Download - Juna Laura UD Batx

Del DNA a les proteUnitat didctica de 1r de batxillerat

Universitat Pompeu Fabra

Tutora: Mar Carri Llach Mentor: Xavier Muoz

Mster en Formaci del Aprenentatge i Ensenyament de les Cincies Naturals III

2014-2015

JUNA FUMS BOIXADERALAURA MATAS LALUEZA

Del DNA a les nes

Unitat didctica de 1r de batxillerat

Mster en Formaci del Professorat de Cincies Naturals Aprenentatge i Ensenyament de les Cincies Naturals III

JUNA FUMS BOIXADERA LAURA MATAS LALUEZA

ndex

1. INTRODUCCI ____________________________________________________________________ 4

2. UNITAT DIDCTICA DE BATXILLERAT: REPLICACI, TRANSCRIPCI I TRADUCCI DEL MISSATGE

GENTIC _____________________________________________________________________________ 6

CONTEXT DAPRENENTATGE I DAPLICACI _____________________________________________________ 6

TREBALL PER COMPETNCIES ______________________________________________________________ 6

Competncies generals _____________________________________________________________ 6

Competncies especfiques __________________________________________________________ 6

OBJECTIUS DAPRENENTATGE ______________________________________________________________ 7

Objectius generals _________________________________________________________________ 7

Objectius especfics ________________________________________________________________ 7

Objectius procedimentals ___________________________________________________________ 8

Objectius actitudinals ______________________________________________________________ 8

CONTINGUTS _________________________________________________________________________ 9

SEQNCIA DACTIVITATS _________________________________________________________________ 9

Sessi 1 _________________________________________________________________________ 9

Sessi 2 _________________________________________________________________________ 9

Sessi 3 ________________________________________________________________________ 10

Sessi 4 ________________________________________________________________________ 11

Sessi 5 ________________________________________________________________________ 12

Sessi 6 ________________________________________________________________________ 13

Sessi 7 ________________________________________________________________________ 14

CRITERIS GENERALS DATENCI A LA DIVERSITAT _________________________________________________ 14

CRITERIS GENERALS DAVALUACI __________________________________________________________ 14

CONNEXI AMB ALTRES MATRIES __________________________________________________________ 15

3. MATERIAL PER ALS ALUMNES ______________________________________________________ 17

La fenilcetonria ____________________________________________________________________ 18 Com es replica el DNA? _______________________________________________________________ 20 La replicaci del DNA _________________________________________________________________ 25 Expressi gnica: del DNA al mRNA ______________________________________________________ 31

EL MISSATGE AMAGAT DARRERA LA FENILALANINA HIDROXILASA ______________________________________ 33 Qu passa dins dels ribosomes? ________________________________________________________ 35

Diferncies entre eucariotes i procariotes _____________________________________________ 37 Demostra qu has aprs! ______________________________________________________________ 39

MATERIAL PER ALS PROFESSORS ________________________________________________________ 41

REPLICACI DEL DNA __________________________________________________________________ 42

SINTETITZEM LA FENILALANINA HIDROXILASA! __________________________________________________ 43

CURSA DE RELLEUS DEL CODI GENTIC _______________________________________________________ 68

Del DNA a les protenes 4 Introducci

1. Introducci La nostra unitat didctica semmarca en lassignatura de biologia de 1r de batxillerat i treballa

la replicaci, la transcripci i la traducci del DNA. Es contextualitza mitjanant el cas de la Mar,

una noia de ledat dels nostres alumnes que t fenilcetonria (PKU), una malaltia monognica.

Ella mateixa explica qu s la PKU, quins smptomes t i quina ns la causa. El text serveix per

introduir el dogma central de la gentica, per extreure les idees prvies i com a fil conductor.

Cada classe sinicia amb un petit text en el qual la Mar planteja diferents preguntes (que, de fet,

sn similars a les preguntes didees prvies) per mirar dentendre millor com i per qu es

donen els diferents processos.

Durant la unitat didctica es contemplen diferents tipus dobjectius. Els de contingut pretenen

que els alumnes coneguin els diferents processos pels quals un gen dna lloc a una protena, i

que siguin capaos dexplicar-los, aix com la importncia i el funcionament daquests. Per altra

banda, amb els objectius procedimentals i actitudinals volem aconseguir que siguin capaos de

treballar cooperativament, gestionar-se el temps, ajudar-se els uns als altres, ser respectuosos

i saber fer i rebre crtiques constructives. Tamb ens agradaria que fossin conscients de qu

representa haver de conviure amb una malaltia. A ms, volem que sadonin de qu estan

aprenent i per tant que sautoregulin el seu propi aprenentatge. Per ltim, tenim uns objectius

generals de lrea de biologia: volem que comprenguin missatges de contingut cientfic, que es

plantegin diferents hiptesis i que extreguin conclusions a partir devidncies i proves

experimentals.

Les dificultats amb les quals ens podem trobar estan molt relacionades amb la metodologia, ja

que noms una de les set sessions consistir en una classe magistral. La resta de sessions es

basen en el treball en equip: comprensi dun text i extracci didees, interpretaci

dexperiments i validaci dhiptesis, construcci del coneixement mitjanant un joc de rol,

cursa de relleus, exercicis en parella, coavaluaci dexercicis, etc. Totes aquestes activitats

poden ser molt motivadores, per ens podem trobar amb la dificultat del canvi ja que sn

alumnes que no estan acostumats a participar i que fan classes en les quals agafen apunts i

estan callats. Tot i aix, creiem que sadaptaran b a les noves dinmiques perqu sn un grup

treballador i homogeni, i que el canvi ser positiu. A aquest possible problema shi suma el de

les dificultats conceptuals ja que els mecanismes i la funci biolgica dels diferents processos

sn conceptes fora abstractes. Per evitar que es perdin cada dia els donarem els apunts del

que hem treballat, de manera que a casa sho podran repassar, i cada dia comenarem les

classes resolent possibles dubtes i fent una sntesi al final de la classe. Tamb ens preocupa la

temporitzaci, per esperem no tenir problemes ja que les classes sn duna hora per les

hem preparat de 50 minuts i hem intentat no comprimir-les massa. Tot i aix, tal com hem

acordat amb el mentor, no hi haur cap problema si necessitem ms sessions.

Lavaluaci dels coneixements ser contnua. La seva funci ser formadora i formativa, aix

com dautoregulaci de laprenentatge. El 60% de la nota estar basat en el dossier, el 10% en

la capacitat de treballar cooperativament i lactitud i el 30% en lexamen.

5 Introducci

El producte final que volem obtenir s un dossier en el qual tenen tota la informaci que ells

han recollit sumada a la que nosaltres els hem donat. Aquest ens permetr avaluar-los i fer-los

un seguiment i a ms els ser molt til a lhora de tenir tota la informaci de la unitat recollida

i ordenada.

Del DNA a les protenes 6 Unitat didctica de batxillerat: replicaci, transcripci i traducci del missatge gentic

2. Unitat didctica de batxillerat: replicaci, transcripci i traducci del missatge gentic

Context daprenentatge i daplicaci Es presenta el cas duna noia amb fenilcetonria. Ella mateixa explica qu s la PKU, quins

smptomes t i qu la causa. Aquest cas serveix per introduir el dogma central de la gentica:

es tracta de la mutaci en un gen que dna lloc a una protena errnia del metabolisme de la

fenilalanina. Daquesta manera podem introduir el procs pel qual el DNA es duplica (la

replicaci) i pel qual dna lloc a les protenes (la transcripci i la traducci).

Treball per competncies

Competncies generals

Competncia comunicativa, lingstica i audiovisual: Interpretar vdeos i textos sobre la

replicaci, transcripci i traducci, i expressar les prpies idees de manera clara i

endreada tant oralment com de manera escrita.

Competncia tractament de la informaci i competncia digital: Sintetitzar i aplicar la

informaci transmesa en forma de textos, vdeos o explicacions per realitzar les

activitats practiques proposades com ara el joc de la traducci, la cursa de relleus, els

exercissis, etc.

Competncia dautonomia i iniciativa personal: Treballar en equip, adquirint

coneixements de forma autnoma (quan llegeixen el text de la replicaci sols, quan

shan dajudar per entendre la traducci, etc.).

Competncia social i ciutadania: Ser capa de comprendre el component social de

conviure amb una malaltia.

