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Taller grado octavo ii período
- 1. I.E. ESCUELA NORMAL SUPERIOR DE MEDELLÍN TALLER DE CIENCIAS NATURALES GRADO OCTAVO LECTURA SOBRE ADN o ACIDO DESOXIRRIBONUCLEICO ADN: una molécula maravillosa Néstor O. Bianchi Instituto Multidisciplinario de Biología Celular CIC - CONICET Hasta 1944 no se sospechaba que el ácido desoxirribonucleico, ADN, fuera la molécula capaz de asegurar la transmisión de los caracteres hereditarios de célula a célula, generación tras generación. Su limitada variedad química no permitía suponer que poseyera la versatilidad y ductilidad necesarias para almacenar la información genética de los seres vivos. No fue entonces sin asombro que a partir de ese año el ADN se convirtió en centro de interés de la biología. Hoy sabemos que esta molécula, capaz de autoduplicarse y transmitir así su información, es una estructura dinámica y cambiante. Los avances logrados en el estudio de sus formas auguran un tiempo en el que se pueda comprender mejor su arquitectura y topología y la manera en que los microcambios moleculares provocan macrocambios en el funcionamiento genético. Quizá todo comenzó cuando alguno de nuestros primitivos antecesores, descansando tras un duro día de caza, observaba distraídamente un conjunto de guanacos o de caballos salvajes y consideraba el hecho de que de una pareja de caballos sólo nacen caballos y de una pareja de guanacos sólo nacen guanacos.... El reconocimiento de la herencia ha de haber sido, muy probablemente, una de las primeras ideas científicas aprehendidas por el hombre. Sin embargo, hasta después de pasada la primera mitad de nuestro siglo no se sabía con certeza dónde se
- 2. almacenaba ni cómo se transmitía de célula a célula y del individuo a su descendencia la información hereditaria. Han pasado más de treinta años desde que J.D. Watson y F.H.Crick, eligiendo los datos más relevantes de un cúmulo de información y jugando con recortes de cartón y modelos de alambre y metal, fueron capaces de develar la estructura de la doble hélice de la molécula del ácido desoxirribonucleico, ADN, y formularon los principios de almacenamiento y transmisión de la información hereditaria. Este hallazgo les valió el premio Nobel, que compartieron con M.H.F. Wilkins. Los libros The Double Helix de Watson y The Eight Day of Creation de Freeland Judson describen en detalle la historia del descubrimiento, la personalidad de sus protagonistas, el sabor amargo de las frustraciones y la alegría del éxito. El develado de la estructura del ADN se debió más al ingenio que al trabajo; fue el triunfo de la cigarra sobre la hormiga. Fue, sobre todo, el comienzo de una apasionante historia que llega a nuestros días poblada aún de sorpresas y problemas por resolver. En este periodo académico nos referiremos a algunas de las particularidades estructurales de esta maravillosa molécula a la que las primeras décadas de nuestro siglo, aun cuando se conocía ya entonces su vinculación con los cromosomas y genes, consideraron demasiado simple como para otorgarle una función esencial en la transmisión de los caracteres hereditarios. LOS CROMOSOMAS
- 3. Fig. 1 Cromosoma Fig. 2 Espiralización del ADN dentro del cromosoma
- 4. Fig. 3 Estructura del cromosoma Fig 4. Estructura detallada de un cromosoma. ADN asociado a proteínas histonas Los cromosomas son estructuras en forma de bastón que aparecen en el momento de la reproducción celular, en la división del núcleo o citocinesis. Están constituidos químicamente por ADN más histonas puesto que son simplemente cromatina condensada. Su número es constante en todas las células de un individuo pero varía según las especies. Un cromosoma está formado por dos cromátidas (dos hebras de ADN idénticas) que permanecen unidas por un centrómero. El cromosoma puede presentar constricciones primarias (centrómero) que origina los brazos del cromosoma y secundarias que se producen en los brazos y originan satélites. Alrededor del centrómero existe una estructura proteica, llamada cinetocoro, que organiza los microtúbulos que facilitarán la separación de las dos cromátidas en la división celular.
