COLEGIO ITD JUAN DEL CORRAL IED
“La formación humana, científica y tecnológica para el desarrollo del ciudadano en el
siglo XXI”
BIOLOGÍA
Área
Ciencias
Naturales
Grado
Noveno
# Guía
2
Fecha
Segundo
trimestre
Nombre de la
Unidad
"Unidad de Biología Molecular, Origen y Evolución”
Meta de
Comprensión
comprender la importancia del ADN en la vida e identificar la manera en la que la información genética
contenida en el ADN se expresa físicamente gracias al proceso de síntesis de proteínas.
Desempeño de
Comprensión
Genética Molecular:
•
•
•
•
•
Comprender la estructura y función de los ácidos nucleicos.
Explicar el papel de las proteínas en el código genético.
Entender los procesos de transcripción y traducción.
Analizar aplicaciones de la manipulación del ADN en salud y producción animal.
Evaluar riesgos y implicaciones éticas de la ingeniería genética.
Origen y Evolución del Universo, la Tierra y la Vida:
•
•
•
•
Explicar teorías sobre el origen del universo.
Describir la evolución de la Tierra y la formación de la atmósfera, el agua y la corteza
terrestre.
Comprender los modelos del origen de la vida y los microorganismos.
Clasificar los cinco reinos de la naturaleza y explicar su evolución.
Microevolución:
•
•
•
•
•
Analizar principios de biología evolutiva y diversidad biológica.
Comparar teorías evolutivas.
Identificar y evaluar evidencias de la evolución.
Analizar la variabilidad genética y su importancia.
Comprender conceptos de macroevolución y origen de las especies.
Exploración
1. Seguramente alguna vez has escuchado decir la frase “lo llevo en los genes”.
a.
b.
c.
¿En qué situación has escuchado esta frase?
¿Por qué crees que las personas dicen esto?
¿Consideras que los ‘genes’ nos permiten conocer el pasado de las personas o predecir cómo será una
persona? ¿Por qué?
2. En la siguiente figura se hace una analogía de núcleo, cromosoma, gen, ADN y nucleótidos con diferentes objetos
cotidianos. A partir de dicha información, responde:
a.
b.
c.
¿Cómo se relacionan una enciclopedia y el núcleo de la célula?
¿Qué es más pequeño: un gen o el ADN? ¿Cómo lo sabes?
Completa las siguientes frases:
- Un cromosoma es la unión de varios ______________.
- Así como las palabras están formadas por letras, el ADN está formado por _____________________.
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Aclaración
1. Realiza la siguiente lectura y resuelve las preguntas correspondientes:
Genes y estructura del ADN
¿Por qué existen características comunes entre especies de plantas y animales? ¿Por qué los hijos se parecen a sus padres?,
para responder a estos interrogantes podemos partir de la información que nos proporciona el ADN, los codones y los genes.
El ácido desoxirribonucleico, abreviado como ADN, es el material hereditario en los seres humanos y casi todos los demás
organismos. En el núcleo se encuentra la mayor cantidad de ADN (donde se llama ADN nuclear), pero una pequeña cantidad
de ADN también se puede encontrar en las mitocondrias (donde se llama ADN mitocondrial o ADNmt). Los genes son
considerados como la unidad básica de la herencia en un organismo vivo, y se componen de ADN. La herencia es la
transferencia de características de padres a hijos a través de sus genes. La mitad de nuestro código genético proviene de
nuestro padre, y la otra mitad de nuestra madre.
De acuerdo con el modelo elaborado por Watson y Crick, el ADN tiene la
forma de una escalera en espiral, cuyos lados o postes son cadenas de
azúcares alternadas con fosfatos. Los escalones los conforman
sustancias llamadas bases nitrogenadas, de las cuales hay cuatro
diferentes: adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G). En cada
escalón, las bases están unidas por parejas: la adenina con la timina (AT) y la citosina con la guanina (C-G), o a la inversa (T- A), (G-C). El orden
de las parejas de bases, en la escalera del ADN, determina una
característica en particular, que el individuo sea un delfín, una planta de
trigo, un ratón u otro organismo, ya que sus características dependen de
la secuencia de las bases del ADN.
El ADN se duplica, lo que permite la transmisión de la información
hereditaria a los descendientes. El inicio del proceso de duplicación del
ADN ocurre cuando la molécula se desenrolla y se abre por la parte
media, a lo largo, para formar dos cadenas. Cada cadena va tomando
bases, azúcares y fosfatos formando así los nucleótidos, hasta formar,
escalón por escalón, la cadena que le es complementaria. Finalmente,
de una molécula de ADN se obtienen dos cadenas y se forman dos
hélices dobles. Las moléculas resultantes tienen una mitad recién
formada, y otra que procede del ADN previo a la duplicación. Después de la duplicación, el ADN adquiere la forma
característica de escalera enrollada. El ADN es la sustancia básica que forma los cromosomas. Durante la reproducción, los
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cromosomas son transmitidos a las células hijas; por lo tanto, las
nuevas generaciones celulares contienen la misma información
genética de la célula madre.
