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Proyecto desarrollar un modelo de la molecula del ADN fisico y realizar la investigacion...

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Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey

Modelo tridimensional del ADN

Estrella de Alhely Hdz Mérida

Matricula: A01174160 Campus Chiapas

Materia: Biología Sustentable

Fecha de entrega: Septiembre 10, 2018

Reporte Para la realización del presente proyecto, en primer momento se desarrolló una investigación documental sobre, el ácido desoxirribonucleico o ADN, la cual es una molécula que contiene las instrucciones requeridas para que un organismo pueda desarrollarse, vivir y reproducirse. Estas instrucciones se localizan en el interior de cada célula y se transfieren de padres a hijos. La estructura del ADN se forma de moléculas llamadas nucleótidos. Cada nucleótido contiene un grupo fosfato, un grupo azúcar y una base de nitrógeno. Los cuatro tipos de bases nitrogenadas son la adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C). El orden de estas bases es lo que determina las instrucciones del ADN o código genético. Equivalente a la forma en que el orden de las letras en el alfabeto se puede utilizar para formar una palabra, el orden de bases nitrogenadas en una secuencia de ADN forma los genes, que en el lenguaje de la célula indica cómo hacer proteínas. Todo el genoma humano contiene aproximadamente 3 mil millones de bases y unos 20.000 genes. Las moléculas de ADN son largas, tan largas que de hecho no pueden encajar en las células sin el embalaje adecuado. Para encajar dentro de las células, el ADN está enrollado formando las estructuras que llamamos cromosomas. Cada cromosoma contiene una sola molécula de ADN. Los seres humanos tienen 23 pares de cromosomas, que se encuentran dentro del núcleo de la célula.

De ahí que, se realizó un modelo tridimensional del ADN donde se emplearon los siguientes materiales: 

Troncos de madera de diferentes tamaños



Piezas de plastilina color blanco y verde



Semillas de pistache limpias y secas



1 metro de listón morado



Silicón liquido



Tijeras



Pinceles

El primer paso fue determinar el orden de los nucleótidos que están unidos entre sí para formar dos cadenas largas en espiral y crear una estructura llamada doble hélice. Se le dio a esta doble hélice una forma de escalera, con un giro tridimensional a la derecha, donde el esqueleto de moléculas de fosfato y azúcar serían los lados, representados con los listones morados, mientras que las bases serían los peldaños, representados con los pedazos de madera pintados de diversos colores. Las bases en una hebra se unieron con las bases de la otra, la adenina hizo pareja con la timina, siendo estas de color rojo y verde y la guanina con la citosina de color amarillo y azul respectivamente. Con el silicón transparente se adhirió cada trozo de madera a la semilla de pistache, se dejó secar totalmente y luego se procedió a conectar los trozos secos con el soporte principal de la estructura en forma de escalera dando un giro a la derecha y proporcionando un pequeño espacio entre las pares de bases. Después, se implementó plastilina blanca para asegurar que todas las partes de las dos hebras se mantuvieran en su respectivo lugar y así se logró pintar cada madera de los colores previamente descritos. En seguida se colocó el estambre morado rodeando a cada hebra que representó las columnas y el esqueleto de azúcar fosfato. El modelo tiene 20 pares de bases nucleótidos, cada peldaño tiene un grupo fosfato, un azúcar y una base nitrogenada. Los nucleótidos de las dos hebras de se encuentran de manera complementaria (A-T, C-G), destacando que las hebras que componen el ADN son anti paralelas. Una hebra va del extremo 5´-P y termina en un extremo 3’-OH y cada vuelta consta de 10 nucleótidos. Al acomodarlos de esa manera se encontró que se hacen dos divisiones, el surco menor y el surco mayor, eso pasa en la estructura real del ADN. Se fijó bien las bases y los fosfatos, de cada nucleótido mediante la representación de enlaces fosfodiéster, que van del carbono 3´ del azúcar de un nucleótido al fosfato que está en el carbono 5´ del azúcar del siguiente nucleótido.

