ocurren durante la replicación.

c. Los rayos ultravioleta producen daños en el ADNdurante la replicación, pues en esta etapa el ADNqueda “descubierto” y, por lo tanto, es suscepti-ble de sufrir daños. Por otro lado, hay que consi-derar los errores acumulados por la maquinariade replicación.


a. La energía de activación que se requiere en presen-cia de una enzima es inferior a la energía requeridaen ausencia de esta.

b. Esta es una de las propiedades básicas del funcio-namiento de las enzimas: facilitan el desarrollode las reacciones químicas disminuyendo la ener-gía de activación.


• En la elaboración del modelo de llave-cerradura,se debe guiar la discusión de los estudiantes entorno a cómo se produce la unión entre la enzi-ma y el sustrato. Este proceso es dinámico, ya quetanto la enzima como el sustrato modifican suestructura al unirse y al separarse. Estas modifica-ciones en su forma están relacionadas con el cam-bio en el plegamiento de las proteínas debido ainteracciones, principalmente eléctricas e hidro-fóbicas, entre la enzima y el sustrato.

• Los modelos más aceptados de unión enzima sus-trato son: llave-cerradura y encaje inducido.


a. En la situación B, la forma de la enzima cambiaproducto de interacciones físicas con el sustrato.

b. El cambio de la forma en la enzima induce uncambio en la estructura del sustrato, lo que se


traduce en la disminución de energía de activa-ción de la reacción química.

c. Una vez que ha ocurrido la reacción, la enzimavuelve a la estructura que presentaba en formalibre.

Proyecto (página 37)

a. La juguera rompe el tejido vegetal por acciónmecánica mientras que el detergente permitedesagregar la membrana celular por acción bio-química. Gracias a sus propiedades anfipáticas,disuelve los lípidos de la bicapa y forma comple-jos (micelos) que son eliminados de la solución enla etapa de filtración, dejando el ADN en el líquidofiltrado.

b. Por excesiva agitación, antes de precipitar, se pue-de fragmentar demasiado el ADN, obteniéndoseun precipitado de menor calidad.

c. Se espera que haya diferencias, y estas serándependientes de la cantidad de agua presente encada tejido, así como del contenido de paredcelular.

d. Se espera mayor cantidad relativa en el plátano,por no poseer pared celular y tener una mayordensidad celular (menor contenido de agua).

e. A mayor densidad celular y menor contenido deagua, mayor contenido relativo de ADN.

Analizar el problema (página 41)

a. El termino “organismo genéticamente modifica-do” no es el más adecuado porque debido a losprocesos de mutación y recombinación genética(en seres vivos con reproducción sexual), no existeorganismo que no esté, en mayor o menor medi-da, “genéticamente modificado”. La variabilidadgenética es un hecho que caracteriza a todas laspoblaciones naturales de organismos.

b. Un ejemplo de definición: “Son organismos trans-génicos aquellos que, por medios artificiales, seles ha insertado ADN proveniente de otra especiemediante un vector, generalmente de origenbacteriano o viral”.

c. La propuesta de México propone regular explíci-tamente el manejo y producción de organismostransgénicos, en una ley aprobada por el Congreso.En cambio, la propuesta chilena se limita a exigiruna difusión pública de los alimentos con con-tenidos transgénicos, en un decreto que esperaser promulgado.

Los aspectos científicos relevantes que propone lapostura mexicana, en forma indirecta, busca pre-venir, evitar o reducir los riesgos que la producciónde organismos transgénicos podría acarrear a lasalud humana y a los ecosistemas. Por otro lado,la propuesta chilena busca, en forma muy indirec-ta, informar a la población sobre el contenido deproductos transgénicos en los alimentos que nor-malmente consume

d. No hay un listado oficial de los productos alimen-ticios comercializados en Chile que contengan pro-ductos transgénicos, porque el decreto ley arribamencionado aún no está vigente (se encuentra ala espera de su promulgación desde 2002). Existesí, un listado difundido por organizaciones ecolo-gistas, disponible en Internet.

e. Las células de polen no contienen cloroplastos, demodo que no habría riesgo de difusión de losgenes transgénicos por contaminación biológica.

