módulo 11° periodo ii de biología 2013
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Biología 11°TRANSCRIPT
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ESTUDIANTE
GRUPO
11
No
MEDIADOR
Mario Castillo M
PERIODO
2
DURACIÓN
Abril a
junio
ASIGNATURA
Biología
AREA:
Ciencias
Naturales y
educación ambiental
PROPÓSITO DEL ÁREA
Desarrollar en los estudiantes un pensamiento científico
que le permita contar con una teoría abarcadora del mundo natural dentro del contexto de un proceso de
desarrollo humano integral, equitativo y sostenible que le
proporcione una concepción de sí mismo y de sus
relaciones con la sociedad y con la preservación de la vida en el planeta.
META DE COMPRENSIÓN DEL AÑO
El estudiante comprenderá la influencia que tienen las
leyes de la herencia en los cambios que presentan los seres humanos y las diferentes transformaciones que
sufren las macromoléculas en los seres vivos.
META DE COMPRENSIÓN GENERAL DEL
PERIODO
El estudiante comprenderá: Cómo se aplican los principios de la genética moderna y
la genética del ADN en la solución de problemas
causados por la tecnología ,por la vida moderna, por las
enfermedades genéticas y el mejoramiento de los humanos y otra especies.
TÓPICO GENERADOR
¿Que nos hace diferentes a los Humanos?
CONTENIDOS
replicación
transcripción
Síntesis de proteínas
METAS DE COMPRENSIÓN DEL PERIODO
El estudiante comprenderá:
1. Cómo se llevaron a cabo los trabajos de Mendel como
antecedentes históricos de la genética moderna, 2. Cómo se aplican los principios de la genética moderna
y la genética del ADN en la solución de problemas
causados por la tecnología, por la vida moderna, por las
enfermedades genéticas y el mejoramiento de los humanos y otra especies.
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CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
COMPETENCIA
ESTÁNDAR
DESEMPEÑOS DE
COMPRENSIÓN
ACTIVIDAD DE
APRENDIZAJE
FECHA
VALORACIÓN
CONTINUA
Explico la
diversidad
biológica como consecuencia de los
cambios
ambientales, genéticos y de
relaciones
dinámicas dentro de
los ecosistemas.
Describo la incidencia
del ambiente en el
genoma humano y diferencio los efectos de
las mutaciones mediante
la realización de ejercicios interactivos
Los estudiante realizar
una lectura sobre
mutaciones( la influencia que tiene es
esta la selección
natural y la herencia), para posterior
socialización por el
representante de cada
grupo. 2. Los estudiantes
consultan sobre
transcripción y traducción de un gen y
cómo funciona el
código genético . 3. Socializan con sus
compañeros
4. Elaboran un resumen
sobre los procesos descritos para realizar
ejercicios
9 Semanas
Seguimiento de
Instrucciones
Orientación por parte del mediador
Para hacer el
resumen deben
tener los conceptos claros y deben
dominar las
conceptualizaciones dadas
NIVELES DE META
SUPERIOR
ALTO
BÁSICO
BAJO
Plantea argumentos
coherentes para explicar la relación entre el ADN
y ARN en los procesos
de replicación, transcripción y
traducción con los
mecanismos de regulación asociados.
Diferencia los los
procesos de replicación, transcripción y
traducción en la célula
Relaciona el ADN con el
ARN para identificar los proceso asociados a estas
moléculas en la célula
Se le dificulta relacionar los
procesos de replicación, transcripción y traducción con las
moléculas de ADN y ARN
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RECURSOS REQUERIDOS (AMBIENTES PREPARADOS PARA EL PERIODO)
Texto guía: para profundizar y afianzar conceptos desde complemento de estudio en casa y el
colegio
Videos: acerca de genética para facilitar la comprensión de la respiración y la fotosíntesis asociadas a las enzimas.