Competncia personal i interpersonal: Gestionar i organitzar el temps personal i del

grup, autoregulaci del propi aprenentatge mitjanant la coavaluaci dactivitats

(correcci de la forquilla de replicaci i de les activitats finals de sntesi), sentir

satisfacci per aplicar els models cientfics per explicar el mn, utilitzar els processos de

replicaci, transcripci i traducci per explicar una malaltia, respectar les opinions dels

companys i ser conscient de la importncia que t aprendre dells i ajudar-los.

Competncia en recerca: Elaborar hiptesis, analitzar evidncies i justificar-les

(experiment de Meselson i Stahl).

Competncies especfiques

Competncia en la comprensi de la naturalesa de la cincia: s darguments lgics per

contrastar les hiptesis de la replicaci del DNA i valorar les teories i models proposats.

Comunicar mitjanat el llenguatge cientfic les principals caracterstiques dels processos

de replicaci, transcripci i traducci.

Comprendre textos cientfics sobre els processos de replicaci, transcripci i traducci i

disposar de criteris per analitzar-los crticament.

7 Unitat didctica de batxillerat: replicaci, transcripci i traducci del missatge gentic

Objectius daprenentatge

Objectius generals

Relacionar contextos de la vida quotidiana, com pot ser tenir una malaltia gentica, amb

conceptes especfics de la biologia.

Comprendre missatges de contingut cientfic, com pot ser lexplicaci de la replicaci,

amb tots els enzims implicats en ella.

Obtenir conclusions a partir devidncies i proves experimentals, com en el cas de les

diferents hiptesis de la replicaci del DNA.

Comunicar missatges de contingut cientfic utilitzant el llenguatge oral i escrit, com ara

quan han descriure al dossier all que han ents de la transcripci.

Valorar crticament la informaci que reben.

Objectius especfics SESSI 1

Explicitar els coneixements previs sobre la gentica, concretament sobre els processos

de replicaci, transcripci i traducci del DNA.

Extreure i gestionar la informaci del text contextualitzat sobre la PKU.

SESSI 2

Situar on es produeixen els processos de replicaci, transcripci i traducci dins duna

cllula eucariota i procariota.

Analitzar les hiptesis sobre la replicaci del DNA i la seva viabilitat.

Predir els resultats de les situacions experimentals que es van plantejar Meselson i Stahl

per demostrar de quina manera es replica el DNA.

Interpretar un text sobre les possibles hiptesis de la replicaci del DNA i lexperiment

de Meselson i Stahl.

SESSI 3

Explicar als companys qu han ents del text explicatiu de la replicaci del DNA.

Analitzar els dubtes que sorgeixin desprs de llegir el text de la replicaci del DNA.

Reconstruir el procs de replicaci del DNA.

Relacionar el text de la replicaci del DNA amb lesquema daquest procs.

Reconixer les diferncies de la replicaci entre eucariotes i procariotes.

Aplicar individualment els conceptes treballats a classe per reconstruir laltra meitat de

la forquilla de replicaci.


SESSI 4

Identificar els errors dels companys en la reconstrucci de la forquilla de replicaci i ser

capaos de corregir-los.

Comprendre el procs de transcripci.

Analitzar el vdeo de la transcripci.

Reconixer les diferncies entre la transcripci en eucariotes i procariotes.

Identificar l existncia i importncia dels gens reguladors.

SESSI 5

Explicitar els dubtes del procs de replicaci.

Construir el procs de traducci mitjanant un joc de rol.

SESSI 6

Explicitar els dubtes del procs de traducci.

Comprendre pas per pas el procs de la traducci.

Comprendre qu s el codi gentic.

Aplicar els coneixements de replicaci, transcripci i traducci per a completar una taula

mitjanant una cursa de relleus.

SESSI 7

Aplicar els continguts treballats fent exercicis per repassar els processos de replicaci,

transcripci i traducci.

Objectius procedimentals

Saber com funciona el procs de la replicaci del DNA.

Saber transcriure i traduir un fragment de DNA.

Utilitzar el treball cooperatiu per a la comprensi i interpretaci de lectures.

Gestionar el temps.

Apropiar-se dels objectius daprenentatge i dels criteris davaluaci.

Autoregular laprenentatge.

Objectius actitudinals

Mostrar actituds de respecte envers els companys.

Acceptar les crtiques dels companys.

Valorar les dificultats que representa patir una malaltia.


Continguts Els alumnes hauran de conixer que el DNA s el portador del material gentic, la composici

qumica que presenten els cids nucleics, els nivells estructurals i dempaquetament de lcid

desoxiribonucleic, aix com els tipus dcid ribonucleic (tRNA, mRNA i rRNA).

Explicaci i localitzaci dels processos de duplicaci del DNA, transcripci i traducci.

s d'animacions i simulacions per ordinador i resoluci de problemes en l'estudi

d'aquests processos.

Evidenciaci de la universalitat i significat del codi gentic.

Seqncia dactivitats

Sessi 1 FASE DEL CICLE

Exploraci didees prvies.

DESCRIPCI

A linici de la sessi els explicarem breument als alumnes com treballarem durant els dies que

els fem classes. Els explicarem que farem una avaluaci continuada de totes les sessions i que

tot el material que donem i que demanem que facin el recollirem lltim dia perqu tamb

ser avaluable (5).

Comenarem la sessi llegint un text on sexplica lexperincia duna noia que presenta la

malaltia de la fenilcetonria (10).

Demanarem als alumnes que responguin les preguntes del text que els ajudaran a introduir el

tema que tractarem els propers dies a classe (processos de replicaci, transcripci i traducci

del DNA) i a extreure les idees prvies que tenen sobre el tema. Primer ho faran

individualment (10), compararan les respostes en parelles (10), i finalment ho posarem en

com entre tots (15).

GESTI DAULA

A linici de la sessi demanarem un voluntari per llegir en veu alta el text proposat.

Individualment hauran de respondre les preguntes plantejades, desprs comentaran les seves

respostes amb un company i finalment farem una posada en com.

MATERIALS I RECURSOS

Text de la PKU

Preguntes


Introducci als processos de replicaci, transcripci i traducci.


DESCRIPCI

A linici de la classe mostrarem un esquema de la cllula amb els processos de replicaci,

transcripci i traducci situats all on es produeixen, tant de cllules eucariotes com

procariotes. Daquesta manera els introduirem tot all que treballarem els dies segents (10).

A continuaci els donarem lexplicaci de les 3 hiptesis que expliquen la replicaci del DNA i,

per grups, hauran de predir els resultats que sobtindrien per cadascuna delles. Per fer-ho els

donarem algunes preguntes que els guiaran a lhora de fer tot aquest plantejament. Finalment

els donarem els resultats de lexperiment de Meselson i Stahl, de manera que hauran de

decidir quina de les tres hiptesis s la vlida (35).

Abans dacabar la classe els donarem un text amb lexplicaci del procs de replicaci del

DNA, que lhauran de llegir de deures. Aquest text ens servir per introduir-los aquest procs,

que treballarem ms concretament el segent dia de classe (5).

GESTI DAULA

Comenarem la sessi fent un esquema per situar els diferents processos dins la cllula.

En grups de 3 hauran de discutir i posar-se dacord sobre quina s la hiptesi de replicaci

vlida. Desprs de fer la predicci i de respondre les preguntes farem una posada en com

entre tots.

Al final de la sessi farem els grups amb els quals treballaran durant la sessi 4, i els donarem

un text sobre la replicaci perqu sel llegeixin a casa.


Explicaci de les 3 hiptesis de la replicaci del DNA.

Experiment de Meselson i Stahl.

Preguntes per guiar-los.

Text de la replicaci.


Introducci a la replicaci del DNA.

Aplicaci de la replicaci del DNA.

DESCRIPCI

En petits grups els alumnes sexplicaran el text de la replicaci que hauran llegit de deures. La

idea s que entenguin tot el que puguin amb lajuda dels companys, tot responent una srie de

preguntes que els serviran de guia (15).

Desprs, construirem un dibuix de replicaci a la pissarra entre tots. Els alumnes hauran de

prendre apunts del procs que expliquem. Noms explicarem la meitat de la forquilla de

replicaci perqu aix podran construir laltra meitat individualment de deures i els quedar

ms clar el procs (30).


Tamb els mostrarem un vdeo de la replicaci que els ajudar a resoldre dubtes que els hagin

sorgit a classe o perqu els ajudi mentre facin els deures.

Per ltim, farem una breu explicaci de les diferncies entre la replicaci deucariotes i de

procariotes (5).

GESTI DAULA

A linici de la classe, els alumnes es posaran en grups de 3, que prviament ja haurem establert

per explicar-se el que han ents del text.

