DNA Didactic

22
junio

ADN TARTAMUDO (III)

En este post , abundando en el mismo tema, os retamos a  realizar ejercicios prácticos. Un buen entretenimiento para las vacaciones.

Como ejercicio práctico, vamos a proponer que se determine el parentesco entre 20 perfiles genéticos. Y lo vamos a hacer simplificando a sólo 8 locus STR independientes ( que nombraremos A,B,C,D,E,F,G y H  y cada uno de ellos con sólo  6 alelos diferentes (numerados del 1 al 6).

Perfiles familia para encontrar parentescoPerfiles genéticos simplificados. V= varón; H= hembra

1.-Entre los 20 perfiles genéticos que proponemos se encuentran los de una misma familia: abuelos, padres-tíos, y nietos  e indicamos, además que en total son entre 8 y 14 miembros. El resto no son familiares. ¿Podrías averiguar los perfiles de cada uno por su parentesco indicando el número que identifica cada perfil?.

Nota: para que sea más fácil encontrarlos vamos a dar una pista: el perfil nº 10 corresponde a una nieta.

2.-Y, otra cosa…¿qué variabilidad y discriminación entre la población -suponiendo que todas las combinaciones de los alelos sean equiprobables-  se obtendría en este caso simplificado. Es decir, para 8 locus independientes y 6 alelos/locus?.

3.- Y ya, para rizar el rizo, ¿Podrías calcular las probabilidades en alelos coincidentes entre 2 hermanos en sus genotipos para los 8 locus STR? Es decir, que no tengan ninguna, que tengan sólo una coincidencia, que tengan 2, que tengan 3, 4, 5…….. hasta que coincidan en todos.

Las respuestas parciales o completas se pueden remitir con asunto: “ADN tartamudo” a info@dnadidactic.com  Posiblemente habrá alguna sorpresa para los participantes a la vuelta de vacaciones. Plazo: hasta el 31 de Agosto de 2017: todo un verano para entretenerse resolviendo estas cuestiones.

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21
junio

ADN TARTAMUDO (I)

En el conjunto del ADN (genoma) existen secuencias que se repiten.  El tamaño de dichas secuencias en ocasiones es muy largo (Kb) ;  en otras, sólo centenares de pares de bases y también las hay de unos pocos pares de bases. El número de veces que se repiten también es muy variable. Algunas lo hacen miles de veces. Esas secuencias repetidas pueden estar dispersas en diferentes lugares del largo filamento de ADN o pueden estar situadas seguidas unas de otras. De estas secuencias repetidas seguidas – se les denomina repeticiones en tándem – a las que podemos considerar como “tartamudas”, es de lo que vamos a hablar en este post. Más concretamente de las de pequeño tamaño, y con un número de repeticiones no muy elevado,  conocidas en el argot biológico como secuencias STR (Short Tadem Repeat: repeticiones en tándem de secuencias cortas). Un ejemplo de secuencia STR indicada en una de las hebras del ADN:.. …. 5´ GCGTA GCGTA GCGTA GCGTA GCGTA GCGTA GCGTA 3´……. Secuencia de 5 pb que, en este caso se repite 7 veces seguidas.

adn tartamudo 1adn tartamudo 2adn tartamudo 3adn tartamudo 4Representación esquemática de una secuencia STR con diferente nº de repeticiones en cada caso

Todavía se desconoce el papel biológico que desempeñan este tipo de secuencias, pero tienen su utilidad,  ya que se ha comprobado que el número de repeticiones es variable entre los miembros de la población. Son como un gen con múltiples “alelos” diferentes por el nº de repeticiones, ya que según su número,  serán secuencias más cortas o más largas. Serán locus polimórficos de longitud. Y así, por su longitud es como se las detecta en los análisis.

Catalogados muchos de estos locus en el genoma humano se ha visto que para cada uno de ellos, en la población,  existe una variabilidad definida. Por ejemplo: entre 7 y 15 repeticiones o tartamudeos. Por tanto todas las personas tendremos: 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 o 15 repeticiones; o sea, 9 variantes o alelos para ese locus.