Evidencias fotográficas

Adecuando la representación de los enlaces entre cada base

Finalizando los detalles de cada base nitrogenada

De acuerdo con Watson y Crick, se dice que el ADN se compone de subunidades llamadas nucleótidos. Un nucleótido está formado por un azúcar desoxirribosa, un grupo fosfato y una de cuatro bases nitrogenadas, adenina (A), timina (T), guanina (G) o citosina (C). Las bases C y T, que solo tienen un anillo, se llaman pirimidinas, mientras que las bases A y G, que tienen dos anillos, se llaman purinas. Los nucleótidos del ADN forman cadenas unidas por enlaces covalentes, los cuales se forman entre el azúcar desoxirribosa de un nucleótido y el grupo fosfato del siguiente. Este arreglo resulta en una cadena alternante de grupos desoxirribosa

y

fosfato

en

el

polímero

de

ADN,

estructura

conocida

como esqueleto azúcar fosfato. El grupo fosfato se conoce como uno de los grupos funcionales más importantes para la vida. Se halla en los nucleótidos, tanto en los que forman parte de

los ácidos nucleicos (ADN y ARN), como los que intervienen en el transporte de energía química (ATP). También está presente en los fosfolípidos, moléculas que forman el esqueleto de las bicapas lipídicas de todas las membranas celulares. Tanto en los ácidos grasos como en los fosfolípidos. El grupo fosfato forma enlaces fosfodiéster. Sin embargo, las bases nitrogenadas son las que contienen la información genética y los azúcares y los fosfatos tienen una función estructural formando el esqueleto del poli nucleótido. El ADN tiene una estructura monótona, es decir, por cada vuelta completa de la hélice hay el mismo número de pares de bases, que son 10,4. La distancia entre pares de bases es de 0,34 nm y la vuelta completa mide 3,4 nm. De la misma manera, es importante resaltar otra característica que se representó en el modelo tridimensional de la estructura del ADN, la cual existe debido a los estudios del científico Chargaff, quien analizó el ADN de diferentes especies y determinó su composición de bases, este científico hizo varias observaciones claves como, A, T, C y G no se encuentran en cantidades iguales debido a la cantidad de bases que varía entre especies, pero no entre individuos de la misma especie. Así mismo la cantidad de A siempre será igual a la cantidad de T y la cantidad de C siempre igual a la cantidad de G (A = T y G = C). Estos descubrimientos, llamados reglas de Chargaff, resultan cruciales para el modelo de Watson y Crick de la doble hélice del ADN, el cual quedó representado de la siguiente manera. Las dos hebras del modelo del ADN se encuentran enrolladas una alrededor de la otra formando una doble hebra helicoidal y las dos cadenas de polinucleótidos se mantienen equidistantes, al tiempo que se enrollan en torno a un eje imaginario. El esqueleto azúcar-fosfato, formado por una secuencia alternante de desoxirribosa y fosfato, unidos por enlaces fosfodiéster 5'-3' sigue una trayectoria helicoidal en la parte exterior de la molécula. Las bases se dirigen desde cada cadena al eje central imaginario y las de una hebra están enfrentadas con las de la otra, formando los llamados pares de bases que interaccionan entre sí mediante

puentes de hidrógeno. Las dos bases que forman un PB están en el mismo plano y dicho plano es perpendicular al eje de la hélice.

Fotografías del resultado del modelo tridimensional del ADN

Modelo tridimensional del Acido desoxirribonucleico.

Bibliografía: 

L. STRYER, J. M. Berg y J. L. Tymoczko, Bioquímica (5ª Edición). Standford University, California, EE.UU. Editorial Reverté

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David L. Nelson and Michael M. Cox, Lehninger Principles of Biochemistry (Third Edition ) University. of Wisconsin–Madison. Worth Publishers

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William H. Elliot y Daphne C. Elliot, Biochemistry and Molecular Biology University of Adelaide, Australia. Oxford University Press

Finalmente, considero que la realización de la presente actividad fue concluida con éxito debido a que se lograron los objetivos planteados, los cuales consideraron la aplicación de los conocimientos adquiridos sobre el Acido Desoxirribonucleico o ADN, una de las moléculas más importantes de la vida, ya que se encarga de mantener, a través del código genético, la información necesaria para crear un ser vivo y se encuentra contenida en el núcleo de la gran mayoría de las células, así como en algunos organelos como mitocondrias en los animales y los cloroplastos en los vegetales....