Biología

Pandilla Petit, (preescolar y 1ro. y 2do. año de primaria)

PP – 239 – B ADN VEGETAL

Asesor: Monica Romero Jimenez

Autor: Santiago Flores Sánchez

Resumen

El ADN (ácido desoxirribonucleico) es el responsable de contener toda la información genética de un individuo o ser vivo, información que es única e irrepetible en cada ser ya que la combinación de elementos se construye de manera única.

El ADN es la molécula más valiosa de la célula. Se encarga de cifrar y almacenar toda la información necesaria para que una célula adopte una determinada morfología y fisiología. Todo lo que somos está almacenado en la secuencia de nucleótidos que componen las diferentes moléculas de ADN, que a su vez forman los cromosomas. Debido a su relevancia, el ADN está muy protegido dentro del núcleo de las células y para acceder a él, es necesario tomar una serie de medidas que nos permitan su liberación y purificación.

Pregunta de Investigación

¿Qué es el ADN y de qué manera podemos observar su presencia en un organismo vegetal?

Planteamiento del Problema

El ADN de las frutas o verduras que comemos lo utilizamos por ejemplo para identificar inequívocamente la especie o la variedad de que se trata o incluso los padres del individuo. En la industria alimentaria el ADN se utiliza para detectar posibles fraudes en el caso de los jugos o de mezclas o alteraciones de carnes o pescados.

Antecedentes

HISTORIA DEL ADN.

El ADN, ácido desoxirribonucleico, o en inglés DNA, se define como un biopolímero (compuesto químico formado por unidades estructurales que se repiten) que constituye el material genético de las células.

 

La molécula de ADN está formada por dos cadenas formada por compuestos químicos llamados nucleótidos. Existen cuatro tipos de nucleótidos diferenciados por sus bases nitrogenadas; adenina, timina, citosina y guanina. Las cadenas forman una especie de cadena retorcida, lo que permite que el ADN se pueda desenrollar y hacer una lectura de éste. Los nucleótidos están formados por un ácido fosfórico, una desoxirribosa y una base nitrogenada.

El ADN posee diversas propiedades y funciones de las cuales destaca: El control de la actividad celular. Lleva la información genética de la célula la que determina las características de ésta y que puedan ser transmitidas en el proceso de división celular. Puede duplicarse en la división celular, formando células idénticas a la original. Tiene la capacidad de mutación (alteración en la información genética) entendido por un proceso evolutivo.

 

Los ácidos nucleicos son polímeros de nucleótidos unidos por enlaces fosfodiéster. Por su composición química, se han clasificado en dos tipos: ácido desoxirribonucleico (DNA) y ácido ribonucleico (RNA). Los nucleótidos que forman al DNA están constituidos por el azúcar desoxirribosa unido mediante enlace éster a ácido fosfórico y mediante enlace N-glucosídico a una de las cuatro bases nitrogenadas (adenina, guanina, timina o citosina).

Los nucleótidos del DNA forman una hélice constituida por dos hebras antiparalelas que se mantienen unidas mediante puentes de hidrógeno. Para empaquetarse, el DNA se une a nucleoproteínas, denominadas histonas y cuando se quieren separar estos componentes, se aplica tratamiento con ácidos o con concentraciones altas de sales.

Los nucleótidos del RNA se encuentran formados por el azúcar ribosa, unida mediante enlace glucosídico a una de cuatro bases nitrogenadas (adenina, guanina, uracilo o citocina), formando moléculas de una sola cadena.

La función del DNA es la de almacenar y transferir la información genética que conforma a un organismo y a su descendencia. El genoma de un individuo comprende la totalidad de la información genética contenida en el DNA. El DNA junto con los tres tipos de RNA (rRNA, tRNA y mRNA) participa en la biosíntesis ordenada de los componentes de la célula, codificando la expresión espacio temporal de las proteínas y respondiendo a los estímulos del medio ambiente.

El ADN de las frutas o verduras que comemos lo utilizamos por ejemplo para identificar inequívocamente la especie o la variedad de que se trata o incluso los padres del individuo. En la industria alimentaria el ADN se utiliza para detectar posibles fraudes en el caso de los jugos o de mezclas o alteraciones de carnes o pescados.