El proyecto del genoma
humano (PGH), culminado
en el año 2003 ha abierto la
posibilidad del análisis de muchos de los genes
conocidos como causa de
enfermedades hereditarias. Tal es así que está
disponible el análisis
molecular de varios miles de genes, con lo que su
médico no solo podrá
confirmar el diagnóstico,
sino también, delinear las mejores opciones de tratamiento de acuerdo con el resultado genético.
Es conocido que algunas enfermedades genéticas presentan menor o mayor severidad de acuerdo
con la mutación o daño presente en un gen específico, otras presentan incluso distinto tipo de enfermedad o padecimiento dependiendo del tipo de mutación presente en el gen. Así también, en
otras se ha identificado predisposición de acuerdo con los cambios que se encuentren en la molécula
del ADN. Existe entonces una variedad de cambios en el ADN que son determinantes para el tipo y el curso de la enfermedad.
El diagnóstico molecular no solo es útil para la identificación precisa de un diagnóstico médico o la planificación de un tratamiento, sino que también puede servir para determinar si existe el riesgo de que otros familiares están afectados, por lo que el diagnóstico molecular en el ADN es útil para la
prevención de la enfermedad humana y disminuir los costos personales, psicológicos, familiares y
sociales que las enfermedades genéticas causan a los afectados
INTRODUCCIÓN
GENÉTICA MOLECULAR
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CONCEPTOS CLAVES
1. ADN
2. ARN 3. Bases nitrogenadas
4. Azúcar ribosa
5. Azúcar desoxirribosa 6. Nucleótido
7. Nucleósido
8. Transcripción
9. ADNpolimerasa 10. ARNpolimerasa
11. Traducción
12. Codón 13. Triplete
14. ARNt
15. ARNm 16. ARNr
17. Código genético
Para poder iniciar con la explicación del proceso de replicación o también conocido como
duplicación del ADN, debemos referenciar un proceso previo del cual hace parte el tema en cuestión y; nos obliga a desarrollarlo para entender desde un contexto amplio el concepto de
replicación, éste corresponde a el Ciclo celular, por ello iniciamos hablando de él.
Hablar del ciclo celular es hablar del inicio de la vida y la reproducción de las células somáticas en
organismos eucarióticos, esto hace que sea relevante dejar claro qué es el ciclo celular, el cual lo
podemos definir como el conjunto de etapas secuenciales donde ocurren eventos necesarios para la
formación de dos células a partir de una y que incluyen procesos como síntesis de biomoléculas en especial del ADN, la mitosis y que es regulado en su desarrollo para garantizar su perfecto
funcionamiento garantizando que las células hijas sean igual a las progenitoras.
CONTENIDO: replicación
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Una forma en la cual se esquematiza el ciclo celular es:
Figura 1
Ahora una vez observado éste esquema o diagrama debemos explicar los sucesos ocurridos en el ciclo y cada uno de los eventos que se desarrollan en éste.
Así que podemos indicar que en el ciclo celular hay dos periodos diferenciados claramente y que son conocidos como la INTERFASE y la Fase MITÓTICA. En la primera debemos indicar que es
el periodo de mayor duración cronológica y donde ocurren los eventos y procesos biosintéticos más
importantes con el fin de ―PREPARAR‖ a la célula para afrontar la fase mitótica y garantizar que las dos células producto de la mitosis tengan las condiciones moleculares (proteínas, carbohidratos,
lípidos, ácidos nucleicos y organelos celulares) para que las células formadas sean viables
funcional, estructural y organizacionalmente.
Con base en lo anterior la pregunta a realizar sería ¿qué ocurre en cada una de los periodos del ciclo
celular? Y la respuesta a esto se describe a continuación.
