Contenido N° 8.   ADN  y  ARN

Los Ácidos Nucleicos

Almacenan la información genética de los organismos vivos y son los responsables de la transmisión hereditaria.

Los ácidos nucleicos están formados por:

1. Bases nitrogenadas. Citosina, timina, guanina, adenina, uracilo.
2. Grupo fosfato.
3. Azucares

Tipos de ácidos nucleicos

1)     ADN (ácidos desoxirribonucleico)

Es bicatenario, es decir, está constituido por dos cadenas polinucleotídicas unidas entre sí. Es la base química de los cromosomas, tiene la información necesaria para el desarrollo de las características biológicas de un individuo y contiene las instrucciones para que las células realicen sus funciones. La pentosa del ADN es desoxirribosa y sus bases nitrogenadas son: Adenina, guanina citosina y timina. 

2)     ARN (ácido ribonucleico)

Es monocatenario, es decir, de una sola cadena, expresa la información necesaria para el desarrollo de las características biológicas de un individuo. La pentosa del ARN es ribosa y sus bases nitrogenadas son: Adenina, citosina, guanina y uracilo. 

Algunos tipos de ARN

2.1.                       ARN mensajero (ARNm) Se sintetiza en el “Núcleo de la célula” y sus secuencias de bases es complementaria de un fragmento de una de las cadenas del ADN. Traslada la información desde el núcleo de la célula hasta el citoplasma donde se asocia al ribosoma. Una vez cumplida su misión se destruye.

2.1.                       ARN de transferencia (ARNt) Tiene la función de captar aminoácidos en el citoplasma y transportar lo hasta los ribosomas clocándolos en el lugar que indica la secuencias de nucleótidos del ARNm

2.1.                       ARN ribosómico  (ARNr)  Se encuentra en los ribosomas, pasa la información del ARNm al ARNt para que ordene los aminoácidos en el lugar correcto para que se puedan formar las proteínas.

Replicación o duplicación:  Es el proceso mediante el cual el ADN se multiplica asimismo (proceso de síntesis del ADN)

Observación: las células se dividen por mitosis donde la célula hija hereda toda la información hereditaria de la madre, pero antes de dividirse la célula madre, el ADN se duplica en el período de interface.

Transcripción:   Es el proceso mediante el cual a partir de ADN se generan moléculas de ARN que permiten el movimiento de la información (proceso de síntesis del ARN)

Traducción:   Es el proceso mediante el cual a partir de moléculas de ARN se forman proteínas que van a llevar a cabo distintas funciones en el organismo (proceso de síntesis de proteína)

Aminoácidos:   Son moléculas pequeñas tan importantes que se les consideran los “ladrillos de la vida”. Existen 20 aminoácidos, cada uno con su forma característica y pueden combinarse entre sí como si fueran legos para producir una variedad infinita de moléculas más grandes llamadas: proteínas.

Proteínas:  Son macromoléculas (moléculas grandes) formadas por polímeros de aminoácidos.

Función de las proteínas:

a)      Función enzimática hormonal: Transporta oxígeno desde los órganos respiratorios hasta las células del cuerpo a través de la sangre.

b)      Función defensiva: Con anticuerpos que detectan órganos extraños invasores como bacterias y virus.

c)      Función estructural: Molécula que forman fibras.

Cromosomas:  Son estructuras que contienen ADN dividido en pequeñas unidades llamadas genes, los cromosomas se encuentran en el núcleo de la célula y se agrupan en pares. Cada cromosoma tiene 2 cromatinas.

Gen:  Es la unidad básica de la información genética. Es un trozo de ADN, cada gen codifica una proteína, es decir, lleva información para que se fabrique una proteína. Hay aproximadamente 20,000 genes en cada célula del cuerpo humano.

Código Genético: Es el “diccionario” que permite traducir la información escrita en el lenguaje de los ácidos nucleicos (nucleótidos) al lenguaje de las proteínas (aminoácidos). Es universal, esto significa que el mismo codón en diferentes especies codifica para el mismo aminoácido, es decir, las diversas especies comparten el código.

Biotecnología o tecnología del ADN recombinante: Es el proceso mediante el cual se aísla un gen de una especie y se inserta en otra, logrando que esta sintetice una nueva proteína.

PRÁCTICA DE LABORATORIO Nº7

(Debes copiarla en el cuaderno de práctica)

Liceo Nacional Bolivariano José Ángel Rodríguez López.

Ciencias Biológicas de 3^er Año de Educación Media General.

Profesora Julybeth Rincon.

Fecha:______/________/________     Sección:__________

Nombre: REPRODUCCIÓN CELULAR:   Mitosis y Meiosis

OBJETIVOS:

*Identificar las diferentes fases de la mitosis a través una preparación microscópica de células meristemáticas de la raíz de cebolla.