 

TIPOS DE ADN.

ADN genómico o ADN nuclear.

Este tipo de ADN alcanza el genoma de un organismo. El ADN genómico se esparce a través de 46 cromosomas y transporta a la expresión de los rasgos genéticos. El ADN genómico inspecciona el término de los diversos rasgos en un organismo vivo. El ADN genómico se originó como parte del proyecto del genoma humano para experimentar las diversas funciones de las diversas regiones del genoma. Habitualmente durante la replicación del ADN surge una recombinación de genes que origina un cambio en la serie que lleva a características determinadas individuales. De esta manera, el contraste en la secuencia lograría estudiarse de individuo a individuo. Esto es un proceso muy útil para estudiar las anomalías congénitas. Sin embargo, cualquier desvío de la regulación normal del ADN llevará a malignidades y otros trastornos en cualquier ser vivo.

ADN mitocondrial.

El ADN colocado en las mitocondrias se llama ADN mitocondrial. El DNA procede de los genomas bacterianos redondos, por lo tanto, el DNA es un átomo redondo de doble cadena. El ADN mitocondrial habitualmente se hereda solamente por vía materna. Las alteraciones en el ADN mitocondrial logran conducir a enfermedades heredadas por la madre. Cada Mitochodrion domina alrededor de 2-10 moléculas de ADN mitocondrial. A diferencia del ADN nuclear, que mientras el proceso de herencia se recombina y no dan una anomalía congénita, el ADN mitocondrial no cambia de padre a hijo.

ADN estructural.

El ADN o el ácido desoxirribonucleico es una macromolécula de polidesox de vínculo doble helicoidalmente contraída que compone el material genético de todos los cuerpos con la excepción de los rinovirus. En procariotas sucede en nucleoides y plásmidos. Este ADN es habitualmente redondo. En eucariotas, la mayor parte de este ADN se localiza en la cromatina del núcleo.

ADN palindrómico.

El ADN dúplex conserva áreas donde la sucesión de nucleótidos es la misma pero desigual en las dos cadenas. Estas series son examinadas por endonucleasas de reserva y se utilizan en la ingeniería genética. Utilizando formulas especiales para alcanzar su objetivo. Actualmente se han registrado un sinfín de combinaciones de ADN que puede cambiar el estilo de vida en unos años más.

ADN satelital.

Es la parte del ADN monótono, que posee largas series repetitivas de nucleótidos que forma una parte separada en la viscosidad de la ultra centrifugación. Obedeciendo al número de pares en las bases implicadas en las regiones repetidas, el ADN satélite se da en dos tipos, secuencias de microsatélites, dispositivos de repetición de 1-6 pb que flanqueadas por series conservadas y mini satélites de 11-60 pb y flanqueados en los sitios de restricción conservados. Los últimos son hipervariables y son determinados para cada individuo u organismo vivo. Actualmente es utilizando para la combinación de ADN o de la huella dactilar, como lo descubrió el científico Jeffreys.

 

DIFERENCIA ENTRE ADN VEGETAL Y ADN ANIMAL.

 

En cuanto a la estructura bioquímica, el ADN vegetal y animal no tienen diferencias. Poseen 2 cadenas de nucleótidos helicoidales con giros hacia la derecha, bases nitrogenadas complementarias iguales. Ambos de naturaleza histónica porque forman cromatina. La diferencia entre ambos radica en la Información biológica (el ADN vegetal lleva como información todo lo que corresponde al cormo vegetativo: tipo de raíz, tallo, hojas, flores, frutos, ramificaciones del tallo, etc.), en cambio el ADN animal lleva información animal (tipos de células, grupos sanguíneos, cabellos, anexos tegumentarios como pelos, placas, escamas, escudos, plumas, color y forma de ojos, etc.).
En cuanto al número de nucleótidos, depende del tipo vegetal y animal que se comparen, por ejemplo, si comparas el ADN de un organismo unicelular vegetal con un organismo pluricelular animal, el ADN de este último contendrá mayor cantidad de nucleótidos y de genes.

