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Los genes de Suerte: galletas de cromosomas felinos Propósito: Mostrar a los alumnos que los cromosomas forman pares y, a veces, pueden mutar. Además, que los alumnos entiendan los usos actuales y futuros de la biotecnología médica/farmacéutica. Objetivos: Que los estudiantes logren: desarrollar cromosomas mutados de gato; comenzar a entender cómo se puede manipular el material genético para curar a las personas. Materiales: 1 bolsa de chispas de chocolate y leche 1 bolsa de chispas de chocolate semidulce 1 bolsa de chispas de chocolate negro 1 bolsa de butterscotch 2 latas pequeñas de fideos para Chow Mien Rice Krispies M&M rojos M&M azules M&M amarillos M&M marrones M&M verdes M&M anaranjados Pasas/uvas Copos de maíz Bastoncitos de pretzel Pedacitos de galletas Graham 1 bolsa de mini malvaviscos/1 bolsa de malvaviscos grandes Azúcar impalpable Confites rosados Al menos, 4 hornos microondas Boles para microondas, uno por grupo Cucharas Papel de pergamino Cucharas para medir Transparencia Galleta de cromosomas: Tipos de mutación Tiempo necesario: 1 clase de entre 45 y 60 minutos 1 Normas: Los Sistemas y los Modelos: El Estudiante: o Aplica e interpreta modelos para hacer predicciones de poblaciones. o Construye e interpreta diferentes tipos de modelos utilizando instrumentos y equipos tecnológicos. La Conservación y el Cambio: El Estudiante: o Describe la estructura básica de una molécula de ADN. o Determina que el material genético de las células transmite las características hereditarias de una generación a otra. o Describe síndromes y condiciones causadas por alteraciones cromosómicas. Procedimiento: explique a los estudiantes que, para poder entender la formación de las crías de Suerte y Lilo, construirán un modelo científico de los cromosomas de un gatito; muestre a los estudiantes los ingredientes que utilizarán para hacer un modelo de los cromosomas de la cría; pida a los estudiantes que formen grupos; entregue a los estudiantes las hojas de galletitas de cromosomas; pida a los estudiantes que busquen sus materiales; coloque la transparencia sobre los tipos de mutación de las galletitas de cromosoma en el proyector; lea cada tipo de mutación, de a uno, y explique que estas son las posibles formas en que podrían haber mutado los genes de Suerte; (¡recuérdeles que los genes se encuentran en los cromosomas!) explique y muestre a los estudiantes cómo funciona la deleción quebrando uno de los fideos Chow Mein de los estudiantes; explique y muestre a los estudiantes cómo funciona la duplicación agregando un M&M a una de sus galletas; explique y muestre a los estudiantes cómo funciona la inserción agregando algo que no suele llevar una galleta, por ejemplo, una arveja o un repollo de Bruselas; explique y muestre a los estudiantes cómo funciona la translocación partiendo a la mitad uno de los cromosomas y colocándolo con otro par; pida a los estudiantes que formen las galletas de cromosomas de acuerdo con su hoja de instrucciones; entregue la Tabla de datos de cromosomas felinos a cada pareja; dé tiempo a los estudiantes para que analicen los resultados y respondan las preguntas mientras comen sus galletas; modere un breve debate con los estudiantes sobre los resultados de las pruebas para verificar su comprensión. 2 Transparencia Galletas de cromosoma: tipos de mutación Deleción: pérdida de una parte de ADN de un cromosoma. La deleción de un gen o de una parte de un gen puede causar una enfermedad o una anormalidad. Duplicación: producción de una o más copias de alguna parte del ADN, incluido un gen o incluso un cromosoma entero. Inserción: tipo de anormalidad cromosómica en la cual una secuencia de ADN se inserta en un gen y altera la estructura normal y la función de ese gen. Translocación: ruptura y separación de un gran segmento de ADN de un cromosoma, seguido de la adhesión de ese segmento a otro cromosoma distinto. 3 Hoja de ejercicios para el estudiante de Galletas de cromosomas felinos Sigue las instrucciones para crear tus cromosomas. 