Responde:
h.
a.
Teniendo en cuenta la información del texto, define los
siguientes términos: ADN, herencia, código genético, cromosoma.
b.
¿Cuál es la importancia del ADN en el proceso de transmisión
de información hereditaria?
c.
¿Qué efecto tiene el orden en el cual se forman las parejas de
bases nitrogenadas en las características de los seres vivos?
d.
¿Cuál es la función principal del ADN en los seres vivos, según
se describe en el texto?
e.
¿Qué relación existe entre los genes y la información genética
transmitida de padres a hijos?
f.
¿Cuál es la importancia del modelo de Watson y Crick en
nuestra comprensión de la estructura del ADN?
g.
¿Cómo se relaciona el orden de las bases nitrogenadas en el
ADN con las características de los organismos?
Describe el proceso de duplicación del ADN y su relevancia en la transmisión de la información hereditaria.
INVESTIGAR
Investigue sobre los siguientes términos:
•
•
•
•
•
Técnica de PCR (Reacción en Cadena de la Polimerasa): Comprender en qué consiste esta técnica y cómo se utiliza
para amplificar fragmentos de ADN.
Secuenciación de ADN: Entender el proceso mediante el cual se determina la secuencia de nucleótidos en un
fragmento de ADN.
Herencia genética: Conocer los conceptos básicos de herencia genética y cómo se transmiten los rasgos de una
generación a otra.
Paternidad: Comprender cómo se determina la paternidad utilizando pruebas de ADN y cómo la variabilidad
genética contribuye a la identificación de individuos.
Relación entre genotipo y fenotipo: Entender cómo la información genética (genotipo) determina las características
físicas observables (fenotipo) en un individuo.
PREGUNTA TIPO SABER
2. Realiza la siguiente lectura y resuelve las preguntas correspondientes:
Síntesis de proteínas
En el procesamiento de la información genética en las células, se definen tres etapas principales:
i) La primera etapa es la replicación, en ella se copia toda la molécula de ADN para formar nuevas moléculas, cuyas secuencias
de nucleótidos son idénticas a las del ADN inicial.
Los pasos de esta etapa son:
-
Se tiene la secuencia inicial de ADN:
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-
Las dos hebras del ADN se separan:
-
Se producen las secuencias complementarias de cada hebra del ADN dividido:
ii) La segunda etapa es la transcripción, proceso mediante el cual se transcribe parte del mensaje genético del ADN en forma
de ARN (ácido ribonucleico) mensajero. El ARN, a diferencia del ADN, presenta solo una hebra en su cadena. El ARN
mensajero es sintetizado dentro del núcleo a partir de una sola de las cadenas de ADN como molde; así se produce una copia
fiel de la información contenida en el ADN; supón que tu mamá sabe la receta para fabricar una torta de chocolate (este
sería el ADN), pero ella está enferma y no puede ir donde tu tía a hacerla, por tal razón escribe la receta en un papel con
toda la información necesaria para que otra persona la prepare (este sería el ARN mensajero).
Los pasos de esta etapa son:
-
Las hebras de la cadena de ADN se separan:
-
Se produce el ARN mensajero a partir de una de las hebras del ADN. Es importante destacar que el ARN,
a diferencia del ADN, presenta la base nitrogenada uracilo (U) en lugar de timina (T):
iii) La tercera etapa es la traducción. En ella la información que transportó el ARN mensajero es descifrada en los ribosomas
por el ARN de transferencia. Estas estructuras celulares recorren la molécula de ARN mensajero leyendo la información y
decodificándola. A medida que hacen esto, por cada trío de bases nitrogenadas van enlazando unas moléculas químicas
llamadas aminoácidos, que son las que forman las proteínas.
Los pasos de esta etapa son:
-
Por cada tres bases nitrogenadas en el ARN mensajero, el ARN de transferencia produce el aminoácido
correspondiente:
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-
Finalmente se produce la secuencia de aminoácidos. Una proteína está conformada mínimo por 50
aminoácidos:
Responde:
1.
A partir de la información de la lectura determina si las siguientes afirmaciones son verdaderas (V) o falsas (F).
Corrige las que sean falsas para convertirlas en afirmaciones verdaderas.
-
(__) El ARN a diferencia del ADN presenta uracilo (U) en lugar de guanina (G).
(__) El ADN está compuesto por una sola hebra de nucleótidos, en cambio el ARN presenta dos hebras
de nucleótidos.