* Identificar las diferentes fases de la meiosis en granos de polen de la flor peregrina (Hibiscus rosa), lirio o gladiola.

*Comprender la importancia de la mitosis en los organismos pluricelulares para su regeneración y crecimiento.

*Comprender la importancia de la meiosis en los organismos pluricelulares para su reproducción.

MATERIAES E INSTRUMENTOS:

Del laboratorio: *Microscopio *Mechero *Equipo de disección *Cilindro graduado *Vaso de precipitados *Vidrio de reloj *Capsula de Petri * Piseta  *Porta y cubreobjetos *Fijador: HCL o metanol + ácido acético  *Colorante: Aceto-orceina o Cristal violeta *Papel absorbente

El estudiante debe traer: Cebolla con raíces en remojo, flores de Hibiscus rosa (Cayena), lirio o gladiola (la que consiga)  que se encuentren en desarrollo.

                          

PRELABORATORIO   

(Antes de ir a clases)

1.                  Lee el contenido Nº7 (Reproducción celular) y también puedes consultar otras fuentes de información sobre división celular. Traer un dibujo de cada fase de la mitosis en tu cuaderno de práctica.

2.                  Seis (6) días antes de hacer la práctica coloca un bulbo de cebolla en un envase con agua, (puede ser un frasco pequeño de compota)  de tal manera que la parte inferior de la cebolla (por donde salen las rices) esté en contacto con el agua. Pero no permitas que la cebolla caiga dentro del recipiente sino que quede suspendida sobre el agua (si es necesario, inserta unos palillos de dientes en los lados de la cebolla para que la sostengan).

3.                  Al cabo de esos seis días se habrán formado numerosas raicillas, cuyos ápices se utilizarán en esta práctica. Debes cambiar el agua del frasco por agua limpia, al menos dos veces, a los 4 y 6 días. La raíz de la cebolla debe de estar sumergida en agua hasta el momento de realizar la práctica. (llévala a la práctica con las raíces en agua)

LABORATORIO   

(En clases)

Actividad Nº1  Fases de la mitosis

a) Saca la cebolla del envase con agua, con una tijera (del equipo de disección) corta 5mm de los extremos de varias raíces, colócalos en una capsula de Petri y enjuaga con agua destilada.

b) En un vaso de precipitados agrega ácido clorhídrico (4 ml) y agrega las rices, deja en reposo por unos 8 minutos. Seguidamente, vuelve a enjuagar las raíces en una capsula de Petri.

c) Coloca las raíces en un vidrio de reloj, con unas gotas de aceto-orceina de manera que queden sumergidas, y con una pinza de madera sujeta el vidrio de reloj y procede a calentar en el mechero (flameando sin dejar hervir) aproximadamente 1 minuto y después con papel absorbente retira el exceso de colorante.  (Repite este paso)

d) Corta 2mm de los ápices o extremos de las raíces y desecha el resto, coloca los 2mm de cada raíz en portaobjetos y a cada uno coloca encima un cubreobjetos. Luego con un trozo de papel absorbente haz una especie de almohadilla para colocar sobre el cubreobjetos, presiona fuerte con tu dedo o con el  borrador del lápiz (cuidadosamente para no partir el cubreobjetos)

e) Observa la muestra en el microscopio siguiendo las normas que ya conocen para su uso. Registra las observaciones, identifica las diferentes fases de la mitosis.

Actividad Nº2  Fases de la meiosis

a) Corta las anteras de las flores para obtener el polen que colocarás en una capsula de Petri sumergido en HCL diluido, deja en reposo unos 8 minutos.

b) Coloca los granos de polen en un vidrio de reloj y cubrir con aceto-orceina o cristal violeta por unos 10 minutos;  con una pinza de madera sujeta el vidrio de reloj y procede a calentar en el mechero (flameando sin dejar hervir, esperar a que emita vapores tenues) aproximadamente 1 minuto y después con papel absorbente retira el exceso de colorante.

c) Con ayuda de la aguja de disección o pinzas, pasar los granos de polen a porta objetos, y a cada uno coloca encima un cubreobjetos. Luego con un trozo de papel absorbente haz una especie de almohadilla para colocar sobre el cubreobjetos, presiona fuerte con tu dedo o con el  borrador del lápiz (cuidadosamente para no partir el cubreobjetos)

d) Observa la muestra en el microscopio siguiendo las normas que ya conocen para su uso. Registra las observaciones, identifica las diferentes fases de la meiosis.