Tomar una decisión (página 41)

a. Aunque se trata de respuestas personales que nose pueden evaluar directamente, se sugiere consi-derar las contradicciones generadas, por un lado,entre la creciente necesidad de alimentos para lapoblación mundial, eventualmente resuelta con eluso de alimentos transgénicos, y por el otro, por lospeligros que conlleva para los ecosistemas y la saludde las personas el manejo de dichos alimentos.


Solucionario

b. Influyen positivamente todos los factores quepromuevan el conocimiento de las ventajas y des-ventajas que plantea el manejo, desarrollo y,especialmente, la comercialización y consumo dealimentos que contienen productos transgénicos.Influyen negativamente todos los factores queevitan que dicho conocimiento sea divulgado demanera explícita. En ambos casos, la comunidadcientífica, las autoridades de educación y salud,las empresas del rubro de la alimentación y losmedios de comunicación comparten responsabili-dades.

c. Probablemente, en esa encuesta la opción rela-cionada con los productos transgénicos ocuparíauno de los últimos lugares. Esta respuesta estaríaasociada al bajo nivel de difusión que tienenentre el público en general los problemas cientí-ficos, éticos, sociales y legislativos relacionados conel manejo y consumo de productos transgénicos.

d. Un rol central, en la medida en que el conoci-miento sobre este tema está en permanente evo-lución, y los expertos son quienes tienen el másrápido acceso a dicha información.

Lectura científica (página 42)

a. De haberse considerado un “dogma” que el ARNsolo puede constituirse bajo la forma de las tresestructuras “clásicas” (mensajero, ribosomal y detransferencia), y que es una molécula de hebrasimple, probablemente no se habría establecidoel rol que juega el ARN de interferencia en losprocesos de regulación génica. Antes del descu-brimiento del ARNi, el rol en estos procesos eraasignado de manera casi exclusiva a las proteínasy a las secuencias de ADN no codificante.

b. En general, conformaciones de ARN que tuvieranfunciones hasta ahora adscritas exclusivamente alADN o a proteínas (hebra doble, con bases nucleo-tídicas análogas a C, T, G y U, de gran tamaño, conpropiedades autocatalíticas, etc.).

c. Se conoce un caso ya “clásico”, de silenciamientode uno de los cromosomas X en las hembras demamíferos por molécula de preARN mensajeroque lo cubre en toda su extensión, impidiendo laexpresión de sus secuencias génicas. Esta funciónexplica la dosis única de genes activos que tienenlas hembras de mamíferos, cariotípicamente XX,y que es equivalente a la dosis única del X delmacho, siempre activo.


Mapa conceptual (página 44)

Uno de los posibles mapas conceptuales es el que seentrega a continuación:

Comprueba lo que aprendiste (páginas 45 y 46)

1. c 5. c2. d 6. d3. c 7. e4. d

presente en forma de

forma los

formado por

que portan lospermiten el traspaso

de la informacióndesde los

Material genético

ADN

Grupo fosfato

Desoxirribosa

Bases nitrogenadas

Cromosomas

Adenina Citosina

Timina Guanina

ARNm

ARN

ARNt

Genes

Proteínas

TranscripciónFenotipo

a las

a través de la

expresando un

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Genes y fenotipos

Existen muchos errores en torno a cómo funcionanlos genes y cómo están determinados los fenoti-pos. Para detectar errores en torno a estos temasse sugiere pedirles que lean las siguientes asevera-ciones e indiquen por qué su veracidad es discuti-ble y corrijan los errores que detecten.