(__) En el proceso de replicación el ARN de transferencia asocia un aminoácido por cada tres bases
nitrogenadas de la secuencia de ARN mensajero.
(__) En el proceso de transcripción se forman nuevas moléculas de ADN.
2.
Establece la secuencia de bases nitrogenadas de la hebra complementaria (hebra 2) y el ARN mensajero
generados para la siguiente hebra de ADN (hebra 1):
3.
Asocia cada tipo de ARN (mensajero y de transferencia) a su función correspondiente:
-
(ARN mensajero/ARN de transferencia) Se une con un aminoácido específico cuando la tripleta de
bases del ARN mensajero corresponde a la clave del aminoácido transportado.
-
(ARN mensajero/ARN de transferencia) Es la molécula complementaria de un segmento de una de las
cadenas de ADN, que transporta el mensaje genético desde el núcleo hasta los ribosomas.
Aplicación
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1. De acuerdo con lo explicado sobre el proceso de síntesis de proteínas, completa las tablas de datos que aparecen a
continuación de acuerdo con la información suministrada en las tablas 1 y 2 para los genes del gusano hipotético Hurideles
elegans. Revisa el ejemplo para verificar lo que debes hacer para completar los espacios de los recuadros de cada uno de
los genes presentados.
EXPOSICIONES.
1.
Indicaciones para las Exposiciones:
Formación de Grupos: Los estudiantes se agruparán en equipos de tres personas.
Elección de Temas: Cada grupo seleccionará uno de los temas asignados para su exposición.
Preparación de la Exposición: Los grupos deberán preparar una exposición no leída sobre el tema asignado. La exposición debe ser
interactiva y centrada en el diálogo con la audiencia.
Contenido de la Exposición: Se espera que los grupos investiguen a fondo el tema asignado y presenten información relevante y
actualizada. Se pueden utilizar recursos visuales, ejemplos prácticos y casos de estudio para enriquecer la presentación.
Duración de la Exposición: Cada exposición tendrá una duración máxima de 15 minutos.
Envío de la Exposición: La presentación en formato digital (PowerPoint, PDF u otro formato compatible) debe ser enviada al correo
electrónico del profesor al menos un día antes de la fecha programada para la exposición.
2.
Rúbrica para la Evaluación:
La evaluación se realizará en base a los siguientes criterios:
Contenido (40 puntos):
•
•
•
Precisión y profundidad de la información presentada.
Claridad en la explicación del tema.
Pertinencia de los ejemplos y casos de estudio utilizados.
Organización (30 puntos):
•
•
•
Estructura lógica y coherente de la presentación.
Secuencia clara de ideas y conceptos.
Transiciones fluidas entre los diferentes aspectos del tema.
Habilidades de Presentación (20 puntos):
•
•
•
Claridad y fluidez en la expresión verbal.
Contacto visual con la audiencia.
Uso efectivo de gestos y lenguaje corporal.
Recursos Visuales (10 puntos):
•
•
Utilización adecuada de recursos visuales (diapositivas, gráficos, imágenes, etc.).
Relevancia y claridad de los recursos visuales utilizados.
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•
Integración armoniosa de los recursos visuales con la presentación oral.
Evaluación
La evaluación será realizada por el profesor en base a la observación durante la exposición y la revisión del material enviado por correo
electrónico.
Tema
Sub temas
Los ácidos
nucleótidos
Estructura de los ácidos nucleótidos, tipos de ácidos nucleótidos, el acido
desoxirribonucleótido ADN, Acido ribonucleótido o ARN, adenina, guanina, citosina,
uracilo.
Las proteínas y el
código genético
Estructura de las proteínas, clases de proteínas, aminoácidos,
El cogido genético
•
•
•
•
•
Transcripción de
ADN al ARN
•
•
•
•
Proceso de
traducción
obtención de
proteínas
•
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•
•
•
•
•
•
Grupo
Historia, codones, Definición y concepto básico.Importancia del código
genético en la biología y la genética.
Estructura del ADN:
Descripción de la doble hélice del ADN.
Relación entre el ADN y el código genético.
Función de los genes en la codificación de la información genética.
Traducción de ARN a proteína:
Regulación de la transcripción
Tipos de ARN: diferentes tipos de ARN (ARNm, ARN ribosomal, ARN de
transferencia ARNm en esta exposición específica.
Estructura del ARN:
¿Qué es la traducción?:
Ribosomas y ARNt:
Codones y anticodones:
Etapas de la traducción:
Inicio: El proceso comienza con un codón especial llamado AUG, que indica el
inicio de la traducción.
Elongación:
Terminación
Formación de la proteína:
Regulación de la traducción:
Mutaciones
Tipos de mutaciones moleculares, consecuencias de las mutaciones, enfermedades
moleculares hereditarias, enfermedades moleculares hereditarias, enfermedades
somáticas moleculares, enfermedades exógenas mleculares.