1. Ve al área de abastecimiento y recolecta los siguientes ingredientes. 1. 2 chispas de chocolate 2. 1 malvavisco grande/un mini malvavisco 3. 2 chispas de chocolate semidulce 4. 2 chispas de chocolate negro 5. 2 chispas de butterscotch 6. 2 fideos Chow Mein 7. 2 Rice Krispies 8. 2 M&M rojos 9. 2 M&M azules 10. 2 M&M amarillos 11. 1 uva/1 pasa de uva 12. 2 M&M marrones 13. 2 M&M verdes 14. 2 M&M anaranjados 15. 2 copos de maíz 16. 2 bastoncitos de pretzel 17. 2 cuadraditos de galleta de Graham (cuadrado de 1/4 de pulgada) 18. 2 ¼ cucharaditas de azúcar impalpable 19. 2 confites, al menos, 1 confite rosado 2. Coloca los ingredientes en el escritorio frente a ti en el orden en que aparecen en la lista. Ordena los ingredientes como un cariotipo, una fotografía de los cromosomas (en pares). 3. Mira tus cariotipos. ¿Alguno de los pares te resulta poco común? Completa tu tabla de datos. 4. Mira la transparencia para aprender sobre los diferentes tipos de mutaciones cromosómicas. 5. Coloca todas las chispas de chocolate y los malvaviscos en un bol para microondas dentro del microondas en potencia alta durante 30 segundos; si el chocolate y los malvaviscos no se derriten, déjalos 30 segundos más. Agrega los demás ingredientes al chocolate derretido y mezcla. 6. Da a tu mezcla una forma de galleta de gato y déjala enfriar sobre el papel de pergamino. 4 Tabla de datos de cromosomas felinos Los siguientes cariotipos se ven raros entre nuestros ingredientes de galleta. Cariotipo ¿Por qué este cariotipo se ve raro? ¿Qué enfermedad puede causar esta mutación? (¡consulta la información a continuación de este cuadro si no estás seguro!) Información sobre enfermedades: Suerte tiene PKD, que es una enfermedad que se puede hallar en el cromosoma E3. Lilo tiene diabetes, que es una enfermedad que se puede hallar en el cromosoma B2. http://jasn.asnjournals.org/cgi/content/full/15/10/2548 http://home.ncifcrf.gov/ccr/lgd/staffInfo/staff/pdf/Yuhki/yuhki_AnnuRevGenet_2002_36.pdf Mientras disfrutas de tu galleta, analiza lo siguiente: Información de sexo: Un confite rosado = x (hembra) Un confite azul = y (macho) ¿De qué sexo es nuestra galleta felina? Si es macho, ¿por qué tienes un confite rosado? Los biotécnicos saben dónde encontrar trastornos genéticos en los cromosomas. Están trabajando para poder eliminar el gen mutado y reemplazarlo por uno que no lo esté. Si lograste hacer esto con tu galleta de cromosomas felinos, ¿qué cromosoma mutado quitarías y con qué lo reemplazarías? Explica tus ideas. ¿Crees que es ético? 5 Tabla de datos de cromosomas felinos: respuestas para el docente Los siguientes cariotipos se ven raros entre nuestros ingredientes de galleta. Cariotipo ¿Por qué este cariotipo se ve raro? ¿Qué enfermedad puede causar esta mutación? (¡consulta la información a continuación de este cuadro si no estás seguro!) malvaviscos Uno es grande, el otro es pequeño. PKD o diabetes PKD o diabetes Pasa y uva El tamaño, la forma y el contenido húmedo son distintos. Es el mismo elemento con otra forma. Información sobre enfermedades: Suerte tiene PKD, que es una enfermedad que se puede hallar en el cromosoma E3. Lilo tiene diabetes, que es una enfermedad que se puede hallar en el cromosoma B2. http://jasn.asnjournals.org/cgi/content/full/15/10/2548 http://home.ncifcrf.gov/ccr/lgd/staffInfo/staff/pdf/Yuhki/yuhki_AnnuRevGenet_2002_36.pdf Mientras disfrutas de tu galleta, analiza lo siguiente: Información de sexo: Un confite rosado = x (hembra) Un confite azul = y (macho) ¿De qué sexo es nuestra galleta felina? Si es macho, ¿por qué tienes un confite rosado? Los machos tienen los dos cromosomas XY. El rosado representa el X, y el azul representa el Y. Los biotécnicos saben dónde encontrar trastornos genéticos en los cromosomas. Están trabajando para poder eliminar el gen mutado y reemplazarlo por uno que no lo esté. Si lograste hacer esto con tu galleta de cromosomas felinos, ¿qué cromosoma mutado quitarías y con qué lo reemplazarías? Explica tus ideas. ¿Crees que es ético? Las respuestas variarán. 6