LA REPLICACIÓN DEL ADN

   

GENERALIDADES

ÁREA 1: CONTINUIDAD DE LA VIDA

ASIGNATURA: BIOLOGÍA 12°

TIEMPO: 4 periodos de clases de 35 minutos

SITUACIÓN DE APRENDIZAJE

LA REPLICACIÓN DEL ADN

CONTENIDOS

CONCEPTUALES

•Replicación del ADN

• Expresión génica

PROCEDIMENTALES

•Construcción de modelos de ácidos nucleicos.

• Simulación del proceso de replicación y expresión génica

ACTITUDINALES

•Explica el papel funcional de los ácidos nucleicos en la herencia biológica.

DESARROLLO

Organización del aula de clases

Al iniciar el tema procure que el aula esté limpia y ordenada sin elementos distractores. Cuide que el aula mantenga una buena iluminación y ventilación.

Saberes previos del estudiante

LLUVIA DE IDEAS

   

    a)      Se parte de la pregunta central ¿En qué consiste la replicación del ADN? ¿Cómo ocurre la replicación del ADN? ¿Cuál es la importancia de este proceso para la continuidad de la vida?

     b)      Los estudiantes participarán de manera verbal aportando sus conocimientos previos del tema.

     c)      El profesor actúa como moderador del intercambio de opiniones y anota en el tablero los enunciados o conceptos relevantes.

Introducción del contenido

El ADN puede contener información codificada en su secuencia de bases. El modelo también sugiere una característica en que la información codificada en su secuencia de nucleótidos del ADN puede copiarse de forma precisa, un proceso conocido como replicación del ADN.

El modelo sugería que, como los nucleótidos se emparejan de un modo complementario, cada cadena de la molécula de ADN puede servir como molde para sintetizar la cadena opuesta. Cada cadena de la doble hélice podrá entonces emparejarse con nuevos nucleótidos complementarios para reemplazar la pareja faltante. El resultado sería dos dobles hélices de ADN, cada una idéntica a la original y formada por una cadena original de la molécula progenitora y una cadena complementaria recién sintetizada. Esta manera de  copiar la información se conoce como replicación semiconservativa.  

Actividades

ACTIVIDAD N° 1

TALLER DE COMPETENCIAS

REPLICACIÓN DEL ADN

     1.  Explique el propósito de la replicación de la molécula de ADN.

     
     2.  Resuma las tres principales fases o etapas implicadas en la replicación de la molécula de ADN.

     
     3.  Diga que papel desempeñan las siguientes enzimas en el proceso de replicación del          ADN:

a) ADN helicasa:

b) ADN polimerasa

c)  ADN ligasa

     
      4. ¿Qué dos procesos de división celular utilizan la replicación del ADN?

      
      5. ¿Qué enzima abre primero la doble hélice de ADN rompiendo los enlaces de hidrógeno entre bases nitrogenadas?

      
      6.  ¿Qué enzima inicia a unir los nucleótidos de ADN complementarios a la nueva hebra en formación?

      
      7. ¿Cómo se llama la dirección en que la enzima helicasa abre una molécula de ADN?

      
      8.  ¿Cómo comprobaron Meselson y Stalh que la replicación del ADN es semiconservativa?

      
      9.  ¿Por qué la replicación del ADN es continua en una cadena pero discontinua en la otra?

    
    10.  ¿Cuál es la función de las enzimas en la replicación del ADN?

    
    11.  ¿Cómo se sintetizan de forma diferente las hebras guías y las hebras retrasadas?

    
    12.  ¿En qué se parecen y se diferencia la replicación del ADN en eucariontes y en procariontes?

PENSAMIENTO CRÍTICO

  

     13.  Una célula que contiene un solo cromosoma se cultiva en un medio que contiene fosfato radiactivo, de tal manera que cualquiera de las nuevas cadenas de ADN formadas mediante la replicación del ADN, serán radiactivas. La célula replica su ADN y se divide. Luego, las células hijas (aún en el medio radiactivo) replican su ADN y se dividen, de tal forma que un total de cuatro células se encuentran presentes. Trace las moléculas de ADN  en las cuatro células, mostrando una cadena de ADN normal (no radiactivo) como una línea entera y la cadena del ADN radiactivo como una línea punteada.

    
    14.  ¿Por qué es importante contar con una señal que interrumpa la duplicación del ADN como parte del ciclo celular?

    
    15.  Usa una serie de dibujos para ilustrar los sucesos de replicación de la molécula de ADN, en el supuesto de que una cadena de la molécula original tiene la secuencia de nucleótido 5’  TAG GAG ACT  3’.

   
    16.  Suponga que una molécula de ADN se ha duplicado y ocurrió un error que no se corrigió ni reparó. ¿Cómo serán las moléculas de ADN producido después de la duplicación siguiente y en las duplicaciones futuras? ¿Cuál podría ser el resultado de este error?

  
     17.  ¿Es la duplicación del ADN una reacción endergónica? ¿Cómo saberlo?

  
     18.  Si la bacteria Escherichia coli sintetiza ADN a una tasa de 100,000 nucleótidos por minuto y tarda 30 minutos en replicar el ADN, ¿cuántos pares de bases hay en un cromosomas de E. coli.