El ciclo celular es un conjunto ordenado de sucesos que conducen al crecimiento de la célula y la
división en dos células hijas. Las etapas, mostradas a la derecha, son G1-S-G2 y M. El estado G1
quiere decir "GAP 1"(Intervalo 1). El estado S representa "Síntesis". Este es el estado cuando ocurre la replicación del ADN. El estado G2 representa "GAP 2"(Intervalo 2). El estado M representa «la
fase M», y agrupa a la mitosis o meiosis (reparto de material genético nuclear) y citocinesis
(división del citoplasma). Las células que se encuentran en el ciclo celular se denominan
«proliferantes» y las que se encuentran en fase G0 se llaman células quiescentes.1 Todas las células
se originan únicamente de otra existente con anterioridad. El ciclo celular se inicia en el instante en
que aparece una nueva célula, descendiente de otra que se divide, y termina en el momento en que
dicha célula, por división subsiguiente, origina dos nuevas células hijas.
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Figura 2
El proceso se resume en un cúmulo de enzimas que regulan en proceso garantizando: reparación, síntesis y corrección de dicha replicación, para ello lo resumimos de la siguiente forma:
Replicación
•es el proceso de duplicación del ADN, enmarcados en la regulación de éste por enzimas, la cual garantiza el material genético para las dos próxima célula hijas en un organismo.
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La gráfica que representa tal evento está explicita a continuación y se encuentra el trabajo
secuencial y coordinado entre las enzimas
Figura 3
En tal proceso se debe hacer aclaración de los fragmentos de Okazaki, los cuales son fragmentos de
ADN que al realizar la síntesis de ADN son separados y se encuentran ―pedacitos‖ que posteriormente debe ser unidos a través de una enzima denomina Ligasa, que une los fragmentos,
además las primasas son denominados primer y corresponde a secuencias cortas que ceban el inicio
de las secuencias del ADN donde comenzará la síntesis de las secuencia deADN complementaria al ADN madre o parental.
1. El ADN se diferencia del ARN en la secuencia de las bases nitrogenadas y no en sus
nucleótidos.
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2. El ADN hace parte de la transcripción de forma indirecta
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3. El RNA es una molécula conformada por Nucleósido _____________________________________________________________________________
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4. Un nucleótido se diferencia del Nucleósido por que no posee grupos amino
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Replicación Ejemplo
Replicación Actividad
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5. Los nucleótidos tienen como característica principal un grupo fosfato _____________________________________________________________________________
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6. Los Nucleósido poseen grupos fosfato en su estructura
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7. Los ácidos nucleicos son moléculas que se encuentran necesariamente en el núcleo de las células procarióticas
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8. La replicación es un proceso posterior a la duplicación
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9. La replicación posee como característica principal la acción de la ligasa para separar la molécula
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10. La helicasas sólo actúa si hay Girasas
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11. La girasa separa la cadena y la desenrolla _____________________________________________________________________________
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12. La DNApolimerasa posee tres características importantes: supervisar, reparar o corregir y agregar nucleótidos complementarios correspondientes
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13. La DNApolimerasa posee tres características importantes: supervisar, reparar o corregir y
agregar nucleósidos complementarios correspondientes _____________________________________________________________________________
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14. La correcta secuencia de enzimas para actuar en la replicación es helicasa, ligasa, girasa y
ADNpolimerasas.
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15. Los fragmentos de okazaki son aquellas secuencias de ADN que quedan después de la replicación, dando paso a la acción de las ligasas
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• es el proceso en el cual se transcribe o copia a partir de una hebra del ADN una secuencia de ARN, formando una secuencia denominada transcrito primario, el cual
será indispensable para sintetizar una proteína o polipéptido
La formación de una cadena de ARNm por una secuencia particular de ADN se denomina
transcripción.
Antes de que termine la transcripción, el ARNm comienza a desprenderse del ADN. Finalmente, un extremo de la molécula nueva de ARNm, que ahora es una cadena larga y delgada, se inserta en
una
estructura pequeña llamada ribosoma, de un modo parecido a la introducción del hilo en una
cuenta. Al tiempo que el ribosoma se desplaza a lo largo del filamento de ARNm, su extremo se
puede insertar en un segundo ribosoma, y así sucesivamente.