1. La forma de una proteína no es un fenotipo, puesno se puede observar a simple vista.

2. Existe un solo gen que determina la forma delas orejas, y otro que determina el número dededos.

3. La forma de una proteína, como la albúmina,está determinada solamente por el gen que lacodifica.

4. Un gen determina solo un fenotipo a la vez.

5. Si conocemos el genoma completo de una persona antes de nacer, podremos predecir todassus características físicas.

6. Los seres humanos tenemos el mayor número degenes codificantes, ya que somos evolutivamentesuperiores a otras especies.

7. El Proyecto Genoma Humano permitió conocerlos genes que determinan, por ejemplo, que unapersona sea alcohólica.

Trabajo con los preconceptos

Puentes de hidrógeno

Los puentes de hidrógeno se establecen entre ele-mentos muy electronegativos (por ejemplo, oxíge-no, nitrógeno, cloro y flúor) y un átomo de hidró-geno. Estos son enlaces muy débiles, donde unátomo de hidrógeno interactúa con dos átomoselectronegativos, por lo que el átomo de hidrógenoes compartido por dos moléculas distintas creán-dose un puente.

Protocolo de extracción de ADN de hepatocitos

El hígado es un excelente material biológico paraobtener ADN, dado que los hepatocitos son célu-las multinucleadas.

1. Corte un trozo de hígado, de rata o pollo, deaproximadamente dos centímetros por lado. Lue-go, córtelo en pedazos tan pequeños como le seaposible y póngalos en un mortero de porcelana.

2. Agregue 5 mL de agua destilada y algunos granos

de arena lavada, y comience a moler el trozo detejido.

3. Muela el material hasta que todo el hígado apa-rezca como una mezcla homogénea y semilíqui-da. Deje reposar la mezcla por algunos minutos,hasta que la arena sedimente.

4. Con una pipeta Pasteur o gotario, extraiga la faselíquida y póngala en una probeta de 100 mL.

5. Agregue 20 mL de una solución de lavaloza ochampú (diluir una cucharada de lavaloza ochampú en 20 mL de agua destilada) agitandola mezcla suavemente con una varilla de vidrio,y evitando producir espuma.

6. Agregue a la probeta 20 mL de alcohol frío ycontinúe agitando. Después de haber agregadoel alcohol se observará una fase entre cadasolución. En esta fase es donde se encuentranlas hebras de ADN.

7. Use la misma varilla de vidrio para trasladar elmaterial a un portaobjetos limpio, agregue 3gotas de azul de metileno; coloque un cubreob-jetos y observe la preparación al microscopio.Se observará una hebra translúcida y brillante.

Ampliación de contenidos

Terapia génica

La terapia génica es una técnica utilizada paracurar enfermedades hereditarias, que en la mayo-ría de los casos se deben a genes defectuosos. Estatécnica biotecnológica es aplicable, también, altratamiento de enfermedades actualmente incu-rables, como el cáncer y algunas enfermedadesinfecciosas, como la hepatitis y el SIDA, y a enfer-medades cardiovasculares (hipercolesterolemia yaterosclerosis) y neurodegenerativas (Parkinson yAlzheimer).

La terapia génica consiste en la introducción dematerial genético (genes sanos) en una célulapara remplazar, manipular o suplementar el o losgenes defectuosos, y de esta manera dar unanueva serie de instrucciones a las células que pre-sentan el gen alterado. Mediante este procedi-miento se pretende corregir un defecto genéticohereditario; corregir un defecto genético adquirido,como alteración en algunos genes, normalmenteimplicados en la división celular, cuya modifica-ción podría estar relacionada con la aparición dealgunos tipos de cáncer; añadir una función com-pletamente nueva a un grupo de células, porejemplo, para lograr que las células tumorales océlulas infectadas con virus sean más susceptiblesa ser atacadas por el sistema inmune del organismoo por fármacos; y por último, eliminar las célulastumorales.

Para que la terapia génica sea eficaz se debenresolver problemas relacionados con la regulaciónde la expresión génica y con la fisiología del tras-plante celular.