Desprs, farem una reproducci del procs de replicaci a la pissarra, construint-lo amb la

participaci de tots els alumnes.


Vdeo de la replicaci que els proposarem:

https://www.youtube.com/watch?v=YqjbmrQcyfM


Sntesi de la replicaci.

Introducci de la transcripci.

DESCRIPCI

Comenarem la classe corregint la forquilla de replicaci que havien de completar de deures.

La correcci la faran intercanviant el full amb un company, de manera que seran ells mateixos

els que hauran de detectar els errors dels companys i corregir-los. Desprs recollirem les

forquilles de replicaci i les tornarem corregides el prxim dia (10).

Un cop ja tinguin clara la replicaci comenarem a treballar la transcripci i la maduraci de

lmRNA. Per fer-ho els farem una explicaci del procs i els mostrarem un vdeo de la

transcripci perqu els quedi ms clar. Explicarem les diferncies en el procs de transcripci

en eucariotes i procariotes(35).

Per ltim, tamb els farem una pinzellada de la importncia que tenen els gens reguladors en

aquest procs (5). Els alumnes tindran un espai al seu dossier per prendre notes de totes

aquestes explicacions.

Demanarem als alumnes que es mirin un vdeo de la traducci que ser molt important per

lactivitat del segent dia.

GESTI DAULA

Durant la correcci dels deures, els alumnes treballaran en parelles.

Per fer lexplicaci de la transcripci, els passarem una presentaci amb imatges molt clares

del procs. En tot moment demanarem la participaci dels alumnes perqu no es perdin.


Presentaci de la transcripci i maduraci de lmRNA.


Vdeo de la transcripci.

Enlla del vdeo de la traducci: https://www.youtube.com/watch?v=5bLEDd-PSTQ

Dibuix de la forquilla de replicaci corregida.


Aplicaci de la transcripci i traducci.

DESCRIPCI

Com que el dia anterior haurem demanat als alumnes que es mirin un vdeo de la traducci, ja

tindran una idea de com funciona el procs. Tot i aix, si ho veiem necessari el tornarem a

mirar (5).

Abans de comenar el joc resoldrem els dubtes que els hagin sorgit i farem una breu explicaci

de lactivitat (10).

Per fer lactivitat de traducci farem 5 grups de 6 alumnes. Repartiren un full on hi haur

especificades les funcions de diversos elements que es troben implicats en el procs de la

transcripci i de la traducci. Deixarem 10 perqu els alumnes el llegeixin i es reparteixin els

rols. Cadasc haur de realitzar la funci dun dels enzims.

Lactivitat consistir en una competici entre els 5 grups, en la qual hauran de representar el

procs de traducci (25):

A la zona del nucli hi haur diferents seqncies de DNA:

o Les RNA polimerases hauran dentrar al nucli per transcriure les seqncies de

DNA a RNA.

o Un cop obtinguda la seqncia dmRNA, la RNA polimerasa correctora reparar els

errors, i pel procs dsplicing seliminaran els introns.

o Safegir el CAP a lextrem 5 i la poliA polimerasa afegir la cua de poliA.

Un cop madur lmRNA sortir al citosol:

o La ribonucleasa s lencarregada de tallar la cua de poliA. Quan aquest enzim

elimini totes les Adenines, lmRNA deixar de ser actiu.

o Els tRNA ja estaran associats amb els aminocids respectius i estaran repartits per

tot lespai del citosol.

o Els aminoacil- tRNA arribaran al ribosoma, on es traduir la seqncia.

o Cada aminocid tindr una lletra associada. Quan els alumnes aconsegueixin

traduir tota la seqncia, podran formar una frase ajuntant totes les lletres que

trobaran a cada aminocid. Noms si ho han fet b la frase tindr sentit.

GESTI DAULA

Aquesta sessi es far en un espai gran.


Farem 5 grups de 6 alumnes, en el qual cadasc tindr atribut un rol dun element de la

transcripci/traducci.

Cada grup tindr una base a la qual shauran de quedar fins que no es requereixi la seva funci.

Aix, els alumnes entraran al terreny de joc noms quan hagin de portar a terme el seu rol.

Quan els tRNA arribin al ribosoma, tots els membres del grup hauran de traduir la seqncia.

El grup que acabi abans tot el procs, sempre i quan estigui realitzat de forma correcte, tindr

un obsequi.


Full amb lexplicaci de tots els rols del joc.

Ribosoma.

Seqncia que volem traduir.

Cues de poliA.

CAPs.

Targetes dels aminoacil-tRNA.

Cinta adhesiva.

Zona del nucli delimitada.

Obsequi (un caramel o alguna cosa per lestil).


Sntesi de la traducci.

Aplicaci de la transcripci i traducci.

DESCRIPCI

Comenarem la classe fent un reps rpid de la traducci i explicant all que pot no haver-los

quedat clar del tot. Tamb parlarem del codi gentic i la seva universalitat (25).

Acabada lexplicaci, separarem els alumnes en grups de 4 i farem una cursa de relleus que

consistir en convertir una seqncia, que ser igual per tots els grups, de DNA mRNA

tRNA aminocid. Les seqncies les presentarem en forma de quadre de manera que no

sempre donarem la seqncia de DNA, sin que tamb podrem indicar quin s laminocid,

lmRNA o el tRNA, i a partir daquest completar tota la resta. Quan acabin de completar la

taula la corregirem entre tots i posarem en com els dubtes. Si surt loportunitat comentarem

com creuen que una mutaci pot influenciar en el codi gentic (25).

GESTI DAULA

Per fer lactivitat farem grups de 4 alumnes. Cada grup tindr penjada a la paret de la classe

una cartolina amb la taula que shaur de completar, la qual estar dividida en 12 trossos.

Cada grup tindr 4 participants, de manera que quan donem lavs, sortiran els primers de cada


grup, i quan aquests hagin acabat podran sortir els segents, i aix successivament. Com que

tindrem la seqncia dividida en 12 trossos, cada alumne sortir a completar la taula 3

vegades.


4 cartolines amb la taula de les seqncies sense completar i dividida en 12 trossos.


Aplicaci i sntesi dels processos de replicaci, transcripci i traducci.

DESCRIPCI

Donarem als alumnes un full amb diferents activitats sobre tot el que hem treballat a classe.

Daquesta manera, els alumnes podran aplicar tot all que han aprs i nosaltres podrem

comprovar si ho han ents tot (25). Desprs els alumnes corregiran els exercicis duna altra

parella (25).

Per ltim, explicarem als alumnes que el dia de lexamen hauran dentregar el dossier de tota

la unitat didctica. Daquesta manera podrem saber com han treballat i els podrem avaluar el

dossier.

GESTI DAULA Els alumnes sajuntaran per parelles per resoldre els exercicis. Quan hagin acabat

sintercanviaran el full amb una altra parella i el corregiran. Avaluarem les parelles segons com

hagin fet els exercicis i com hagin corregit als companys.


Full dactivitats

Criteris generals datenci a la diversitat Treballarem de forma cooperativa, en grups, perqu els alumnes es vegin obligats a ajudar-se

els uns als altres. En el moment dexplicar qu sha ents li pot tocar fer-ho a qualsevol

membre del grup, de manera que els mateixos components del grup shan dassegurar que

tots els companys ho hagin ents. A ms, durant les activitats prctiques tots els alumnes

tindran un rol i, per tant, tots hauran dentendre els processos per poder-hi participar.

Per altra banda, les explicacions teriques les farem fent participar tots els alumnes, de

manera que acabarem construint entre tots el coneixement i sempre deixarem un temps de la

classe per resoldre dubtes que hagin pogut sorgir.

Com que hi haur moltes estones en les que els alumnes treballaran en petits grupets, anirem

passant pels grups fent un seguiment de com van tots els alumnes, especialment els que tenen

ms dificultats. Tamb farem un seguiment de totes les activitats que es fan a laula i de la

participaci que tenen tots ells, per tal de detectar aquells que vagin ms perduts.