Los ribosomas están formados por una proteína y ARN. El grupo de ribosomas unidos a un ARNm
recibe el nombre de polirribosoma o polisoma. Como cada ribosoma pasa a lo largo de toda la
molécula de ARNm, lee el código, es decir, la secuencia de bases de nucleótidos del ARNm.
¿CÓMO SE DA EL PROCESO DE TRANSCRIPCIÓN?
INICIACIÓN: La enzima ARNpolimerasa se une a un promotor del ADN donde se copia
la hebra del gen del ADN para sintetizar ARNm. ALARGAMIENTO: La ARN polimerasa se desplaza a lo largo del ADN haciendo copia
del ADN para sintetizar ARNm.
TERMINACIÓN: Finaliza la síntesis, pues el ARNpolimerasa encuentra una señal de terminación
CONTENIDO: transcripción
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El ARN actúa en la síntesis de proteínas a través de tripletes o codones que codifican
aminoácidos:
CÓDIGO GENÉTICO: El ARN mensajero (ARNm), modelo de la síntesis proteínica, está
formado por un grupo de nucleótidos. Cada nucleótido contiene una de las cuatro bases nitrogenadas: uracilo (U), citosina (C), adenina (A) y guanina (G). Su orden en la cadena de ARNm
especifica el orden en que se añaden los aminoácidos mientras se construye una proteína; tres
nucleótidos especifican un aminoácido.
La mayoría de los aminoácidos se identifican por más de un codón (por ejemplo, GCU, GCC, GCA
y GCG son todos códigos de la alanina) Por ello decimos que el código está degenerado.
PASOS DE LA TRANSCRIPCIÓN
1. En una primera etapa, una enzima, la ARN-polimerasa se asocia a una región del ADN, denominada promotor,
la enzima desenrolla una vuelta de hélice, permitiendo la
polimerización del ARN a partir de una de las hebras de ADN que se utiliza como patrón.
2. La ARN-polimerasa, se desplaza por la hebra
patrón, insertando nucleótidos de ARN, siguiendo la
complementariedad de bases.
3. Cuando se ha copiado toda la hebra, al final del proceso , la cadena de ARN queda libre y el ADN se cierra de
nuevo, por apareamiento de sus cadenas complementarias.
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Tipos de ARN
RNA MENSAJERO (RNAm)
Se sintetiza sobre un molde de ADN por el proceso de transcripción por el cual se copia el ARN a
partir del molde del ADN, pasa al citoplasma y sirve de pauta para la síntesis de proteínas (traducción).
RNA RIBOSÓMICO (RNAr) El RNA ribosómico (RNAr) está presente en los ribosomas, orgánulos intracelulares implicados en
la síntesis de proteínas. Su función es leer los RNAm y formar la proteína correspondiente.
RNA de transferencia (RNAt) Son cadenas cortas de una estructura básica, que pueden unirse específicamente a determinados
aminoácidos.
A continuación presentamos un ejemplo del proceso
1. ¿Hay una relación entre transcripción – ADN-ARN?
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Transcripción Ejemplo
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2. ¿Cuál es la importancia de la transcripción en los procesos posteriores? _______________________________________________________________________________.
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3. ¿Por qué el código genético está degenerado?
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4. ¿Cuáles son las diferencias entre la replicación y la transcripción? _______________________________________________________________________________.
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El gráfico anterior resume el proceso de traducción en el cual se resume en la síntesis de proteínas,
pero que necesita de la transcripción, especialmente el ARN mensajero, transcripcional y
ribosómico.