 

Las células vegetales son distinguibles de las células animales por su pared celular rígida y orgánulos como el cloroplasto. También contienen proteínas y enzimas que juegan un papel en la fotosíntesis. Algunas células de las plantas son poliploides, lo que significa que tienen más de una copia de cada cromosoma por célula. Los procesos celulares que ocurren en las plantas tales como la fotosíntesis producen una gama de metabolitos secundarios. Las células animales no tienen una pared celular, pero todavía necesitan ser tratadas con productos químicos como el dodecilsulfato sódico (SDS) para romper la membrana celular para liberar el ADN genómico.

 

EXTRACCIÓN DE ADN.

La extracción de ADN se realiza para obtener las moléculas aisladas con alto grado de pureza y poderlas utilizar en investigación científica, en medicina o para la ciencia forense.

La mayor parte de los métodos que existen para extraer el ADN consisten en lograr primero la lisis o ruptura de la célula, para luego separar las moléculas de ADN del resto de los constituyentes de la célula.

A la hora de escoger que método de extracción de ADN utilizar se tienen en cuenta varios factores:

  • La cantidad de muestra de la que se dispone para extraer el ADN.
  • El tipo de muestra o fuente de la que se quiere obtener el ADN.
  • La pureza con la que se quiere obtener el ADN extraído.
  • El tiempo que consume cada método, su costo y el rendimiento esperado.
  • Uso que se le va a dar al ADN extraído.

 

Con la diversidad de métodos conocidos actualmente se puede extraer ADN de muchos sustratos como son la sangre, la saliva, la orina y otros fluidos corporales, tejidos vivos, cultivos celulares, líquido amniótico, entre otros. En este trabajo se analizan las diferencias, ventajas y desventajas de algunos de los métodos existentes para la extracción del ADN.

Existen 10 métodos diferentes para la extracción de ADN:

  1. Incubación del lisado.
  2. Lisis por ruptura mecánica y extracción con disolventes orgánicos.
  3. Lisado y purificación con un detergente iónico (Método del CTAB).
  4. Método de salting-out.
  5. Uso de la proteinasa K y el dodecilsulfato de sodio.
  6. Método de extracción de ADN con yoduro de sodio como agente caotrópico en un único tubo.
  7. Extracción con gradientes de cloruro de cesio – bromuro de etidio.
  8. Intercambio aniónico para la extracción de ADN del lisado celular.
  9. Uso de matrices celulósicas para la extracción del ADN de muestras biológicas.
  10. Uso de resinas de intercambio iónico.

Objetivo

Investigar y conocer la función del ADN en los vegetales. Posteriormente, realizaremos un experimento donde podamos observar la simplicidad de la extracción del ADN en una fresa.

Justificación

La experimentación se llevará a cabo para conocer y comprender la extracción del ADN de algunos vegetales mediante un procedimiento muy fácil y con ayuda de componentes químicos sencillos.

Hipótesis

Si llevamos a cabo el experimento con los materiales y los pasos indicados podremos extraer el ADN de las fresas y podremos comprobar la existencia de este en los vegetales, para después comprender su importancia.

Método (materiales y procedimiento)

Se realizó una investigación en libros, libros digitales, páginas en internet y posteriormente se llevó a cabo un experimento.

EXPERIMENTO.

MATERIALES:

 

  • 2 o 3 fresas
  • Licuadora
  • Detergente para trastes (sin alcohol)
  • Agua destilada
  • Papel filtro
  • Vaso de cristal
  • Tubo de ensayo
  • Alcohol etílico frío (70%)

 

PROCEDIMIENTO:

 

  1. Colocar en la licuadora las fresas, añadir 2 ml. De agua destilada y licuar.
  2. Colocar en el vaso de cristal el papel filtro y verter sobre el la mezcla, luego verter una cucharada del detergente.
  3. Dejar reposar por 10 minutos.
  4. Colocar en un tubo de ensayo la mezcla marcado a 3 y 6 cm. Añadir el líquido de la fresa hasta la primera marca (3 cm).
  5. Añadir el alcohol etílico hasta la segunda marca (6 cm).
  6. Dejar reposar por 10 minutos.
  7. Después de haber reposado los 10 minutos se observará una sustancia blanca y viscosa, ese es el ADN de la fresa.