Ingeniería genética
Manipulación del ADN, mejoramiento tradicional, la ingeniería genética, proyecto
genoma humano,
La terapia genética y
los xenotrasplantes
Aplicaciones en la producción agrícola, ¿son los transgénicos una solución para la crisis
alimentaria del mundo? Riesgos y aplicaciones de la aplicación de la ingeniería genética.
Teorías sobre el
origen de la
diversidad.
Fijismo y creacionismo, evolucionismo, lamarquismo, neolamarquismo, darwinismo.
Evidencias de la evolución: evidencias paleontológicas, evidencias bioquímicas y
moleculares, evidencias de la anatomía comparada.
Evolución de las
poblaciones,
Mariposas manchester: un ejemplo de evolución por selección natural, importancia de
la variabilidad genética.
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Adaptaciones
Adaptaciones bioquímicas y fisiológicas, adaptaciones etológicas, adaptaciones
morfológicas,
El origen de las
especies
Concepto de especie, etapas de especiación, extinción de especies, modelos de
especiación.
¿La evolución por selección natural ocurre en la actualidad?
Link de trabajo: https://contenidosparaaprender.colombiaaprende.edu.co/G_10/S/menu_S_G10_U03_L07/index.html
Observar el siguiente video.
https://contenidosparaaprender.colombiaaprende.edu.co/G_10/S/S_G10_U03_L07/S_G10_U03_L07_01_01_01.html
PREGUNTA TIPO SABER
Actividad 1: Las razas y los colores Lee atentamente el siguiente texto y responde las preguntas:
La selección artificial es el método que nos ha permitido a los seres humanos domesticar algunas plantas y animales para
diversos usos, sin ella no existirían algunas plantas que usamos para consumo, los caballos serian salvajes y jamás hubieran
sido ayuda en el desplazamiento de la humanidad y los perros no serían nuestros compañeros fieles. Es el método de crianza,
lo que nos permite llevarla a cabo, pues los criadores o cultivadores escogen entre la gran variedad de la naturaleza las
características que le interesan, por ejemplo, en el caso del perro, se seleccionó a los cachorros de lobo, que eran más dóciles
y mansos, para el trato con el ser humano. Estos se reproducían con individuos igual de mansos, para intentar perpetuar
esta característica y así lograr que en relativamente poco tiempo el perro pasara de ser el lobo gris a nuestra mascota.
Sin embargo, la selección no terminó en tener lobos mansos; ya que dependiendo del criador y la necesidad de la sociedad
del momento, los perros fueron criados de manera aún más selectiva, dando como origen a las razas; siendo dichas razas
tan diferentes como un San Bernardo y un chihuahua.
1. ¿Cuál es el propósito principal de la selección artificial mencionada en el texto?
a) Conservar la diversidad genética.
b) Mejorar la adaptación de las especies al medio ambiente.
c) Domesticar plantas y animales para diversos usos.
d) Proteger las especies en peligro de extinción.
1.
¿Qué papel desempeñan los criadores o cultivadores en el proceso de selección artificial?
a) Permiten que la naturaleza seleccione aleatoriamente las características deseadas.
b) Eligen las características deseables y las perpetúan en las generaciones futuras.
c) Intervienen directamente en la evolución natural de las especies.
d) Dejan que las especies se adapten por sí mismas sin intervención humana.
3.
Según el texto, ¿qué tipo de características se seleccionaron inicialmente en los perros para su domesticación?
a) Agresividad y territorialidad.
b) Dócilidad y mansedumbre.
c) Velocidad y agilidad.
d) Tamaño y fuerza.
4.
¿Qué resultado se logró a través del proceso de selección artificial en los perros, según el texto?
a) Se perpetuó la agresividad de los lobos.
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b) Se conservó la diversidad genética de los lobos.
c) Se transformó al lobo en nuestra mascota actual, el perro.
d) Se redujo la variedad de razas caninas.
5.
¿Cuál es una de las consecuencias mencionadas en el texto de la selección artificial en los perros?
a) La diversificación de las razas caninas.
b) La extinción de los lobos.
c) La pérdida de la domesticidad en los perros.