La lectura del ARNm, que se denomina traducción, tiene lugar gracias a un tercer tipo de
molécula de ARN de transferencia (ARNt), que se origina sobre otro segmento del ADN. Sobre un lado de la molécula de ARNt hay un triplete de nucleótidos y al otro lado una región a la que puede
CONTENIDO: traducción
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unirse un aminoácido específico (con la ayuda de una enzima específica). El triplete de cada ARNt es complementario de una secuencia determinada de tres nucleótidos —el codón— en la cadena de
ARNm. Debido a esta complementariedad, el triplete es capaz de reconocer y adherirse al codón-
El ARN de transferencia, que lleva unido el aminoácido, se dirige hacia el complejo formado por el ARNm y el ribosoma. El anticodón del ARNt se empareja con el codón presente en el ARNm. La
secuencia de bases del codón codifica para el aminoácido concreto que transporta el ARNt. Un
segundo ARNt se une a este complejo. El primer ARNt transfiere su aminoácido al segundo ARNt antes de separarse del ribosoma. El segundo ARNt lleva ahora 2 aminoácidos unidos que
constituyen el inicio de la cadena polipeptídica. Después, el ribosoma mueve la cadena de ARNm
de manera que el siguiente codón de ARNm está disponible para unirse a un nuevo ARN de
transferencia.
Código genético
El código genético es un conjunto de normas por las que la información codificada en el material genético (secuencias de ADN o ARN) se traduce en proteínas (secuencias de aminoácidos) en las
células vivas. El código define la relación entre secuencias de tres nucleótidos, llamadas codones, y
aminoácidos. Un codón se corresponde con un aminoácido específico. El ARN se basa en
transportar un mensaje del ADN a la molécula correspondiente
La secuencia del material genético se compone de cuatro bases nitrogenadas distintas, que tienen una función equivalente a letras
en el código genético: adenina (A), timina (T), guanina (G) y
citosina (C) en el ADN y adenina (A), uracilo (U), guanina (G) y
citosina (C) en el ARN.
Debido a esto, el número de codones posibles es 64, de los cuales
61 codifican aminoácidos (siendo además uno de ellos el codón
de inicio, AUG) y los tres restantes son sitios de parada (UAA,
UAG, UGA). La secuencia de codones determina la secuencia aminoacídica de una proteína en concreto, que tendrá una
estructura y una función específicas
Hay que tener claro que es éste código es indispensable para
realizar el proceso de transcripción o entenderlo:
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El proceso de traducción, se muestra en la siguiente figura:
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Los factores de iniciación (IF) son claves son para orientar el proceso de traducción como se muestra en el ejemplo, sin embargo la explicación de la interacción de ellos no está al alcance de
este curso.
RESPONDE LAS SIGUIENTES PREGUNTAS Y ESCOGE LA OPCIÓN CORRECTA,
LUEGO SUSTENTALAS 1. Un pigmento rojo que posee un tipo de vegetal es correspondiente a una proteína. Su
composición normal (abreviada) es como se ilustra:
Valina-histidina-leucina-treonina-prolina-glutámico-glutámico Se encontró una estructura anormal que causa una enfermedad desconocida en la planta, por un
cambio en esta estructura, dejándola así:
Valina-histidina-leucina-treonina-prolina-valina-glutámico
2. Se sabe que no hubo errores en la replicación del ADN y la traducción de la síntesis de proteínas; entonces podemos sugerir que probablemente hubo un error en.
a. La síntesis de proteínas
b. El proceso de traducción realizado por el ribosoma
c. La replicación de la molécula de ADN d. La copia que se hace desde el ADN al ARNm.
Si se tienen 4 ARNt con sus aminoácidos y sus respectivos anticodones, determina la banda de
ADN que origina el ARNm complementario para la cadena de anticodones.
ARNt 1 2 3 4
UUA AGG GCU AGC
a. AAT TCC CGA TCG
Traduccción Ejemplo
Traducción Actividad
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b. AGC ACC TAG GCA c. TTA AGG GCT AGC
d. AAT TCC UCC UCG
Explica las siguientes frases e indica si son correctas e incorrectas.
a. Los anticodones se caracterizan por poseer a todas las bases nitrogenada pirimidinicas y purinicas El ADN participa indirecta o directamente en la traducción de proteínas en la síntesis
de proteínas
b. Explica el siguiente diagrama, el cual suministra información acerca del dogma central de la biología molecular