Criteris generals davaluaci Dossier: 60%

o Tasca hiptesis de replicaci: 20%


- Resposta a les preguntes: 10%

- Justificaci de la hiptesi correcta: 10%

o Tasques de la replicaci: 10%

- Comprensi del text en grup: 5% (0,5 punts per cada pregunta ben resposta)

- Forquilla de replicaci: 5%

o Tasca final: 20%

- Realitzaci: 10%

- Coavaluaci: 10%

o Presentaci del dossier: 10%

Lavaluarem fent servir una rbrica:

Alumne:

Molt

(4 punts)

Bastant

(3 punts)

B

(2 punts)

Poc

(1 punt)

Gens

(0 punts)

Dossier complet

Apunts de classe

Claredat i netedat

Exercicis corregits

Treball cooperatiu i actitud: 10%

Lavaluarem fent servir una rbrica:

Alumne:

Molt

(4 punts)

Bastant

(3 punts)

B

(2 punts)

Poc

(1 punt)

Gens

(0 punts)

Pregunta dubtes

Mostra actitud

participativa

Es mostra atent/a a

les explicacions

Ajuda als companys

Fa els deures

Examen de la unitat: 30%

Connexi amb altres matries Cincies per almn contemporani

Sinopsi de les bases moleculars i funcionals de la gentica: cids nucleics, estructura dels

gens, codificaci i expressi de la informaci gentica. Identificaci del genoma com a

tret distintiu dels organismes: relaci entre els gens i l'evoluci.


Llenges

Obtenci d'informaci rellevant de diferents fonts i en diferents suports, elaborar-la,

contrastant-la i usant-la en el plantejament d'un problema o debat.

Treballar el llenguatge pel que fa a justificar, analitzar continguts, descriure, argumentar

i escriure correctament.

Valoraci i argumentaci crtica sobre el binomi salut- malaltia.

17 Material per als alumnes

3. Material per als alumnes

En aquest apartat incloem el dossier que dia a dia anirem repartint als alumnes. Els espais en

blanc sn lespai que tenen per treballar; en algunes classes es tracta que hi apuntin les seves

respostes, en altres el consens entre les seves respostes i les dels companys, i en altres els

apunts que han pres durant la classe.

La fenilcetonria

Em dic Mar i tinc 17 anys. Sc una noia ben normal,

faig 1r de batxillerat i jugo a bsquet. Quan acabi el

batxillerat magradaria estudiar biomedicina per

dedicar-me a la investigaci de malalties,

concretament a la fenilcetonria

alguna cosa tant especfica? us preguntareu. Doncs

perqu tant bon punt vaig nixer em van fer la proba del tal per la detecci preco de

malalties i van saber que tinc PKU, una malaltia que si no es diagnostica a temps s

molt greu ja que dna lloc a problemes en el creixement i en el sistema nervis central.

Ni els meus pares ni cap dels meus dos germans tenen PKU. El metge em va explicar

que el gen que la causa es troba al gen PAH, situat al cromosoma 12. La protena per la

qual codifica el gen PAH s lenzim fenilalanina hidroxilasa, que catalitza el pas de

laminocid essencial fenilalanina a tirosina. Com que jo tinc el gen PAH mutat en tots

dos cromosomes 12 no tinc una fenilalanina hidroxilasa funcional, per tant la reacci

no es duu a terme correctament,

no hi ha el producte, la tirosina, que s

un aa que, entre altres coses, s

precursor de neurotransmissors. Per aix sen diu fenilcetonria, que vol dir tenir

elevades concentracions de fenilalanina en sang i orina.

Tot i aix, com us he dit tinc una vida ben normal, i no tinc cap mena de retard mental

ni res de res. Aix s perqu sempre he tingut i tinc una dieta molt controlada, en la

qual no ingereixo fenilalanina aix e

molt resumit no puc menjar carn, peix, ous, llet, he de controlar molt les quantitats de

cereals, llegums i fruits secs, i he de prendre un suplement proteic que cont tots els

aa (excepte la fenilalanina, clar), i que especialment cont tirosina. Amb aix queden

cobertes totes les meves necessitats proteiques, fins i tot les de la fenilalanina, que en

molt poques quantitats es troba en alguns dels aliments que menjo.

Respon les segents preguntes indiv

1. On es troba la informaci gentica? Qu determina que un nounat tingui

fenilcetonria?

Del DNA a les protenesMaterial per als alumnes

Em dic Mar i tinc 17 anys. Sc una noia ben normal,

faig 1r de batxillerat i jugo a bsquet. Quan acabi el

batxillerat magradaria estudiar biomedicina per

me a la investigaci de malalties,

concretament a la fenilcetonria (PKU). I per qu

alguna cosa tant especfica? us preguntareu. Doncs



e dna lloc a problemes en el creixement i en el sistema nervis central.



ca el gen PAH s lenzim fenilalanina hidroxilasa, que catalitza el pas de



uu a terme correctament, sacumula el substrat, en aquest cas la fenilalanina, i

no hi ha el producte, la tirosina, que s

un aa que, entre altres coses, s


ntracions de fenilalanina en sang i orina.



fenilalanina aix evito que sacumuli i shan acabat els problemes! Aix



na, clar), i que especialment cont tirosina. Amb aix queden


molt poques quantitats es troba en alguns dels aliments que menjo.

Respon les segents preguntes individualment (10 min):

On es troba la informaci gentica? Qu determina que un nounat tingui

Del DNA a les protenes 18 Material per als alumnes



e dna lloc a problemes en el creixement i en el sistema nervis central.



ca el gen PAH s lenzim fenilalanina hidroxilasa, que catalitza el pas de



sacumula el substrat, en aquest cas la fenilalanina, i




vito que sacumuli i shan acabat els problemes! Aix



na, clar), i que especialment cont tirosina. Amb aix queden


On es troba la informaci gentica? Qu determina que un nounat tingui

| 1


2. Qu s el que falla en les persones amb PKU? Com expliques la relaci entre

lerrada en la informaci gentica i el mal funcionament daquest enzim? Quina

conseqncia t el mal funcionament de la fenilalanina hidroxilasa en

el metabolisme de la fenilalanina en tirosina?

3. Quin tipus dherncia t la PKU? Justifica-ho.

4. Sabem que les persones afectades per la fenilcetonria no tenen la protena

fenilalanina hidroxilasa funcional i que aix s degut a una mutaci en el DNA dels

seus dos pares. Com texpliques que a partir duna nica cllula formada per un

espermatozoide portador de la mutaci i un vul tamb portador de la mutaci, es

desenvolupi un nen/a en el qual totes les seves cllules porten la mutaci?

5. Perqu s tant important fer una detecci preco de la malaltia?

6. Quin s el tractament que segueixen les persones afectades per aquesta malaltia?

| 2

Com es replica el DNA?

Sanomena replicaci del DNA el procs de duplicaci o sntesi daquest cid nucleic

que t lloc en cada generaci cellular. Quan es va descobrir la transcendncia del DNA

i de la seva duplicaci es va especular molt sobre com era aquesta. Per aix es van

formular diferents hiptesis:

a) Hiptesi conservativa: es conserva la doble hlix original i sen forma una altra de

completament nova.

b) Hiptesi dispersiva: no es conserven les cadenes originals.

antiga com la nova queden barrejades.

c) Hiptesi semiconservativa

cadena vella i una de nova.


replica el DNA?

Tinc un embolic molt important! No entenc res! S

que tinc fenilcetonria perqu la meva protena

fenilalanina hidroxilasa no s funcional degut a una

mutaci en el DNA dels dos gens PAH meus. Aix vol

dir que els meus dos pares mhan transms aquesta

informaci errnia, el pare en lespermatozoide i la

mare en lvul. Em podries ajudar a entendre com pot

ser que a partir duna nica cllula (zigot) totes les

cllules del meu cos tinguin la mateixa mutaci als

gens PAH?

replicaci del DNA el procs de duplicaci o sntesi daquest cid nucleic



diferents hiptesis:

: es conserva la doble hlix original i sen forma una altra de

: no es conserven les cadenes originals. Tant la doble hlix

antiga com la nova queden barrejades.

semiconservativa: les dues doble hlix resultants estan formades per una

cadena vella i una de nova.


Tinc un embolic molt important! No entenc res! S

que tinc fenilcetonria perqu la meva protena

fenilalanina hidroxilasa no s funcional degut a una

mutaci en el DNA dels dos gens PAH meus. Aix vol

transms aquesta

informaci errnia, el pare en lespermatozoide i la

mare en lvul. Em podries ajudar a entendre com pot

ser que a partir duna nica cllula (zigot) totes les

cllules del meu cos tinguin la mateixa mutaci als

replicaci del DNA el procs de duplicaci o sntesi daquest cid nucleic



: es conserva la doble hlix original i sen forma una altra de

ant la doble hlix

: les dues doble hlix resultants estan formades per una

| 3


Experiment de Meselson i Stahl La demostraci duna daquestes hiptesis fou aportada per Meselson i Stahl lany

1957. Aquests cientfics van cultivar els bacteris Escherichia coli en un medi amb

nitrogen pesant (N15). El N15 t el mateix nombre delectrons (7e) i de protons (7p),

per t un neutr ms (8n), de manera que s ms pesat que el N14 (el que es troba en

condicions normals). Aix comporta que les molcules de DNA sintetitzades a partir de

N15 pesin ms que les sintetitzades amb N14. Grcies a aquesta diferncia de densitats

s possible separar per centrifugaci les molcules de DNA que han incorporat el N14

de les que han incorporat el N15.