En la actualidad se utilizan dos estrategias para laterapia génica: ex vivo e in vivo. La primera consis-te en extraer células de un paciente para modifi-carlas in vitro mediante un vector retrovírico (ARNviral) y reimplantarlas en el organismo. Esta técnicaes la más utilizada dado que el riesgo al rechazoes mínimo, y se usa fundamentalmente para eltratamiento del cáncer.

En la estrategia de in vivo se intenta administrar elgen corrector directamente al paciente en vez dehacerlo a células en cultivo. Este procedimiento seutiliza en células que son difíciles de extraer eimplantar.

Ambas técnicas se basan en la adición del gensano, el que puede permanecer fuera del cromo-soma, como un episoma, o insertarse al azar en elgenoma del paciente. En este último caso, losgenes no se expresan eficazmente y existe la pro-babilidad de dañar a algún gen esencial. Este pro-blema se ha intentado solucionar mediante la sus-titución dirigida, introduciendo cambios específicosen la secuencia de nucleótidos de un gen. De estamanera es posible estudiar la intervención de losgenes en los procesos biológicos. Mediante laidentificación de los genes y las mutaciones res-ponsables de ciertas enfermedades, será posiblepracticar las mutaciones en ratones, para estudiarel mecanismo molecular de tales enfermedades ydiseñar terapias más eficaces.

Recolección y mantención de cultivos de Drosophila melanogaster

La mosca del vinagre (Drosophila melanogaster)tiene gran importancia en estudios de genética,debido, entre otros factores, a su corto ciclo devida, su fácil manejo y reproducción en laborato-rio y a la existencia de estudios sobre numerosasmutaciones de interesantes efectos. Todas estasventajas han convertido a D. melanogaster en unmodelo de estudio para los biólogos.

Muchas de las especies de este género suelen fre-cuentar sitios donde se encuentran restos de plan-tas, especialmente frutas, en fermentación. Por lotanto son bastante abundantes en huertos, viñe-dos e incluso en las casas, en torno a los desechoscontenidos en la basura.



Recolección. Para capturar ejemplares adultos yformar una cepa inicial tome un frasco o botella,de vidrio grande y coloque plátanos trituradosmezclados con levadura granulada (unos 100 gra-mos de levadura por cada kilogramo de plátanotriturado). Ubique el frasco abierto, con el cebo ensu interior, en el exterior de la casa, a la sombra ycolgando de un árbol o cerco, durante un par dedías. Si en el frasco hay moscas, póngale un tapón,elaborado con algodón y gasa. Bastan unos pocosejemplares adultos (en teoría, basta solo una hem-bra, pero mientras más ejemplares mejor) paracomenzar su cultivo. En los meses fríos este proce-dimiento no da muy buenos resultados.

Posteriormente, mantenga el frasco a temperaturaambiente.

El ciclo biológico de la mosca se inicia cuando lashembras, que son un poco más grandes que losmachos, ponen los huevos en la papilla alimenticia.De estos huevos salen unas pequeñas larvas que sealimentan rápidamente. En los días siguientes, laslarvas comienzan a reptar por las paredes del reci-piente y a un tercio de su altura, más o menos, sefijan a él. En ese lugar se transforman en pupas,que tienen la forma de pequeñas cápsulas. De laspupas nacen los ejemplares adultos que vuelanpara aparearse y que comienzan de nuevo el ciclo.La metamorfosis de las larvas dura más de 15 días,y el período de vida de un adulto dura entre 15 a20 días.

Mantención del cultivo. Para mantener el cultivode las moscas debe disponer de frascos de vidrio opequeñas botellas, tapones (de algodón y gasa) ypreparar papilla alimenticia. Antes de preparar elmedio de cultivo lavar muy bien el material devidrio y, en lo posible, esterilizarlo. Puede usarseun esterilizador de mamaderas.