d) El aumento de la agresividad en las mascotas
TALLER DE APLICACIÓN
Lectura
Una de las principales características de los seres vivos es la reproducción. La reproducción se define como la capacidad de
los seres vivos para originar otros, semejantes en estructura y función. La función de la reproducción es generar individuos
semejantes a sus progenitores, lo que permite la perpetuación de las especies, pero no es esencial para la vida del individuo,
puesto que los organismos pueden cumplir su ciclo de vida sin reproducirse. Para una persona que trabaja en las labores
agrícolas es fundamental tener la información completa de productos que va a cultivar, lo cual le permite realizar su trabajo
en condiciones óptimas y obtener mejores resultados. Los animales y las plantas, en cuanto al número de sus cromosomas,
que son las estructuras que contienen los genes responsables de las características de un ser vivo, presentan dos tipos de
células: unas que son las células somáticas, es decir, las que forman todo el cuerpo, tienen el número de cromosomas
completos y en este caso se dice que son diploides y se representa como 2n. Las otras son las células sexuales, que presentan
solo la mitad del número de cromosomas y se dice que son haploides y se representa como n. En el caso de la especie
humana, las células diploides tienen 46 cromosomas (23 pares), y los gametos o células sexuales, que son el óvulo y el
espermatozoide, son haploides y tienen sólo la mitad del número de cromosomas, es decir, 23.
Analiza:
Si el número de cromosomas presentes en las células sexuales, que también se denominan gametos, es la mitad del
número de cromosomas que posee una especie, entonces, ¿cuál es el número de cromosomas de los gametos de las
siguientes especies, si en el gusano parásito áscaris, el número de cromosomas es cuatro (4); en el maíz es veinte (20); en
la mosca doméstica es doce (12) y en el ser humano es cuarenta y seis (46)?
En 1869 el biólogo suizo Friedrich Miescher aisló del núcleo una sustancia a la que llamó nucleína; posteriormente, se pudo
determinar que eran dos sustancias y se les dio el nombre de ácidos nucleicos. Estos ácidos son el ácido
desoxirribonucleico ADN, que es el principal constituyente de los genes, y el ácido ribonucleico ARN, que está relacionado
con la síntesis de proteínas. En un comienzo se pensó que estos ácidos solo existían en el núcleo pero se han encontrado
en las mitocondrias, los cloroplastos, en los ribosomas y en el citoplasma. En estas dos moléculas reside el secreto de la
vida, ya que regulan la producción de proteínas en absolutamente todos los seres vivos. Las proteínas son las sustancias
básicas que forman las estructuras de los seres vivos y con las cuáles se realizan diversos procesos.
Es el resultado de estudio de diferentes científicos en el campo de la genética clásica, la bioquímica y la biología molecular
y se encarga de indagar dónde, cómo y qué producen los genes. El estudio de esta rama de la biología se fundamenta en
establecer la naturaleza química del material hereditario y de los procesos que permiten la expresión y regulación de los
genes. Para identificar que el material genético estaba compuesto por sustancia químicas (los ácidos nucleicos) los
científicos debieron investigar por
décadas y trabajar coordinadamente con las investigaciones de otros, observemos el mapa conceptual e identifiquemos
los avances que se dieron para proponer la existencia del ADN con una estructura de doble hélice.
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Ácidos nucleicos
Los ácidos nucleicos son conocidos como macromoléculas (moléculas de gran tamaño), que están compuestas a partir de
tres moléculas: una de azúcar que puede ser de dos clases ribosa o desoxirribosa, una molécula de fósforo (PO4 -3) y una
base nitrogenada.
Las bases nitrogenadas son moléculas complejas formadas por
átomos de carbono y nitrógeno. Existen cinco tipos de bases
nitrogenadas: adenina, guanina, uracilo, tiamina y citosina. Estas se
dividen en dos tipos las bases púridicas que son adenina y guanina y
las bases pirimídicas que son citosina, tiamina y uracilo. Los ácidos
nucleídos son dos de clases: el ADN o ácido desoxirribonucleico y el
RNA o ácido ribonucleico. Observemos el mapa conceptual para
identificar las características de cada uno, complementemos la
información del mapa consultando en libros sobre el tema.
Las bases nitrogenadas elaboran peldaños dentro de las cadenas de
ácidos nucleicos, dichos peldaños se establecen a través de pares de
bases
nitrogenadas, éstas no se organizan azarosamente sino que tienen
parejas o complementos establecidos y exclusivos de acuerdo con la
clase de ácido nucleico así:
Adenina (A) siempre se une con timina (T) en el ADN
Citosina (C) siempre se une con guanina (G) en el ADN
Adenina (A) siempre se une con uracilo (U) en el ARN
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Estructura del ADN
La estructura de ADN propuesta por Watson y Cric es la más
usada en la actualidad. Esta presenta las características que
podemos observar en el siguiente gráfico:
Características:
•
•
•
Se encuentra constituido por dos cadenas
complementarias de nucleótidos, formando una doble
hélice.
El enrollamiento se mantiene siempre en el mismo
ancho y en el mismo diámetro para los escalones
formados por los pares de bases.
Las bases de una cadena son complementarias a las
bases de otra y se unen por fuerzas débiles llamadas
puentes de hidrógeno.