Per fer lexperiment, Meselson i Stahl van passar els bacteris cultivats amb N15 a un

medi amb nitrogen normal N14. Els van deixar crixer durant una mitja hora (temps

necessari perqu el DNA bacteri es dupliqui 1 vegada), van extreure el DNA i el van

centrifugar per a que se separes en gradients de densitat. Desprs dobservar els

resultats obtinguts en la generaci 1, van deixar crixer els mateixos bacteris una

segona vegada (tamb en un medi amb N14) per tal dobtenir la generaci 2, van

extreure el DNA i el van centrifugar.

Ara que saps quin s lexperiment que es va realitzar, respon les segents preguntes:

1. On sincorpora el N durant la sntesi de DNA?

2. Qu esperaries veure en cadascun dels casos? Omple la segent taula segons

lexemple. Tingues en compte que a la primera generaci hi haur dues molcules

de DNA i que a la segona generaci nhi haur quatre. Utilitza un color per les

cadenes o trossos de cadena pesades, i un altre per les lleugeres, ja siguin de

primera o de segona generaci.

| 4

Generaci

Hip

te

si c

on

serv

ati

va

DNA

original

1a

generaci

2a

generaci

Generaci

Hip

te

si d

isp

ers

iva

DNA

original

1a

generaci


Tipus de N que sincorpora

a cada cadena Resultats de la centrifugaci

N15/N15



N15/N15


Resultats de la centrifugaci


| 5


2a

generaci

Generaci

Hip

te

si s

em

ico

nse

rvat

iva

DNA

original

1a

generaci

2a

generaci



N15/N15


| 6

Els resultats de lexperiment van ser els que veus a la imatge. Quina creus que s la hiptesi

que explica aquests resultats? Justifica la teva resposta.



que explica aquests resultats? Justifica la teva resposta.



| 7


La replicaci del DNA


que t lloc en cada generaci cellular, s a dir, cada cop que una cllula es divideix.

Aquesta sntesi compleix unes regles

la sntesi de lmRNA a partir del DNA durant la transcripci:

1. Les noves cadenes de nucletids se sintetitzen copiant brins de DNA preexistents,

anomenats DNA motlle. Durant la replicaci es copien les dues

la doble hlix de DNA, per tant en resulten dues doble hlixs que tenen exactament

la mateixa informaci que loriginal (la mateixa seqncia de les bases dels

nucletids).

2. Els enzims que copien els cids nucleics a partir dun motlle pr

polimerases. Aix, les DNA

polimerases sintetitzen RNA, tots dos enzims a del DNA motlle.

3. La sntesi de noves cadenes es fa sempre i nicament en el sentit 5

polimerases llegeixen el DNA motlle en sentit 3

Polaritat de les cadenes del DNA en la forqueta de replicaci

Mecanismes de la replicaciLa sntesi del DNA s un pr

denominades orgens de replicaci

La replicaci del DNA

Clar! Totes i cadascuna de les meves cllules tenen la

mutaci perqu totes venen de la mateixa cllula

original, el zigot, que es va dividint fins a donar lloc a

totes les cllules. Cada cop que una cllula es

divideix necessita duplicar el seu material gentic.



Aquesta sntesi compleix unes regles que, en la seva major part, sn vlides tamb per

mRNA a partir del DNA durant la transcripci:

Les noves cadenes de nucletids se sintetitzen copiant brins de DNA preexistents,

anomenats DNA motlle. Durant la replicaci es copien les dues cadenes motlle de



Els enzims que copien els cids nucleics a partir dun motlle preexistent sn les

polimerases. Aix, les DNA-polimerases sn enzims que sintetitzen DNA i les RNA

polimerases sintetitzen RNA, tots dos enzims a del DNA motlle.

La sntesi de noves cadenes es fa sempre i nicament en el sentit 5

es llegeixen el DNA motlle en sentit 3 5.

Polaritat de les cadenes del DNA en la forqueta de replicaci.

Mecanismes de la replicaci La sntesi del DNA s un procs complex que sinicia en unes regions

de replicaci.

Clar! Totes i cadascuna de les meves cllules tenen la

mutaci perqu totes venen de la mateixa cllula

original, el zigot, que es va dividint fins a donar lloc a

totes les cllules. Cada cop que una cllula es

ecessita duplicar el seu material gentic.



que, en la seva major part, sn vlides tamb per

Les noves cadenes de nucletids se sintetitzen copiant brins de DNA preexistents,

cadenes motlle de



eexistent sn les

polimerases sn enzims que sintetitzen DNA i les RNA-

La sntesi de noves cadenes es fa sempre i nicament en el sentit 5 3, ja que les

del cromosoma

| 8

Una seqncia de nucletids al DNA actua com a senyal diniciaci de tot el procs.

Primer de tot lenzim helicasa suneix a la doble hlix en lorigen de replicaci; la seva

funci s obrir la doble hlix trencant els ponts dhidrogen que uneixen les base

complementries, s a dir, separar les dues cadenes de DNA. Un cop les cadenes estan

separades les protenes estabilitzadores suneixen al DNA de cadena simple per

estabilitzar-lo. Ara les dues cadenes de DNA estan separades i estabilitzades, donant

lloc a la bombolla de replicaci.

suneix a la doble hlix al dos cantons de lorigen de replicaci per evitar que aquell

DNA se superenrotlli.

El procs de sntesi del DNA s

formen dues forquetes de replicaci

la bombolla de replicaci, cadascuna de les meitats que queden s una forqueta de

replicaci. Les dues forquetes es desplacen en sentits oposats ja que

avanant a mesura que es va obrint la doble hlix.

Formaci de la bombolla de replicaci en el DNA

Un cop les cadenes de DNA estan separades, comena la sntesi de noves cadenes de

DNA a partir de desoxiribonucletids trifosfats (dNTPs). Les DNA polimerases per, no

poden iniciar un bri de DNA del no res (noms pot allargar una

per aix comena una RNA polimerasa o primasa, que

nucletids complementaris al DNA anomenat encebador o

la DNA polimerasa III pot comenar a unir dNTPs, elongant aix la nova cadena de DNA.

Tot i que la DNA polimerasa III s molt fidel es poden produir aparellaments de bases

incorrectes. Per evitar mutacions, el mateix enzim s capa de, abans de posar cada

nou nucletid, verificar si el darrer est aparellat correctament. Si no s correcte

lelimina i ho intenta de

nou. Aquest mecanisme

eleva la seva fidelitat fins a

menys dun error per cada

107 bases copiades.

Enzims que participen en la replicaci del DNA




funci s obrir la doble hlix trencant els ponts dhidrogen que uneixen les base

, s a dir, separar les dues cadenes de DNA. Un cop les cadenes estan


lo. Ara les dues cadenes de DNA estan separades i estabilitzades, donant

a la bombolla de replicaci. Lenzim girasa, tamb anomenat topoisomerasa,


El procs de sntesi del DNA s bidireccional: a partir de lorigen de replicaci es

forquetes de replicaci. Imaginat que tracem una lnia vertical al mig de


replicaci. Les dues forquetes es desplacen en sentits oposats ja que

avanant a mesura que es va obrint la doble hlix.

Formaci de la bombolla de replicaci en el DNA.


a partir de desoxiribonucletids trifosfats (dNTPs). Les DNA polimerases per, no

poden iniciar un bri de DNA del no res (noms pot allargar una cadena preexistent

per aix comena una RNA polimerasa o primasa, que sintetitza un bri d

tids complementaris al DNA anomenat encebador o primer. A partir del primer



ctes. Per evitar mutacions, el mateix enzim s capa de, abans de posar cada


lelimina i ho intenta de

nou. Aquest mecanisme

eleva la seva fidelitat fins a

r per cada

Enzims que participen en la




funci s obrir la doble hlix trencant els ponts dhidrogen que uneixen les bases

, s a dir, separar les dues cadenes de DNA. Un cop les cadenes estan


lo. Ara les dues cadenes de DNA estan separades i estabilitzades, donant

Lenzim girasa, tamb anomenat topoisomerasa,


de replicaci es

. Imaginat que tracem una lnia vertical al mig de


replicaci. Les dues forquetes es desplacen en sentits oposats ja que cadascuna va


a partir de desoxiribonucletids trifosfats (dNTPs). Les DNA polimerases per, no

cadena preexistent),

un bri d RNA duns 10

. A partir del primer



ctes. Per evitar mutacions, el mateix enzim s capa de, abans de posar cada


| 9


Les dues cadenes motlle tenen direccions diferents i per aix la sntesi de les noves

cadenes varia. La cadena conductora se sintetitza de manera contnua, mentre que la

cadena retardada se sintetitza de manera discontnua.