POST-LABORATORIO    

(Después del laboratorio, para la próxima clase)

Realiza un informe de laboratorio siguiendo las siguientes pautas:

Portada:  Membrete, título de la práctica, Nombre y apellido, Nº Lista de los estudiantes, asignatura, grado, sección, nombre del profesor, lugar y fecha.

Objetivos: Relacionar los objetivos de la práctica con las actividades realizadas durante la actividad práctica.

Procedimiento: Explicar con sus propias palabras el proceso realizado durante la práctica.

Materiales: Especificar que materiales e instrumentos se usaron durante la práctica.

Datos y Observaciones: Especificar lo que les haya parecido interesante, lo que aprendieron y las observaciones que quieran aportar.

Referencias Bibliográficas: Si consultaron algún libro, revista o la web para realizar el informe, indicar su bibliografía.

(Entregar a la semana siguiente de haber realizado la práctica) 

Contenido: 7.    REPRODUCCIÓN DE LAS CÉLULAS

La reproducción celular o división celular es el proceso que asegura la continuidad de los microorganismos unicelulares y de las células en general, ya que la célula envejece y muere, por lo tanto, debe ser sustituida por otra. El objetivo de reproducción de una célula, es el de duplicar todos los componentes de la misma, para repartirlos entre las células hijas.

Mitosis

Es el proceso de división celular mediante el cual, el núcleo y el citoplasma de la célula se divide en dos, originando dos células hijas con el mismo contenido hereditario que la célula madre. Para su estudio se divide en cuatro fases:

1)      Profase:

·                    Los cromosomas se enroscan y se condensan en alto grado y no se pueden contar

·                    La membrana del núcleo se rompe y comienza a desaparecer junto con los nucléolos

·                    Los centriolos se separan aún más y se sitúan en los polos opuestos de la célula

·                    Entre los centriolos aparecen filamentos que le dan una mayor forma al uso acromático.

·                    Se establecen conexiones entre los centrómeros de los cromosomas y los filamentos del huso.

·                    Los centrosomas forman el aster en cada polo de la célula (en la célula animal)

2)      Metafase

·                    Los cromosomas se orientan por medio del centrómero y empiezan a ocupar el centro de la célula, conocido como placa ecuatorial, en esta etapa se pueden contar y comparar

·                    La membrana nuclear y el núcleo desaparecen

3)      Anafase

·                    Se dividen los cromosomas, separándose las dos cromátidas que formarán dos cromosomas hijos y se desplazan hacia los polos por la orientación de las fibras del huso acromático

4)      Telofase

·                    Los cromosomas se reúnen alrededor del centriolo en los polos de la célula y se reúnen formando la red de cromatina

·                    Se vuelve a formar la membrana nuclear alrededor de cada núcleo hijo y reaparecen los nucléolos

·                    En la célula animal el citoplasma se estrecha por estrangulación hasta que convergen sus dos lados y se forman dos células hijas

·                    En la célula vegetal se precipita en el ecuador gran cantidad de material, formando una doble membrana a partir de la cual se formará la lámina media y culmina con la formación de dos células hijas.

Interfase

Es el período comprendido entre dos divisiones o mitosis sucesivas.

Meiosis

Es el procesos de división celular durante el cual, la célula madre (diploide) origina células hijas (haploides) o gametos con la mitad del número de cromosomas. Ocurre en dos divisiones cada una de cuatro fases:

1era División Meiótica

Profase I

·                    Los cromosomas aparecen muy delgados y constan de dos cromátidas

·                    Los cromosomas comienzan a unirse por pares, los cromosomas homólogos se emparejan e intercambian el material hereditario, a veces se enroscan y entrecruzan y hasta pueden intercambiarse fragmentos de cromátidas.

·                    Los cromososmas de cada par se dividen haciéndose visible sus cuatro cromátidas

·                    Los cromosomas se contraen o se acortan y se orientan hacia la placa ecuatorial

Metafase I

·                    Las cuatro parejas de cromosomas homólogos se colocan  a lo largo del plano ecuatorial de la célula. El huso acromático se ha formado y sus fibras se unen en cada cromosoma homólogo por el centrómero y se desintegra la membrana nuclear.

Anafase I

·                    Los cromosomas homólogos cada uno con sus dos cromátidas, se separan y emigran hacia los polos de la célula. El centrómero no se divide.

Telofase I

·                    Los cromosomas en número haploide se disponen en cada polo de la célula, cada cromosoma posee dos cromátidas unidas al centrómero. Se forma la membrana nuclear alrededor de cada juego de cromosomas. Cada núcleo resultante contiene solamente la mitad del número de los cromosomas de la célula madre.