Al ser complementarias las cadenas de ADN, cada una de estas
actúa como molde de la otra. Para duplicarse el ADN sólo se
tiene que separar la hebra de la doble hélice, e ir colocando con ayuda de una serie de enzimas los nucleótidos
complementarios para cada una de las cadenas separadas. Esto es lo que sucede en la mitosis y en la meiosis, cuando se
duplica la información genética. Este proceso de duplicación permite
que se conserven las características de los padres a los hijos, ya que se hacen copias idénticas del ADN; sin embargo, en
ocasiones puede ocurrir que no se copie exactamente la información, por lo cual se produce un cambio en el material
hereditario o una mutación.
El ADN y la capacidad de transmitir información
El ácido desoxirribonucleico (ADN) es un conjunto de moléculas “que contiene toda la información genética del ser vivo, y
se encuentra distribuido en diversos fragmentos o cromosomas (veintitrés pares en el ser humano) en el núcleo de cada
célula (excepción de las células procariotas que se encuentra fuera del núcleo). El genoma es el conjunto de ADN de una
célula (Figura 2).
Cromosoma o de un organismo vivo, y es idéntico en todas las células de un
organismo vivo. El ADN consiste en un filamento alargado, formado por dos hebras
paralelas, enrolladas sobre un eje imaginario en forma helicoidal a modo de escala (doble hélice).
Cada hebra está compuesta por una cadena o sucesión de moléculas o bases nitrogenadas, que forman secuencias: A, T, C
yG
(adenina, timina, citosina y guanina). Cada base de una hebra o cadena se corresponde o empareja de forma precisa y
determinada con la base de enfrente de la otra hebra o cadena: A-T, T-A, C-G o G-C (por tanto no es posible, por ejemplo,
la correspondencia de un par de bases A-G, y de producirse, estaríamos ante un error o mutación), cada cadena aporta por
sí sola toda la información del ADN. Las bases se
agrupan de tres en tres (tripletes o codones), dando lugar hasta 64 combinaciones diferentes, que forman, gracias al
código genético, los aminoácidos. (Figura 3). ADN Los aminoácidos
combinados en
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números variables dan lugar a proteínas. La sucesión de un número variable de bases configura los genes que, como
sabemos, son fragmentos de ADN distribuidos en los cromosomas. Los genes constituyen la unidad física y funcional de la
herencia, por tanto, la unidad de información (Figura 4).
Estructura del ADN
El ácido desoxirribonucleico ADN, es el material genético que se transmite de
padres, su estructura contiene todas las instrucciones para que un organismo
pueda nacer y desarrollarse a partir de su primera célula. El ADN está constituido
por dos cadenas o bandas formadas por una secuencia de unidades llamadas
nucleótidos. Cada nucleótido está formado por tres unidades: una molécula de
azúcar llamada desoxirribosa, que es una molécula de cinco carbonos; un grupo
fosfato y uno de cuatro posibles compuestos nitrogenados llamados bases:
adenina (abreviada como A), guanina (G), timina (T) y citosina (C). La molécula de
desoxirribosa ocupa el centro del nucleótido y está rodeada por un grupo fosfato a
un lado y una base al otro. Estas subunidades enlazadas desoxirribosa-fosfato
forman los lados de la escalera; las bases están formadas por parejas, mirando
hacia el interior, y forman los peldaños.
Estructura de un nucleótido
La desoxirribosa es una azúcar compuesta por cinco carbonos, donde se alterna
con grupos fosfato para formar la “columna vertebral” del polímero de ADN y se
une a las bases nitrogenadas, es un monosacárido con la fórmula idealizada H- (C =
O) - (CH2) - (CHOH) 3-H. Su nombre indica que es un azúcar desoxirribosa, lo que
significa que se deriva de la ribosa azúcar por la pérdida de un átomo de oxígeno.
El grupo fosfato se compone de un fósforo central rodeado por cuatro átomos de oxígeno. El fósforo es un enlace
individual a tres de los oxígenos, y con doble enlace a la cuarta. La Adenina, abreviado “A”, tiene una estructura de dos
anillos, lo que la hace una de las purinas. Cuando es en ADN, empareja con la timina. Cuando es en el ARN, empareja con
uracilo. Adenina también tiene otros trabajos en la célula - forma parte de la molécula de energía ATP y transportadores
de electrones, que se utilizan en la respiración celular. La Timina es una pirimidina (un anillo), La fórmula de la timina es
C5H6N2O2. Está siempre emparejado con adenina a través de dos enlaces de hidrógeno sólo en ADN para estabilizar la
estructura del ácido nucleico. La Guanina es parte de ADN y ARN, donde se une con la citosina. Guanina es una purina (que
tiene dos anillos). Su fórmula química es C5H5NO5. La Citosina es parte del ADN y el ARN, y se une a la guanina. Tiene un
anillo, por lo que es una pirimidina.