En la cadena conductora la direcci de la sntesi del nou bri de DNA s 5 3, per tant

la primasa comena a unir NTPs a lextrem 3 del DNA motlle. Com que lhelicasa va

obrint la forquilla de replicaci a mesura que avana la sntesi de la nova cadena,

aquesta se sintetitza de manera contnua fins al final. La cadena conductora final est

formada pel primer de RNA a linici i la cadena de DNA. Abans que conclogui la

replicaci la DNA polimerasa I eliminar el primer de RNA i omplir el buit que queda

amb dNTPs, de manera que finalment tota la nova cadena de DNA noms estar

formada per DNA.

En la cadena retardada el procs s ms complicat. Igual que en la cadena conductora,

la direcci de la sntesi del nou bri de DNA s 5 3, per tant la primasa comena a

unir NTPs a lextrem 3 del DNA motlle. El problema per, s que en aquesta cadena la

sntesi de nou DNA i laven de la forquilla de replicaci van en direccions oposades.

Per aix, fins que no sha obert un tros de la forquilla de replicaci no queda lliure un

extrem 3 del DNA motlle i la primasa pot unir els NTPs (en direcci 5 3) i a

continuaci la DNA pol III unir dNTPs fins que arriba al punt dinici. Daquesta manera

es crea un bri format per uns 50 nucletids de RNA i uns 2000 de DNA, anomenat

fragment dOkazaki. Aix doncs, quan la forquilla ja sha tornat a obrir una mica ms, a

lesquerra del fragment sen comena a formar un altre, i aix successivament.

Finalment la DNA polimerasa I substitueix el primer de RNA per DNA i omple els buits

que han quedat entre els diferents fragments dOkazaki. Per acabar la DNA ligasa

uneix tots els fragments de DNA de la cadena.

En les cllules procariotes noms es crea un origen de replicaci ja

que el seu DNA s fora curt, en canvi, en les cllules eucariotes hi

ha centenars dorgens de replicaci en cada cromosoma ja que el

seu DNA s ms llarg. Per aix com que est superenrotllat i associat

Replicaci del DNA en procariotes

Sntesi de la cadena conductora i

la retardada.

| 10


a histones, la replicaci del DNA en eucariotes s molt ms lenta que en procariotes.

* Mira aquest vdeo, tajudar a entendre-ho millor:

https://www.youtube.com/watch?v=YqjbmrQcyfM


Desprs de llegir i entendre el text responeu les segents preguntes en grups de 3:

1. Cada quan es produeix la replicaci del DNA?

2. Quins enzims sintetitzen el DNA?

3. Quin enzim sintetitza el RNA?

4. Com es diu el punt on sinicia la replicaci?

5. En quin sentit es formen les noves cadenes?

6. En quin sentit llegeixen el DNA motlle les polimerases?

7. Quines funcions t la DNA polimerasa III?

8. Quines diferncies hi ha entre la cadena conductora i la retardada?

| 11


9. Qu sn els fragments dOkazaki?

10. Quina funci t la DNA ligasa?

| 12


Expressi gnica: del DNA al mRNA

El mecanisme de la transcripciConsta de tres fases:

Iniciaci

Elongaci

Finalitzaci

Expressi gnica: del DNA al mRNA

Ara que ja he ents com pot ser que totes les cllules

del meu cos tinguin el mateix material gentic em

sorgeixen altres preguntes. Com pot ser que es passi

de DNA a protena? Com ho fan les cllules? Son dues

coses molt diferents per que estan totalme

relacionades, perqu si el DNA est malament, la

protena tamb ho est. Com pot ser?!

El mecanisme de la transcripci

Ara que ja he ents com pot ser que totes les cllules

del meu cos tinguin el mateix material gentic em

sorgeixen altres preguntes. Com pot ser que es passi

de DNA a protena? Com ho fan les cllules? Son dues

coses molt diferents per que estan totalment

relacionades, perqu si el DNA est malament, la

protena tamb ho est. Com pot ser?!

| 13


Maduraci

Diferncies entre cllules procariotes i eucariotes

Regulaci de gens

| 14


Expressi gnica: de l

*Mira aquest vdeo per tenir una idea de la traducci:

https://www.youtube.com/watch?v=5bLEDd

Sintetitzem la fenilalanina hidroxilasaEl joc es duu a terme en grups de 6, en el qual cadasc t un rol:

1. RNA polimerasa-DNA dirigida:

de la seqncia de bases del DNA a mRNA (necessita tires de paper blanc i un

bolgraf o llapis).

2. RNA polimerasa correctora:

errors comesos per la RNA polimerasa i els modifica (necessita un bolgraf dun

color diferent).

3. Splicing: Es produeix al nucli de la cllula. Procs pel qual seliminaran els introns.

Ha de tallar els introns i unir els exons (n

4. Poliadenilat Polimerasa (Poli

polimerasa afegeix una cua dadenines (la cua de poli

abans que surti del nucli

Un altre enzim s lencarregat dafegir el

ribosomes reconeguin

nucli cap al ribosoma.

5. Ribonucleasa: Treballa al citosol.

poli-A (comena per lltima adenina de la cua). Si sacaba la cua de poli

deixa de ser actiu i la sntesi de protenes no pot continuar.

lmRNA a les protenes

El missatge amagat darrera la fenilalanina hidroxilasa Mira el segent link abans de comenar a jugar o anirs

molt perdut!

*Mira aquest vdeo per tenir una idea de la traducci:

https://www.youtube.com/watch?v=5bLEDd-PSTQ

Sintetitzem la fenilalanina hidroxilasa! El joc es duu a terme en grups de 6, en el qual cadasc t un rol:

DNA dirigida: Treballa al nucli de la cllula. Transcriu la informaci

de bases del DNA a mRNA (necessita tires de paper blanc i un

RNA polimerasa correctora: Treballa al nucli de la cllula. Revisa els possibles


Es produeix al nucli de la cllula. Procs pel qual seliminaran els introns.

els introns i unir els exons (necessita tisores i celo).

Poliadenilat Polimerasa (Poli-A): Treballa al nucli de la cllula. La poliadenilat

a afegeix una cua dadenines (la cua de poli-A) a lextrem 3 de l

abans que surti del nucli (necessita celo per enganxar la cua de poli-

Un altre enzim s lencarregat dafegir el CAP a lextrem 5 (s necessari perqu els

ribosomes reconeguin lmRNA i per protegir-lo de les RNAses). Porta lmRNA del

Treballa al citosol. Comena a tallar lmRNA a partir de la cadena de

A (comena per lltima adenina de la cua). Si sacaba la cua de poli

de ser actiu i la sntesi de protenes no pot continuar.

Vale! Osigui que del DNA es passa a

pateix un procs de maduraci en el qual seliminen

les seqncies que no sn necessries

protena Tot aix t lgica, al cap i a la fi no hi ha

tanta diferncia entre el DNA i lRNA, no? La gran

pregunta aqu s com, a partir duna seqncia de

ribonucletids, es pot acabar obtenint una protena,

feta daminocids?

amagat darrera la fenilalanina

Mira el segent link abans de comenar a jugar o anirs

Treballa al nucli de la cllula. Transcriu la informaci

de bases del DNA a mRNA (necessita tires de paper blanc i un

Treballa al nucli de la cllula. Revisa els possibles


Es produeix al nucli de la cllula. Procs pel qual seliminaran els introns.