En el ADN de la población humana existen muchos locus STR, situados en diferentes cromosomas o en lugares diferentes del mismo cromosoma, aunque cada secuencia STR específica ocupa siempre el mismo locus.  Cada individuo tiene 2 cromosomas homólogos y en sus locus homólogos STR tendrán un alelo igual o diferente en cuanto al nº de repeticiones, o sea, de igual o distinta longitud. Siguiendo con el ejemplo anterior una persona puede ser  (7, 12) o (8,14) o (9,13) ó (15,15) ó……cualesquiera de las combinaciones de 2 e 2 para los 9 alelos: total 45 posibles combinaciones o genotipos. ( n(n+1)/2 ; en este caso  9 x10/2 =45).,

Si escogemos un número suficiente  de esos locus presentes en la población humana para que la variabilidad en el conjunto de todos ellos y  situados en diferentes cromosomas para que la transmisión sea independiente, podremos identificar a cada individuo por el conjunto de variantes de locus STR. Se ha comprobado que con 13 de esos locus, en sus combinaciones de 2 en 2 para cada uno, serían suficientes para identificar a un individuo entre varios miles de millones de ellos que presentarán otras combinaciones diferentes.

Siguiendo con el ejemplo anterior: Para uno de esos locus 45 posibles combinaciones, y suponiendo que los 12 locus restantes tengan la misma variabilidad (9 alelos, que en muchos de esos 12 locus restantes es incluso mayor), y al ser independientes,  la variabilidad sería de 45x45x45x45x45x…..(hasta 13 veces) = 4513 = muchos cuatrillones de combinaciones o genotipos diferentes. Se puede decir que podríamos identificar a cada persona humana particular desde que existe la humanidad por el análisis de esos 13 genes. Sólo en las personas gemelos univitelinos serían coincidentes. Dicho de otro modo, la probabilidad de que 2 individuos , escogidos al azar, coincidieran en las 13 combinaciones sería = 0, 000.000.000.000.000.000.000.0001%; o dicho de otra forma la probabilidad de que esa combinación fuese única =99,999.999.999.999.999.999.999.999 %.

Para los cálculos anteriores hemos considerado que cada uno de los alelos de cada locus tiene exactamente la misma probabilidad de estar presente en la población que cualquiera de los restantes y, por tanto, cada una de las 45 posibilidades de cada locus tenga la misma probabilidad de presentarse.  En las poblaciones humanas reales, algunos alelos son más frecuentes que otros por lo que la probabilidad real se reduce un poco;  1 entre varios miles de millones = 99,999.999.999.999% de que cada combinación personal sea única.

Esa combinación de 13 pares de números es lo que actualmente conocemos como perfil genético o DNI genómico y como se puede comprobar, sólo analiza una pequeñísima parte del ADN. Una parte del ADN no codificante (denominado anteriormente ADN basura). Una parte del ADN que –por lo que actualmente conocemos- no influye para nada en los caracteres biológicos de cada individuo.

Y sin embargo, el ADN de cada persona se identifica por su “tartamudeo” específico. Todos somos tartamudos y  cada persona  tiene su peculiar forma de tartamudear. Y eso es lo que nos identifica genéticamente.

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3
mayo

RESPUESTA A LA PREGUNTA DEL SORTEO DEL DIA DEL ADN

Pregunta:

 ¿Cuál es el número de moléculas diferentes posibles de moléculas de ADN de 10 pares de bases?

Respuesta  razonada:

1.- La diferencia  entre moléculas de ADN se debe a la SECUENCIA u orden en que se encuentran colocados los nucleótidos. Por tanto deberemos calcular el número de secuencias posibles diferentes.

2.- Para calcularlo, inicialmente vamos a partir de UNA de las hebras de ADN. Numeramos la posición de los nucleótidos desde el 1º hasta el 10º y, además, indicamos la dirección de esa hebra:

TABLA_1

1º nucleótido: Puede ser:  A, ó T, ó G, ó C = 4 posibilidades

2º nucleótido; también:  A , ó T, ó G,  ó C =  4 posibilidades

Secuencias posibles diferentes de los 2 primeros nucleótidos = 4 x 4 = 42 = 16 posibilidades: A-A/ A-T/ A-G/ A-C/ T-A/ T-T/ T-G/ T-C/ G-A/ G-T/ G-G/ G-C/ C-A/ C-T/ C-G y C-C.