Medio de cultivo. Ponga un litro de agua en unaolla a fuego lento y agréguele 2 g de agar o gela-tina sin sabor. Es importante revolver durante

toda la preparación. Añada 20 g de levadura pre-viamente disuelta en un vaso de agua tibia.Luego, añada 50 g de azúcar y dos plátanos moli-dos. Deje hervir por cinco minutos, revolviendo.

Vierta la papilla caliente en los frascos y dejeenfriar. La papilla debe corresponder a alrededorde 1/6 de la longitud de la botella. Esta papilla seva a solidificar al enfriarse. Tapar con algodón ogasa e introducir las moscas adultas el día siguiente.

Es relativamente frecuente que los medios de cul-tivos se contaminen con hongos, los que impidenel crecimiento de las larvas. Se recomienda agre-gar algún fungicida, como por ejemplo 8 mL deacido propiónico, una vez que el medio de cultivose ha enfriado y alcanzado unos 60 ºC. También,puede intentarse sin fungicida, pero ante la pri-mera señal de contaminación deben trasladarselos adultos a un medio de cultivo nuevo.

Expresión génica en cromosomas politénicos de Drosophila

Una forma de evidenciar la expresión génica es encromosomas politénicos de larvas de Drosophila,obtenidos de sus glándulas salivales. Pero paraesto se debe, primero, generar un estímulo quedesencadene la síntesis de alguna proteína. Unejemplo de proteína es la sintetizada en caso deestrés por calor, denominada proteína del shocktérmico (Hsp, del inglés Heat shock protein). En loslocus de los genes que sintetizan esta proteína seobservarán unos abultamientos a ambos costadosdel cromosoma gigante. A estos abultamientostambién se les denomina puffs o puffing, y son laexpresión citológica de la transcripción.

Los puffs son regiones del cromosoma, donde lasmúltiples hebras de ADN están muy desespiraliza-das, es decir, menos empaquetadas o condensadas.

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Cuando estos puffs son muy grandes se denomi-nan anillos de Balbiani, (BR o Balbiani Rings), y enfotografías al microscopio electrónico se puedeobservar a lo largo de la fibra de cromatina entranscripción molécular de polimerasas y ARN cadavez de mayor tamaño.

1. Colocar un frasco con moscas a 21 ºC (control) yotro frasco a 40 ºC, por 40 minutos.

2. Al cabo de los 40 minutos, extraiga las glándu-las salivales de una larva control y de una larvaexpuesta a temperatura. En la página http://cete.iespana.es/genetica/pragen09.pdf seentrega el protocolo y las técnicas de obtencióny tinción de los cromosomas politénicos.

3. Obtenidas las muestras, obsérvelas al microsco-pio, compárelas y dibújelas.

Gentileza Dr. Sergio Flores.

Cromosoma X de D. pavani con puffing.

Con puffing

Puffing

Cromosomas politénicos de

D. funebris. Cromosoma 5

con y sin puffing.

Sin puffing

Puffing

Gen

tile

za D

r. Se

rgio

Flo

res.

Material anexo (Material fotocopiable)


Maduración del ARN

Hebra de ADN ACGCGATAGGTGAAGTGTACAGAA

Hebra de ARN transcrita UGCGCUAUCCACUUCACAUGUCUU

Exón Intrón Exón

Hebra de ARN maduro UGCGCUAUCACAUGUCUU

Proteína Cys Ala Ile CysThr Leu



Guía de trabajo: Maduración del ARNm

• El siguiente esquema representa la estructura de un gen que posee 4.277 nucleótidos, obtenidos apartir de un organismo eucarionte.

• A partir de la información que te entrega el esquema, responde las siguientes preguntas:

1. Una vez que este gen es transcrito, ¿qué cambios se producen en el ARN resultante de la transcripción? ¿Dónde ocurren estos cambios?

2. ¿Cuántos nucleótidos tendrá el ARNm maduro?