- 5. CARIOTIPO HUMANO -Hombre- El cariotipo humano corresponde a una microfotografía de los 46 cromosomas ordenados en parejas de acuerdo a su morfología (tamaño y forma). Los dos últimos corresponden a los cromosomas sexuales; en el hombre esta pareja son de tamaño y forma diferente y llamados XY. En la mujer estos dos cromosomas son iguales y conocidos como XX CARIOTIPO HUMANO - Mujer -
- 6. EL NÚCLEO EN INTERFASE Este es el aspecto del ADN dentro del núcleo cuando la célula no se está dividiendo: se le conoce como estado de INTERFASE. El ADN está extendido en toda su longitud y no se organiza en cromosomas, morfología que recibe el nombre de CROMATINA. La región más oscura dentro del núcleo es el nucléolo; observe que no tiene membrana que lo delimite, a diferencia del núcleo que si la tiene y además presenta poros aquí señalados con pequeñas flechas. ADN EN DETALLE
- 7. Y así vemos el ADN con un poderoso microscopio. Este corresponde a un segmento de ADN de célula de frijol. ESTRUCTURA QUÍMICA DEL ADN
- 8. El Acido Desoxirribonucleico es la única molécula en los seres vivos, con la capacidad de guardar información genética para mantener el diseño estructural y bioquímico de los seres vivos. Los móneras (bacterias), protistas (algas y Protozoos), hongos vegetales y animales usan el ADN para este fin. Además el control de la fábrica de proteínas celulares es controlado por el ADN. La estructura química del ADN es relativamente sencilla: consta de una doble hélice o cinta hecha de un azúcar y un grupo fosfato, que se mantienen unidas a través de cuatro bases nitrogenadas llamadas Timina, Adenina, Citosina y Guanina. Estas últimas siempre se mantienen en las parejas T-Ay C-G. EL ADN ES UNA CADENA DE NUCLEÓTIDOS El ADN contiene en toda su extensión unidades que se repiten, denominadas nucleótidos. Cada nucleótido consta de un fosfato, un azúcar y una base nitrogenada. Las dos primeras sustancias le dan estructura a las dos cadenas laterales o hélices; las cuales son unidas por las A-T y C-G. Las bases nitrogenadas son anillos como se muestra en los siguientes dibujos:
- 9. C= Carbono N = Nitrógeno H = Hidrógeno O = Oxígeno Aquí aparece una nueva base nitrogenada, el uracilo, esta sustancia no es del ADN, corresponde a la estructura química del ARN, del cual nos ocuparemos después. Observe que la adenina y guanina tienen dos anillos a diferencia de la citosina, timina y uracilo que tienen un anillo. Otra sustancia que hace parte del nucleótido del ADN es un azúcar llamado desoxirribosa, que en el ARN corresponde a la ribosa: De acuerdo al contenido del documento resuelve los siguientes interrogantes en el cuaderno de Ciencias Naturales: 1. ¿Desde qué año se considera al ADN como la molécula capaz de transmitir la información genética de célula a célula y de un organismo a su descendencia? 2. ¿Por qué no se confiaba en que el ADN pudiera almacenar la información genética de los seres vivos? 3. En la lectura del ADN se nombran, junto con los caballos, unos animales llamados guanacos. Consulte qué animales son éstos y escriba algunas de sus características. 4. ¿Cómo se cree que nuestros primitivos ancestros ya tenían una idea del reconocimiento de la herencia?
- 10. 5. ¿Cuáles fueron los primeros científicos que comunicaron al mundo la estructura del ADN? Y qué premio recibieron por este trabajo. Consulte en qué año recibieron el galardón. 6. En el tema de los cromosomas observe el segundo dibujo. Allí se entiende cómo el ADN se asocia con las proteínas histonas; en un párrafo explique la manera como poco a poco el ADN adquiere una configuración espacial hasta conformar el conocido cromosoma con aspecto de X. 7. ¿De acuerdo con el texto que aparece debajo de los dibujos, en qué momento son visibles los cromosomas con la apariencia de bastón? 8. ¿Cuáles son las dos estructuras básicas que conforman un cromosoma? 9. Construya un modelo del ADN con materiales como: cartulina, fomi, plastilina, entre otras. 10. ¿Qué diferencia existe entre la CROMATINA y los CROMOSOMAS? 11. ¿Qué diferencias presenta el nucléolo con el núcleo? 12. Siendo la INTERFASE una fase o estado del ciclo celular, qué se afirma en esta Web en relación con el ADN y los cromosomas? 13. ¿Cuáles son las parejas de bases nitrogenadas que hacen parte del ADN? 14. ¿Cuáles son las principales funciones del ADN? 15. ¿Cómo se pueden definir los NUCLEÓTIDOS dentro del ADN? 16. Dibuje los cuatro nucleótidos de ADN posibles, especificando sus componentes químicos. NOTA: La valoración de este taller equivale al 30% del seguimiento del período académico. El modelo de ADN (del numeral 9 de este taller) se debe presentar en las siguientes fechas: 8°C lunes 1 de junio y 8°D martes 2 de junio. FECHA DE PRESENTACIÓN: 8°C y 8°D miércoles 27 de mayo.