Con el 3º nucleótido pasaría lo mismo,  y con el 4º, y con el 5º , y así sucesivamente hasta el 10º. Por tanto las secuencias posibles diferentes de UNA hebra de ADN de 10 posiciones vendría dado por la fórmula 410 = 1.048.576 secuencias diferentes en una de las hebras.

2.- Ahora bien las posibles secuencias diferentes de una hebra NO equivale a las secuencias posibles de TODO el ADN que está formado por 2 hebras antiparalelas. Y normalmente la secuencia de una no es la misma que la secuencia en la otra. De tal forma que “gastamos” 2 de las secuencias posibles de las calculadas para una hebra para formar la secuencia de la otra y con cada par de secuencias de entre todas las posibles formamos sólo 1 ADN diferente.

Veamos un ejemplo:

Una de las secuencias posibles:

TABLA_2

Otra de las secuencias posibles:

TABLA_3

Las 2 forman una sola molécula de ADN:

TABLA_4

Si giramos 180º esta molécula, las moléculas son iguales (son la misma molécula):

TABLA_5

Por tanto –y salvo que la misma secuencia APARECIESE en UNA y OTRA HEBRA– el cálculo se realizaría, dividiendo entre 2 el número de secuencias posibles en una sola hebra. Es decir: 410/2 = 1.048.576/2 = 524.288, para indicar el nº de ADNs  diferentes formados por 10 pares de bases.

3.- PERO resulta que SÍ hay secuencias iguales en ambas hebras y, por lo tanto, con esa misma secuencia en una hebra se forma un ADN de 2 hebras con la misma secuencia.. Por tanto ésas secuencias no pueden dividirse entre 2 para el cálculo. Esas secuencias reciben el nombre de PALINDROMOS (Palíndromos continuos).

Veamos un ejemplo:

TABLA_6

En el ejemplo las secuencias de ambas hebras son idénticas ya que leídas en el mismo orden , por ejemplo de 5´a 3´ambas tienen la misma secuencia: A-T-C-G-T-A-C-G-A-T.

Por consiguiente habrá que calcular el nº de esas secuencias palíndromo que constituyen un solo ADN para restarlas de todas aquellas posibles y calcular, de ese modo, el nº de secuencias que habría que dividir por 2 y aquellas que no.

4.- Para calcular el nº de secuencias que formarían un PALINDROMO en un ADN de 10 pares de bases (que ese es el caso), nos vamos a fijar gráficamente en su estructura para deducirlo:

TABLA_7

Si nosotros ponemos cualquier secuencia ALEATORIAMENTE en las 5 primeras posiciones (justo hasta la mitad de la secuencia) de una de las hebras (45 posibles secuencias) ………………

TABLA_8Y colocamos la secuencia complementaria  a la aleatoria en las otras 5 posiciones (1 sola secuencia o posibilidad) en el resto de las posiciones de la hebra –de forma simétrica- según indica el dibujo, construimos la secuencia palíndromo,  que será idéntica a la secuencia de la otra hebra.

TABLA_9

Por tanto habrá 45 x 1 = 45  = 1.024 secuencias palindrómicas  posibles en secuencias de ADN de 10 pares de bases.

5.- Ahora que ya hemos realizado todas  las consideraciones necesarias, podemos hacer los cálculos

a- Secuencias posibles en una hebra = 410

b- Secuencias palíndromo en una hebra ( por tanto, la misma secuencia  en  las 2 hebras) (*) = 45 (basta una sola secuencia para realizar la molécula entera de ADN) = 1.024

c- Secuencias posibles no palindrómicas en una hebra = 410 – 45 = 1.048.576 – 1.024 =1.047.552

d- ADNs diferentes posibles con secuencias no palindrómicas = 1.047.552/2 = 523.776

e- ADNs diferentes con secuencias palindrómicas = 1.024

f.- TOTAL DE ADNs DIFERENTES POSIBLES= 523.776 + 1.024 = 524.800

 

(*) Se entiende que son aquellas que forman un palíndromo continuo. Entre las otras –las que hemos calificado de secuencias no palindrómicas– sí que existen palíndromos discontinuos que no tienen influencia en los cálculos para el caso que nos ocupa, puesto que en los palíndromos discontinuos no son iguales ambas hebras.