Actividad
1.De acuerdo con la información dada y teniendo en cuenta que las bases nitrogenadas en los ácidos nucleicos no se
organizan al azar, completa la cadena indicando con la letra inicial los pares de bases de que se unen, luego, determina si
esta es una cadena de ADN o ARN y expliquemos el porqué de nuestra respuesta.:
Completa:
Completa
¿ADN o ARN?
Explicación:
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¿ADN o ARN?
Explicación:
2.
Une por medio de una línea las imágenes con su correspondiente definición (en la primera imagen) y los nombres
de los nucleótidos con su correspondiente formula estructural (en la segunda imagen).
3.
Descifra el siguiente mensaje teniendo en cuenta que el 100 corresponde a la letra a; el 101 a la letra b; el 102 a la
letra c, y así sucesivamente hasta llegar al 126 que corresponde a la letra z:
10411110010311312510411110011811311911511311110011911211511
11041021211111001191011001191081021001191161001181001111001 22108103100.
Mensaje:
Mensaje:
4.
¿Qué sabes de los compuestos que se mencionan en el mensaje?
5.
¿Qué piensas de la frase que pudiste descifrar?
6.
¿Cuándo tú piensas en la vida con qué sustancias la relacionas?
ADN Y ARN
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El ADN tiene la función de “guardar información”, es decir, contiene las instrucciones que determinan la forma y
características de
un organismo y sus funciones. Además, a través del ADN se
transmiten esas características a los descendientes durante la
reproducción, tanto sexual como asexual. Para que se realice la
transmisión de la información entre los sistemas biológicos, se
utilizan las moléculas de ADN para sintetizar el ARN (ácido
ribonucleico).
El ARN, es una molécula compuesta de uno o más nucleótidos. Una hebrade ARN puede ser pensada como una cadena con
un nucleótido en cada eslabón de la cadena. Cada nucleótido se compone de una base (adenina, citosina, guanina y
uracilo, normalmente abreviada como A, C, G y U), un azúcar ribosa, y un fosfato. La información del ADN debe ser
transportada por el ARN que funciona como un intermediario del núcleo y el citoplasma. Existen cuatro tipos de ARN:
El ARN y el ADN presentan las siguientes diferencias:
•
El ARN tienen la base uracilo ( U ) y no la base timina ( T )
•
El ARN esa conformado por una sola cadena
•
El ARN tiene el azúcar ribosa en su esqueleto
Duplicación del ADN
Antes de que una célula se divida, su ADN se replica (duplicado). Las dos hebras de
una molécula de ADN tienen pares de bases complementarias, la secuencia de
nucleótidos de cada hebra suministra automáticamente la información necesaria
para producir su pareja. Si se separan las dos hebras de una molécula de ADN, cada
uno puede ser utilizado como un patrón o molde para producir una cadena
complementaria. Cada plantilla y su nuevo complemento juntos forman entonces
una nueva doble hélice de ADN, idéntica a la original (Figura 20).
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En la figura 21 se observa un ejemplo de duplicación del
ADN, en este proceso participan la enzima ADN
polimerasa que participa en la duplicación del ADN. El
ADN polimerasa actúa produciendo dos moléculas
idénticas a la molécula de origen. Es, pues, el ADN
polimerasa la responsable de la síntesis de nuevas
moléculas de ADN.
Duplicación del ADN por procesos de mitosis y meiosis
Al proceso de mitosis y meiosis se le conoce como ciclo
celular, este es el conjunto de procesos que una célula
debe realizar para cumplir la replicación exacta del ADN.
Diferencias entre mitosis y meiosis
La mitosis es el proceso continuo en el que una célula produce dos células con idéntico material genético, ya sea con fines
reproductivos, para reemplazar a otras muertas, o para el crecimiento de un tejido.
En la figura 24 se puede observar el proceso de replicación del ADN en el proceso de la meiosis. Meisosis I: antes de la
primera división meiótica hay un periodo de interfase en la que se duplica el ADN. Meiosis II: no hay duplicación del ADN.
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La meiosis y la transmisión información genética
Gracias al proceso de reducción del número de cromosomas a la mitad: esto permite el
fenómeno de la fecundación, se reconstituye el número de cromosomas de la especie. Por
ejemplo, en el ser humano se tienen 46 cromosomas y se forman células haploides
(gametos) de 23 cromosomas.
La recombinación de la información genética heredada del padre y la madre: el
apareamiento de los cromosomas homólogos permite que se intercambie la información.
La consecuencia de este fenómeno es que ningún hijo heredará la misma combinación de
alelos de sus progenitores.