2da División Meiótica

Profase II

·                    La membrana nuclear (si la hay) se disuelve y aparece el huso acromático en cada una de las células hijas de la primera división meiótica, los cromosomas se acortan y se orientan hacia la región media.

Metafase II

·                    Los cromosomas se sitúan en el plano ecuatorial de la célula, se distinguen perfectamente las cromátidas y los centrómeros se orientan según las fibras del huso acromático

Anafase II

·                    Los centrómeros se dividen y los cromosomas se separan y se dirigen al respectivo polo de la célula

telofaseII

·                    se forma la membrana nuclear alrededor de cada grupo de cromosomas y se divide el citoplasma de cada célula formándose cuatro células hijas, cada una de las cuales tiene la mitad del número de cromosomas (haploides) de la célula madre

A continuación estas imágenes que pueden darles ideas gráficas de cómo ocurren los dos procesos de reproducción o división celular.

Mitosis

A continuación estos vídeos que pueden darles ideas  de cómo ocurren los dos procesos de reproducción o división celular. (pueden buscar más vídeos en la web)

CONCEPTOS FUNDAMENTALES

·         Gen: Es la unidad hereditaria mendeliana. Los genes controlan los diferentes caracteres hereditarios. Ej: el gen que controla el aspecto liso o rugoso del guisante.

·         Genética: Área de la biología que se ocupa del fenómeno de la herencia.

·         Genotipo: Dotación genética del individuo para un determinado carácter o bien el conjunto total de genes que tiene el individuo. Ej.: AA, Aa, aa.

·         Fenotipo: Expresión externa y observable, está determinada por el genotipo, es decir, lo que se expresa y podemos ver. Ej.: Amarillo, verde, liso, rugoso.

·         Alelo o alelomorfo: Cada una de las variantes génicas que determinan un carácter., es decir, las alternativas que puede tener un gen que modifica aspectos del  mismo carácter. Genes alelos son los que transmiten el mismo carácter. Generalmente uno es dominante (A) y otro recesivo (a).

·         Alelo Dominante: Aquel que transmite un carácter que se manifiesta siempre. Se representa con una letra mayúscula. Ej.: A, N.

·         Alelo Recesivo: Aquel que transmite un carácter que solamente se manifiesta si no está presente el alelo dominante. Se le representa con una letra minúscula, correspondiente a la del dominante. Ej.: a, n.

·         Homocigótico o Puro: Individuo con el genotipo para un determinado carácter compuesto por dos alelos idénticos. Es decir, los gametos serán idénticos para ese carácter. Ej.: AA, aa, NN, nn, MM, mm. Cuando se estudian dos caracteres, diremos que es Dihomocigótico aquel que tenga los dos alelos idénticos para cada uno de los caracteres. Ej.: AAMM (dihomocigótico dominante), aall (Dihomocigótico recesivo).

·         Heterocigótico o Híbrido: Individuo que porta en el genotipo dos alelos distintos para un carácter concreto. Así pues, los gametos tendrán cada uno una variedad distinta de ese carácter. Ej.: Aa, Nn, Mm, Bb. Cuando se estudian dos caracteres, diremos que es Diheterocigótico aquel que tenga los dos alelos distintos para ambos caracteres. Ej.: AaMm.

·         Generación Parental (P): Son los progenitores que se cruzan para obtener las siguientes generaciones ("Padres").

·         Primera Generación Filial (F1): Descendientes resultado del cruce de individuos de la generación Parental      ("Hijos").

·         Segunda Generación Filial (F2): Descendientes resultado del cruce de individuos de la primera generación filial   ("Nietos").

·         Dominancia completa: Un alelo domina al otro expresando sus características completamente en presencia del alelo recesivo.

·         Dominancia incompleta:  Cuando un alelo no es claramente dominante o recesivo, el fenotipo resulta intermedio.

·         Codominancia: cuando un alelo no es claramente dominante o recesivo, ambos alelos se expresan.

• Cruce de prueba: se utiliza en los casos en que se quiere saber si un individuo es híbrido (heterocigótico) o es puro (homocigótico). Consiste en cruzar al individuo “problema” o individuo que “queremos conocer”,  con un individuo homocigótico recesivo. Si aparecen homocigóticos recesivos, el individuo problema es híbrido.

• Primera Ley de Mendel:  “Ley de Segregación de los Caracteres”

Al cruzar dos variedades de plantas que difieren en un solo carácter. Los híbridos de la primera generación muestran sólo el carácter dominante de los progenitores y en la segunda generación aparece el carácter recesivo.

• Segunda Ley de Méndel: “Ley de la Transmisión independiente de los caracteres”

Al cruzar dos variedades de plantas que difieren en dos caracteres, cada carácter se transmite independientemente del otro.