  
     19.  Usa la siguiente figura para responder las siguientes preguntas:

a)      Determina e imagine que es un biólogo molecular que observa una célula bajo el microscopio. Ves que el ADN se replica en varios sitios. Determine qué tipo de célula observas con base en los orígenes de la replicación.

b)      Formule una hipótesis de por qué es importante para el ADN de la figura tener múltiples burbujas de replicación.

  
    20.  Infiera cómo el apareamiento de bases complementarias es responsable de la                 replicación semiconservadora.

Evaluación

Diagnóstica

Esta evaluación se realizó en los saberes previos a través de la siguiente actividad:

   Mediante la estrategia del lluvia de ideas para verificar conocimientos previos del      estudiante y sus interés por el tema.

Formativa

Se realizó a través de diferentes actividades programadas:

1.  Taller de competencias que el estudiante deberá realizar simultáneamente lee el material del texto de referencia.

2.    Práctica de construcción de un modelo de la molécula de ADN  que deberá realizar en equipos de trabajo y presentar.

Sumativa

Prueba escrita del material estudiado en el desarrollo del tema.

                     ESTRATEGIAS DE REFUERZO Y

                        ACTIVIDADES REMEDIALES

     

     1.   ¿Cómo comprobaron Meselson y Stahl que la replicación del ADN es semiconservativa?

    2.    ¿Por qué la replicación del ADN es continua en una cadena pero discontinua en la otra?

LABORATORIO 2

CONSTRUCCIÓN DE UN MODELO DE LA MOLÉCULA DE ADN

OBJETIVOS

   

        1.    Identificar la naturaleza química de la molécula de ADN.

     2. Establecer la relación entre la estructura molecular y su función como portadora del mensaje hereditario.

        3. Elaborar un modelo tridimensional de la molécula  de ADN    

     

                        INTRODUCCIÓN

Los ácidos nucleicos son el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN). El ADN porta la información genética que comanda la formación de un organismo completo y, junto con el ARN, determinan las bases del funcionamiento celular a través de la expresión de la información que contienen.

Actualmente no se sabe con certeza cuál es la macromolécula más antigua, si el ADN, el ARN o las proteínas que constituyen el producto de expresión de estos. De hecho, uno de los mayores desafíos es dilucidar la historia posible de cómo el ADN, el ARN y las proteínas aparecieron y se vincularon entre sí.

PROBLEMA

¿Cómo se relaciona la estructura de la molécula de ADN con su función en el almacenamiento y transmisión del mensaje hereditario?

HIPÓTESIS

Los estudiantes deben plantear sus propias hipótesis de acuerdo a sus conocimientos previos.

MATERIALES Y REACTIVOS

Láminas de espuma de los siguientes colores: rojo, azul, chocolate, verde, amarillo y morado.

Tijeras

Una lámina grande de cartoncillo blanco

Goma blanca

PROCEDIMIENTO

    

    1.    Identifique los componentes de la molécula de ADN utilizando láminas de espuma de la siguiente forma:

ADENINA = rojo                                     TIMINA = verde

GUANINA = azul                                    CITOSINA = amarillo

FOSFATO = chocolate                           DESOXIRRIBOSA = morado

      2.    Corte cada estructura.

    3.    Utilice los pequeños símbolos (cuadrados, círculos y estrellas) sobre las estructuras como guías para orientar correctamente los nucleótidos, alinee las bases, los fosfatos y los azúcares.

      4.    Pegue los pares apropiados juntos para formar nucleótidos.

     5.    Construya el lado derecho de su molécula de ADN uniendo en secuencia un nucleótido de citosina, timina, guanina y adenina, sucesivamente.

    6.    Complete el lado izquierdo de la escala de ADN mediante la adición de nucleótidos complementarios o nucleótidos que encajan. Su modelo acabado debe parecerse a una escalera.

      7.    Para mostrar la reproducción de su modelo, separe el lado izquierdo del lado derecho  de su escritorio, dejando un espacio de unos 15 a 20 cm.

      8.    Utilice los restantes nucleótidos, agregue al lado izquierdo del modelo para construir una nueva molécula de ADN. Haga lo mismo con el lado derecho separado.

RESULTADOS

                             

Figura 1. Componentes del modelo de ADN                     

                                              Figura 2. Estructura del modelo de ADN

Presentar un modelo de la molécula de ADN con 15 bases complementarias.

DISCUSIÓN

     

     1.    Al construir la molécula de ADN, ¿qué observó sobre la orientación de las dos hebras?

     2.    Defina qué es la replicación del ADN.

     3.    Qué hebra o cadena de ADN es complementaria a la siguiente:

S----P----S----P----S----P----S----P----S----P----S

|              |             |              |             |              |

T            G           G             A           C             C

     

4.    Utilice la imagen que se presenta a continuación para etiquetar lo siguiente:

a)    Encierre en un círculo un nucleótido.

b)    Rotule los azúcares y grupos fosfatos.

c)    Rotule las bases nitrogenadas que no están etiquetadas.

CONCLUSIÓN

BIBLIOGRAFÍA