Segregación al azar de cromosomas maternos y paternos: la separación de los cromosomas
paternos y maternos recombinados se realiza completamente al azar, por lo que
contribuyen al aumento de la diversidad genética. En el ser humano, con 23 pares de
cromosomas homólogos, la posibilidad de recombinación es de
223 (8.388.608) combinaciones. Durante la gametogénesis (formación de gametos) ocurre
la meiosis y se generan gametos con la mitad de dotación cromosómica para que, en la reproducción sexual, se mantengan
las células diploides.
La meiosis y la variabilidad genética
La reproducción sexual implica recombinación genética del ADN de cada progenitor, y
unión de 2 gametos (uno de cada padre), así la meiosis se constituye en el mecanismo
indispensable para asegurar la constancia en el número específico de cromosomas en
los organismos sexuados.
Como los gametos masculino y femenino también se unen al azar para formar un
cigoto, se puede afirmar que este proceso de fusión y la meiosis que le precede, son
importantes fuentes de variabilidad dentro de las especies que presentan
reproducción sexual.
La variación en la descendencia constituye la base de los cambios evolutivos que ocurren con el tiempo. Los individuos
que, por sus características hereditarias, pueden adaptarse mejor a las condiciones ambientales, tienen mayores
oportunidades de sobrevivir y dejar más descendientes que los individuos con rasgos hereditarios menos favorables
ADN y transmisión de la información
El proceso de transcripción y traducción se fundamenta en:
}
El mecanismo de transcripción se divide en tres etapas:
INICIACIÓN: la ARN Polimerasa se une a una zona del ADN que
requiere transcribir, posteriormente se corta la hebra de ADN y
separan las dos cadenas
se
se
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2. ALARGAMIENTO: la ARN polimerasa viaja a lo largo de la
cadena molde de ADN
2.
TERMINACIÓN: la ARN polimerasa encuentra una
secuencia de ADN con una señal de terminación. La
ARN polimerasa se desprende del ADN y libera la
molécula del ARN, que está lista para desplazarse
del núcleo al citoplasma para la traducción
La Transcripción
Es un proceso que implica transcripción de la información genética del ADN a ARN. La biosíntesis de ARN, procede de la
misma manera que la duplicación de ADN y también sigue el principio de apareamiento de bases. Una vez más, una
sección de ADN de doble hélice se desenrolla y sólo una de las hebras de ADN sirve como molde para la enzima ARN
polimerasa para guiar la síntesis de ARN. Después que la síntesis es completa, el ARN se separa del ADN y el ADN retrocede
en su hélice.
Relación entre gen y proteína
El paso de la información genética desde el ADN a la proteína se hace mediante un
intermediario: el ácido ribonucleico (ARN), muy semejante químicamente al ADN,
pero que contiene A, C, G y uracilo (U) en lugar de T. Lo primero que se hace es
desdoblar la doble hélice de ADN, y una de las hebras es copiada a un tipo de ARN
llamado mensajero; esto proceso se llama transcripción, y ocurre dentro del
núcleo. Este ARN mensajero sale
del núcleo, y ya en el citoplasma, es
“leído” para saber qué aminoácidos
y en qué orden hay que unir y así
elaborar una proteína; este proceso
se llama traducción. Sólo hay veinte
aminoácidos que entren a formar parte de las proteínas.
Demanda de proteínas
A partir del ADN se sintetiza ARN por medio de la enzima ARN polimerasa,
que copia una secuencia de nucleótidos (genes) de una de las cadenas del
ADN. El ARN es el encargado de controlar las etapas intermedias en la
formación de proteínas mediante el ARN mensajero. Las proteínas
constituyen los compuestos orgánicos más importantes de los seres vivos,
por las diferentes funciones que cumplen a continuación se relaciona las
funciones y los casos de requerimiento de los diferentes organismos.
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ACTIVIDAD
1.
Responde a la información presentada, y con las palabras que conforman las respuestas, encuéntralas en la
sopa de letra.
Evaluación:
●
El/la estudiante relaciona situaciones y objetos cotidianos con el ADN y las diferentes formas de presentación de la
información genética.
●
El/la estudiante comprende los diferentes conceptos involucrados en la transmisión de información genética y,
además, distingue las diferentes estructuras y partes que componen al ADN.
●
El/la estudiante diferencia las diferentes moléculas que participan en la síntesis de proteínas y es capaz de predecir
la estructura de cada una de ellas.
●
El/la estudiante asocia correctamente la estructura de las diferentes moléculas que participan en la síntesis de
proteínas con las características físicas de un organismo.
POCENTANJES:
Heteroevaluación
70%
Coevaluación
5%
Autoevaluación
5%
Evaluación trimestral
10%
Diseñado por:
Luis Eduardo Piza Hernández
Llevar la guía a clase, puntualidad, evidencias físicas como virtuales,
desarrollo de la guía.
Revisado por:
Aprobado por:
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