Treballa al nucli de la cllula. La poliadenilat

A) a lextrem 3 de lmRNA

-A).

a lextrem 5 (s necessari perqu els

lo de les RNAses). Porta lmRNA del

a tallar lmRNA a partir de la cadena de

A (comena per lltima adenina de la cua). Si sacaba la cua de poli-A, lmRNA

lmRNA i aquest

pateix un procs de maduraci en el qual seliminen

les seqncies que no sn necessries per la

protena Tot aix t lgica, al cap i a la fi no hi ha

RNA, no? La gran

a partir duna seqncia de

es pot acabar obtenint una protena,

| 15


Atenci ribonucleases! cada 30 segons heu de tallar una adenina (una A de la cua

poli-A, comenant per lextrem) dels mRNA del vostre grup. Si sacaba la cua no

podeu continuar amb la sntesi (necessiteu un cronmetre i unes tisores).

6. Anticod (tRNA):Un cop lmRNA arriba al ribosoma, ha de sintetitzar el

complementari de lmRNA (lanticod o tRNA) per tal de poder trobar laminocid

que correspon al mRNA transcrit. Els tRNA ja estan associats amb els aminocids

respectius i estaran repartits per tot lespai del citosol (necessita un bolgraf).

Entre tots...

Lanticod anir demanant quins sn els codons complementaris (aminoacil-tRNA) que

necessita i els haureu danar a buscar pel citosol. A mesura que porteu els anticodons

al ribosoma, haureu de separar laa que est unit al tRNA per anar formant el

polipptid de la fenilalanina hidroxilasa.

Atenci ribosomes! un cop feta la traducci, noms heu de llegir la lletra remarcada en

majscula de cada aminocid. Si uniu totes les lletres de cada aminocid obtindreu una

frase!

| 16


Qu passa dins dels ribosomes?

Qu passa dins dels ribosomes?

Ja quasi ho entenc tot! All que fa uns dies em sonava

xino ara t sentit. Per exactament, qu passa dins

dels ribosomes?

enc tot! All que fa uns dies em sonava

xino ara t sentit. Per exactament, qu passa dins

| 17



| 18


Diferncies entre eucariotes i procariotes

| 19


La clau de la traducci: el codi gentic Qu s el codi gentic?

Caracterstiques principals:

| 20


Demostra qu has aprs! 1. La figura segent representa un procs cellular fonamental. Indiqueu el nom del

procs representat i escriviu en els requadres A, B, C i D el nom dels components

assenyalats. Quina s la funci de la molcula B de la figura?

2. a) Prescindint dels triplets d'iniciaci i d'atur (stop), quin s el nombre mnim de

parell de nucletids presents en el gen de l'enzim ribonucleasa pancretica que

cont 124 aminocids. Per qu?

b) Com podeu observar, es tracta dun gen dun individu eucariota. Podria ser molt

ms gran el nombre real de parells de nucletids existent en aquest gen? Per qu?

Nom del procs

Funci de la molcula B

A

B

C

D

| 21


3. a) En els procariotes, el procs mitjanant el qual la informaci gentica es copia de

lADN a lARNm sanomena ______________. El procs mitjanant el qual la

informaci de lARNm determina la seqncia daminocids duna cadena

polipeptdica sanomena ______________. En el codi gentic cada aminocid

sespecifica mitjanant un ______________de lARNm, anomenat ______________.

b) Ja sabeu que el codi gentic s de triplets. Quants aminocids es podrien trobar

a les protenes naturals si cada triplet codifiqus un aminocid diferent?

c) Hi ha triplets que no codifiquen cap aminocid. Coneixeu la seva funci?

4. a)A la taula segent responeu "s" o "no" als llocs corresponents:

Procariotes Eucariotes

El RNa transcrit ja s el RNA madur

La transcripci i la traducci tenen lloc en

compartiments diferents

La transcipci i la traducci sn simultnies

b) Justifiqueu breument les respostes afirmatives

| 22

41 Material per als professors

Material per als professors

En aquest apartat incloem els materials necessaris per dur a terme alguna de les classes.

Obviem el material de les classes magistrals i les posades en com, ja que, desprs de valorar

els pros i contres, hem decidit no utilitzar les TIC sin explicar-ho mitjanant la pissarra ja que

sn processos fora enrevessats en els quals un dibuix simple que va evolucionant a mesura

que avana lexplicaci pot ser la millor soluci (al dossier ja disposen de dibuixos ms

extensos). Per tant, pel que fa a aquestes classes no tenim cap material especial preparat.

Del DNA a les protenes 42 Material per als professors

Replicaci del DNA En la posada en com de com funciona la replicaci farem un dibuix esquemtic del procs en

una de les forquilles de replicaci, que ser similar al segent:


Sintetitzem la fenilalanina hidroxilasa! El material necessari per al joc s:

1. Taula per saber el rol de cada alumne:

FUNCI Nom de lalumne

RNA polimerasa-DNA dirigida

RNA polimerasa correctora

Splicing

Poliadenilat Polimerasa (Poli-A)

Ribonucleasa

Anticod (tRNA)

2. Seqncies de DNA, que donen lloc a una frase amb sentit al ser tradudes correctament.

Per al professor (respostes):

1) Un de cada deu mil nens presenta fenilcetonuria

CTT GCA CTCTGG ACA CGC CTT CGC CTT TGT GTTTAC

GAA CGU GAG ACC UGU GCG GAA GCG GAA ACA CAA AUG

CUU GCA CUC UGG ACA CGC CUU CGC CUU UGU GUU UAC

TAT GAG GCT TGG GCA AGC GGA CTA TGC AGA TGC GCA

AUA CUC CGA ACC CGU UCG CCU GAU ACG UCU ACG CGU

UAU GAG GCU UGG GCA AGC GGA CUA UGC AGA UGC GCA

ACC CGT AAA TGG GCA TAG GAT ACA TGC ACC ATAGCG

UGG GCA UUU ACC CGU AUC CUA UGU ACG UGG UAU CGC

ACC CGU AAA UGG GCA UAG GAU ACA UGC ACC AUA GCG

GTT CTG TAG CGC ATT

CAA GAC AUC GCG UAA

GUU CUC UAG CGC AUU

2) Va ser descrita pel metge norueg Flling

CAG CGA AGG TGA CTA CTT TGA AGC ACA CTG TAA ACC

GUC GCU UCC ACU GAU GAA ACU UCG UGU GAC AUU UGG

CAG CGA AGG UGA CUA CUU UGA AGC ACA CUG UAA ACC

DNA

mRNA

tRNA


CGA GGA TGG GAC TAC TGG ACC CCT TGC GCT ATA CTG

GCU CCU ACC CUG AUG ACC UGG GGA ACG CGA UAU GAC

CGA GGA UGG GAC UAC UGG ACC CCU UGC GCU AUA CUG

GTT TGG CCC AAA ATA GAG GAC TAA GCT CCC ATC

CAA ACC GGG UUU UAU CUC CUG AUU CGA GGG UAG

GUU UGG CCC AAA AUA GAG GAC UAA GCU CCC AUC

3) Es va descriure el mil nou-cents trenta quatre

TGC AGG CAG CGT CTT TGC AGT ACG CTG TAA GTTCTA

ACG UCC GUC GCA GAA ACG UCA UGC GAC AUU CAA GAU

UGC AGG CAG CGU CUU UGC AGU ACG CUG UAA GUU CUA

TGC TGG GAT TAC TAA GAC GCT ATA GTC ACA TGC GCA

ACG ACC CUA AUG AUU CUG CGA UAU CAG UGU ACG CGU

UGC UGG GAU UAC UAA GAC GCU AUA GUC ACA UGC GCA

ACC AGC ACC CTA TGG GCG ACC CGC TTT GTTCGG ACC

UGG UCG UGG GAU ACC CGC UGG GCG AAA CAA GCC UGG

ACC AGC ACC CUA UGG GCG ACC CGC UUU GUU CGG ACC

CTA TGG ACT

GAU ACC UGA

CUA UGG ACU

4) Provoca una olor peculiar a la orina i a la suor

GGG CTA ATA CAG ATG ACG CGC GTC GCA CGT ATA GAG

CCC GAU UAU GUC UAC UGC GCG CAG CGU GCA UAU CUC

GGG CUA AUA CAG AUG ACG CGC GUC GCA CGU AUA GAG

ATG CTG GGG TGT ACA GTT GAC TAT CGG CTA CGT GAC

UAC GAC CCC ACA UGU CAACUG AUA GCC GAU GCA CUG

AUG CUG GGG UGU ACA GUU GAC UAU CGG CUA CGU GAC

CGC ATACTG TAG GCCCGC TAA CGA GATCGA AGTGTT

GCG UAU GAC AUC CGG GCG AUU GCU CUA GCU UCA CAA

CGC AUA CUG UAG GCC CGC UAA CGA GAU CGA AGU GUU

ATA CTG ATT

UAU GAC UAA

AUA CUG AUU


5) Es va anomenar imbecillitas phenilpiruvica

TGA AGC CAG CGG CGT GCT ATA TAC TGC GCG CGC CTA

ACU UCG GUC GCC GCA CGA UAU AUG ACG CGC GCG GAU

UGA AGC CAG CGG CGU GCU AUA UAC UGC GCG CGC CUA

TAA TAC TTATGT ACG TAA GAC GAG TAG ACC CGC AGG

AUU AUG AAU ACA UGC AUU CUG CUC AUC UGG GCG UCC

UAA UAC UUA UGU ACG UAA GAC GAG UAG ACC CGC AGG

GGC GTG TGT GCT TAG GAT GGG TAA CTG GTC CAG TAG

CCG CAC ACACGA AUC CUA CCC AUU GAC CAG GUC AUC

GGC GUG UGU GCU UAG GAU GGG UAA CUG GUC CAG UAG

ACA CGA ATC

UGU GCU UAG

ACA CGA AUC

Seqncies que tindran els alumnes (shan dimprimir linealment i posar-les de manera que les

dues cadenes quedin complementries). Amb taronja es marquen els introns.