Galería Método

Resultados

 

El producto filamentoso obtenido de la extracción no es ADN puro, ya que hay fragmentos de ARN. Una extracción “profesional” se realiza añadiendo enzimas que fragmentan las moléculas de ARN e impiden que se unan al ADN.

Para realizar una extracción pura ocurrirá que el detergente contiene lauril sulfato de sodio, el cual limpia los trastes removiendo grasas y proteínas. Éste actúa de la misma manera en el protocolo de extracción de ADN, separando las grasas (lípidos) y las proteínas que constituyen las membranas que rodean la célula y el núcleo. Una vez que estas membranas se han roto, el ADN es liberado de la célula

El calor suaviza los fosfolípidos (grasas) en las membranas que rodean la célula y el núcleo. También desactiva (desnaturaliza) a las enzimas desoxirribonucleicas (ADNasas) las cuales, si están presentes, pueden cortar el ADN en pedazos tan pequeños que lo haría imposible de ver. Si las enzimas se desnaturalizan y el ADN se desenrolla, éste pierde su forma y se vuelve inactivo.

El ADN se precipita en el alcohol fuera de la solución, donde puede ser visto. Además de permitirnos ver el ADN, el alcohol separa el ADN de otros componentes celulares, los cuales son dejados en la solución acuosa.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Al realizar el procedimiento adecuadamente, resulta que las fibrillas de ADN comenzaron a salir, de un color blanco precipitado por sobre el alcohol (mezcla Heterogénea). Con un alambre doblas y obtenemos y sacamos del tubo de ensayo el ADN. Si quieres conservar el ADN puede dejarse secar sobre un papel de filtro.

En caso de que el ADN de la Muestra Vegetal no se pueda apreciar muy claramente. Tenemos que agitar el tubo un poco para poderlo apreciarlo mejor.

Si se tiene problemas con el filtro, que no está bien hecho y que no filtra bien, por lo tanto hay que hacer otro. También puede haber complicaciones con la forma de poner el alcohol de manera que cayera por las paredes del tubo de ensayo.

Con esto podemos saber cómo es el procedimiento del extracto del ADN, así como si estructura de una forma fácil y sencilla.

Bibliografía

 

LIBROS

James D. Watson. (2003). ADN El secreto de la vida. España: Penguin Random House Grupo Editorial.

James D. Watson. (1968). La doble hélice. Estados Unidos: Simon & Schuster, Weidenfeld & Nicolson.

PÁGINAS WEB

www.cicloanatomia.com

www.clasificacionde.org

www.genom.gov

 

 

Summary

 

 

Research Question

What is DNA and in what way can we observe its presence in a vegetal organism?

Problem approach

Background

Objective

Justification

The experimentation will be carried out to know and understand the extraction of the DNA of some vegetables through a very easy procedure and with the help of simple chemical components.

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

The filamentous product obtained from the extraction is not pure DNA, since there are fragments of RNA. A “professional” extraction is done by adding enzymes that fragment the RNA molecules and prevent them from binding to the DNA.
To perform a pure extraction, the detergent will contain sodium lauryl sulfate, which cleans the dishes by removing fats and proteins. This acts in the same way in the DNA extraction protocol, separating fats (lipids) and proteins that make up the membranes that surround the cell and the nucleus. Once these membranes have been broken, the DNA is released from the cell
The heat softens the phospholipids (fats) in the membranes that surround the cell and the nucleus. It also deactivates (denatures) the deoxyribonucleic enzymes (DNAases) which, if present, can cut the DNA into pieces so small that it would be impossible to see. If the enzymes are denatured and the DNA unwinds, it loses its shape and becomes inactive.
The DNA is precipitated in the alcohol out of the solution, where it can be seen. In addition to allowing us to see DNA, alcohol separates DNA from other cellular components, which are left in the aqueous solution

Discussion

Conclusions

Bibliography