3. La proteína que se forma a partir de este gen, ¿cuántos aminoácidos tiene? Explica.

4. ¿Cuál sería el primer codón del exón 1?

5. ¿Cuáles serían los últimos codones del exón 3?

6. ¿Qué es un exón y qué es un intrón?

Nombre: Curso: Fecha:

Exón 1

999 nucleótidos

Intrón 1

1.200 nucleótidos

Exón 2

375nucleótidos

Intrón 2

950 nucleótidos

Exón 3

753 nucleótidos



Guía de trabajo: Analizando secuencias de proteínas

• Un investigador está interesado en conocer el gen que codifica para una enzima X en el serhumano. Este investigador logró conseguir la secuencia de aminoácidos en un individuo (sujeto Nº 1), pero no ha conseguido la secuencia de ADN del gen respectivo. Los primeros 10aminoácidos de esta enzima, en el sujeto Nº 1, son: GSFCKRKYVG. Sin embargo, al analizar la enzima en un segundo individuo (sujeto Nº 2), obtiene que los primeros aminoácidos son: GSFSKRKYVG.

1. Averigua qué aminoácidos forman parte de la proteína de ambos individuos.

2. Escribe, para ambos individuos, dos secuencias de ADN que podrían codificar para estos 10 aminoácidos.

3. ¿Cómo explicarías el hecho de que existan más de dos secuencias de ADN para codificar ambassecuencias de aminoácidos?

4. Si el gen de la enzima del sujeto N° 1 se ubica en el cromosoma 4, ¿en qué cromosoma se ubicaría elgen de la enzima del sujeto N°2? Explica.

5. ¿Cómo explicarías el hecho de que hay dos variedades de la misma enzima? ¿Cómo se pudieronoriginar ambas “versiones” de la enzima?




Guía de trabajo: Código genético

1. A partir del código genético que aparece en la página 25, completa la siguiente tabla, acerca de losprocesos de replicación, transcripción y traducción del ADN:

2. A continuación se entregan las secuencias de bases de una doble hebra de ADN.

Hebra 1: TAC AAT ATG TTG GCG TAC TAA TTT TAG

Hebra 2: ATG TTA TAC AAC CGC ATG ATT AAA ATC

Si una de las hebras codifica para una cadena de solo 4 aminoácidos de largo:

a. ¿Cuál de las hebras es la que transcribe y da origen al polipéptido de cuatro aminoácidos? Considerala secuencia de inicio de transcripción.

b. ¿Cuál es la secuencia de aminoácidos que se sintetiza?

c. ¿Qué ocurriría si la adenina del codón ATT de la hebra 2 muta a timina? Explica.


Primera hebra de ADN

Segunda hebra de ADN

Codón (ARNm)

Anticodón

Aminoácidos

A A A C

T T T C

G C

A C

Lis



Guía de trabajo: Estructura de las enzimas y actividad catalítica

Una enzima está formada por dos subunidades, es decir, es dimérica. La unión de ambas subunidadesestá determinada por la carga eléctrica de los aminoácidos que se encuentran en el sitio de unión. Estaenzima cataliza la conversión del sustrato A en el producto B, que corresponde a una proteína que par-ticipa en el proceso de contracción muscular.

En ciertos individuos se ha encontrado ausencia del producto B, lo que se manifiesta en deficiencia de lacapacidad de contracción del músculo esquelético. Además, en estos individuos ambas subunidades seencuentran por separado, sin formar el dímero.

• A partir de esta información, responde las siguientes preguntas:

1. ¿Cómo explicarías la ausencia de la formación del dímero, a nivel de la secuencia de aminoácidos?Plantea una posible hipótesis.

2. ¿Qué explicación darías al hecho de que la enzima es inactiva en los pacientes con deficiencia en lacontracción muscular?

3. Si tuvieras acceso a la secuencia de aminoácidos de las enzimas activa e inactiva, ¿cómo podríasponer a prueba tu hipótesis?


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