GRUP 1

3CTTGCACTCACGATCGATCGATTGGACACGCCTTCGCCTTTGTGTTTACTATGAGCCGATCGCCTAGC

ATGCGGCTTGGGCAAGCGGACTATGCAGATGCGCAACCCGTAAATGGGCATAGGATACATGCACCATA

GCGGTTCTGTGCATTAAGCTAGTCGTTTAGCGCATT5

GRUP 2

3CAGCGATGCATTAAGCTAGTCGTTAGGTGACTACTTTGAAGCACACTGTAAACCCGAGGCGGCTAGC

GGATCGTACGATGGGACTACTGGACCCCTTGCGCTATACTGGTTTGGCCCAAAATAGAGGACTAAGCT

ACGATCGATCGATCCCATC5

GRUP 3

3TGCAGGCAGCGTTGCATTAAGCTAGTCGTTCTTTGCAGTACGCTGTAAGTTCTATGCTGGCCGATCGC

CTAGCATGCGGATTACTAAGACGCTATAGTCACATGCGCAACCAGCACCCTATGGGCGACCCGCTTTGT

TCGGACCCTAACGATCGATCGATTGGACT5

GRUP4

3GGGCTAATAACGATCGATCGATCAGATGACGCGCGTCGCACGTATAGAGATGCTGGGGTGTACAGC

CGATCGCCTAGCATGCGTTGACTATCGGCTACGTGACCGCATACTGTAGGCCCGCTAACGAGATCGAA

GTGTTATACTGACGTAATTCGATCAGCAAATT5


GRUP 5

3TGATGCATTAAGCTAGTCGTTAGCCAGCGGCGTGCTATAACGATCGATCGATTACTGCGCGCGCCTAT

AATACTTATGTACGTAAGACGAGTAGACCCGCAGGGGCGTGTGTGCTTAGGATGGGTAACTGGTCGCC

GATCGCCTAGCATGCCAGTAGACACGAATC5

6) Els tRNA units al seu aminocid. Shan dimprimir els tRNA i escriure darrera laminocid

que li correspon (amb la lletra sobresaltada).

Alanina

asparagina (B)

Cistena

ciD glutmic

trEonina

Fenilalanina

Glicina

Histidina

Isoleucina

Leucina

Metionina

argiNina

tirOsina

Prolina

lisina (Q)

cid aspRtic

Serina

Triptfan

glUtamina

Valina


C

C C G G

G G

C G

U A

C

Alanina Alanina

Alanina Alanina


C U A

cid

aspRtic

C U G

cid

aspRtic


C C A A A G

Cistena

Cistena


C C C U U U

ciD glutmic

ciD glutmic


A A A A A G

Fenilalanina

Fenilalanina


A

U U

U

U

U G G

G

G

G C

trEonina trEonina

trEonina trEonina


C C C

Glicina

C C U

Glicina

C C A

Glicina

C C G

Glicina


G G G U U A

Histidina Histidina


U

U

U

A A

A

A

G

U

Isoleucina

Isoleucina

Isoleucina


A A A

A

A

G G G

G

G

U

C

Leucina Leucina

Leucina Leucina


A U C

Metionina


A G G

G

G

G C

C C

C

C U

argiNina argiNina

argiNina argiNina


A A A

U U G

tirOsina tirOsina


G G G

G G G G

G G U

C A

Prolina Prolina

Prolina Prolina


U U U U U C

lisina

(Q)

lisina

(Q)


U U C C A G

Asparagina

(B)

Asparagina

(B)


A A

A

A

A

G

G G

G

G

U

C

Serina

Serina

Serina Serina


A C C

Triptfan


G U U G U C

glUtamina

glUtamina


C A C C A G

C A U

C A A

Valina

Valina

Valina

Valina


A U U

A U C

A C U

STOP STOP

STOP


Cursa de relleus del codi gentic En grups hauran de completar les segents taules. Tots els grups comenaran per la taula 1,

que estar a un determinat lloc de la classe. El primer membre de cada grup haur danar fins

all i omplir el primer requadre. Un cop acabat tornar amb el seu grup i aleshores el segon

membre podr anar a omplir el segon requadre, i aix successivament. Quan sacabi la primera

taula (esperarem que tots els grups hagin acabat) la corregirem i comenarem amb la segent

taula. Guanyar lequip que primer hagi acabat (i correctament!) ms taules.

Taula 1

DNA (5 3)

DNA (3 5)

mRNA (cod)

tRNA (anticod)

Aminocid

___ ___ ___

___ ___ ___

___ ___ ___

___ ___ ___

Met

T ___ ___

___ ___ ___

___ G A

___ ___ ___

___

___ ___ ___

C A ___

___ ___ U

___ ___ ___

___

___ ___ ___

___ ___ T

___ ___ ___

A U ___

___

Taula 2

DNA (5 3)

DNA (3 5)

mRNA (cod)

tRNA (anticod)

Aminocid

T C ___

___ ___ ___

___ ___ G

___ ___ ___

___

___ ___ ___

___ ___ ___

___ ___ ___

___ ___ ___

Asn

___ ___ ___

___ T ___

C ___ U

___ ___ ___

___

___ ___ ___

___ ___ ___

G ___ ___

___ C C

___

Taula 3

DNA (5 3)

DNA (3 5)

mRNA (cod)

tRNA (anticod)

Aminocid

A C G

___ ___ ___

___ ___ ___

___ ___ ___

___

___ ___ ___

___ ___ ___

___ A A

G ___ ___

___

___ ___ ___

G ___ ___

___ A ___

___ ___ G

___

___ ___ ___

___ ___ ___

___ ___ ___

___ ___ A

Asp

Taula 4

DNA (5 3)

DNA (3 5)

mRNA (cod)

tRNA (anticod)

Aminocid

___ ___ T

___ ___ ___

G ___ ___

___ A ___

___

___ ___ ___

___ ___ ___

___ ___ ___

___ ___ G

Ile

___ ___ ___

G ___ ___

___ A ___

___ ___ G

___

A ___ ___

___ A ___

___ ___ ___

___ ___ U

___


Taula 1 correcci

DNA (5 3)

DNA (3 5)

mRNA (cod)

tRNA (anticod)

Aminocid

ATG

TAC

AUG

UAC

Met

TGA

ACT

UGA

ACU

Stop

GTT

CAA

GUU

CAA

Val

TAA

ATT

UAA

AUU

Stop

Taula 2 correcci

DNA (5 3)

DNA (3 5)

mRNA (cod)

tRNA (anticod)

Aminocid

TCG

AGC

UCG

AGC

Ser

AAT

TTA

AAU

UUA

Asn

CAT

GTA

CAU

GTA

His

GGG

CCC

GGG

CCC

Gly

Taula 3 correcci

DNA (5 3)

DNA (3 5)

mRNA (cod)

tRNA (anticod)

Aminocid

ACG

TGC

ACG

UGC

Thr

CAA

GTT

CAA

GUU

Gln

CAC

GTG

CAC

GUG

His

GAT

CTA

GAU

CUA

Asp

Taula 4 correcci

DNA (5 3)

DNA (3 5)

mRNA (cod)

tRNA (anticod)

Aminocid

GTT

CAA

GUU

CAA

Val

ATC

TAG

AUC

UAG

Ile

CAC

GTG

CAC

GUG

His

ATA

TAT

AUA

UAU

Ile