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25
abril

SORTEO Día del ADN – DNA didactic

Con motivo del Día Internacional del ADN, un año más, en DNA didactic vamos a celebrarlo.

Este año hemos decidido sortear 5 de nuestros Kits Avanzados (nivel Bachillerato) para montar nuestro modelo tridimensional de ADN de 12 pb y estudiar su estructura, características y propiedades, mediante las indicaciones de la Guía Didáctica que incluye el Kit.

Sorteo Día del ADN 2017 - DNA didactic

SISTEMA DE PARTICIPACIÓN:

Envíanos un correo electrónico a info@dnadidactic.com (poniendo en el asunto del email: “Sorteo Día del ADN“) en el que respondas a la cuestión siguiente:

¿Cuál es el número de moléculas diferentes posibles de ADN formadas por 10 pares de bases?

Para responder correctamente a la cuestión planteada deberás, además de acertar el número, justificar en tu email los cálculos que has realizado para obtener tu respuesta.

PLAZO DE PARTICIPACIÓN:

Las respuestas pueden enviarse hasta el domingo 30 de abril de 2017 (incluido).

RESOLUCIÓN DEL SORTEO:

La respuesta correcta a dicha cuestión aparecerá publicada durante la siguiente semana (del 1 al 5 de mayo) en el blog de DNA didactic.

Quienes acierten la cuestión serán notificados por email durante esa misma semana a la dirección desde la que nos envíen su respuesta. El sorteo de los 5 kits didácticos (nivel avanzado) se realizará entre dichos acertantes; posteriormente notificaremos por email el resultado definitivo a las 5 personas ganadoras del Kit en el que se les solicitará la dirección para el envío del premio.

¡Mucha suerte a todos los participantes!

Feliz día y semana del ADN  :)

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25
abril

Feliz Día del ADN : 25 de abril de 2016

Como muchos sabréis ayer celebramos la ”Jornada Popular sobre el ADN” en la Domus de A Coruña, perteneciente a los Museos Científicos Coruñeses.

cartel_Domus_Xornada popular sobre o ADNQuisimos realizar un homenaje a la molécula con motivo del Día Mundial del ADN, que este año se celebra hoy lunes 25 de abril.

Aquí os dejamos un resumen de la jornada de ayer:

Comenzábamos las jornadas de la mañana y de la tarde con una breve explicación de la historia del descubrimiento de la molécula de ADN, su estructura, sus características principales y sus potenciales aplicaciones biotecnológicas.

 

 

Tras sentar las bases de lo que encierra esta sorprendente molécula de la vida, cada asistente iniciaba el montaje de su molécula de ADN. El modelo que eligieron los participantes fue el elemental, que está dimensionado proporcionalmente a escala 73.500.000:1. Primero comenzaron con el montaje de los pares de bases, para después realizar la estructura de la doble hélice dextrógira característica de la molécula de ADN.

IMG_2707

 

Todo ello, ante la atenta mirada de Doña molécula, quien, tras varios días de turismo por la ciudad como hemos contado en anteriores publicaciones; esta vez se ha limitado a observar la habilidad de los asistentes para intentar replicarla. :)

Para finalizar la actividad propusimos a los asistentes colgar en nuestra molécula gigante un mensaje para festejar el día del ADN.

tarde (10)

Desde DNA didactic queremos dar las gracias a la Domus por brindarnos su colaboración   en este lúdico y didáctico día. Estamos muy contentos con la participación y la valoración que nos habéis dado los participantes: ¡Un sobresaliente!

Esperamos poder realizar nuevas actividades divulgativas como esta próximamente, para que la ciencia, la biología, la genética y el ADN sean cada día mas populares. 😉

¡¡Muchas gracias a tod@s!!

El equipo de DNA didactic.

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24
abril

El ADN llega a la Domus

Tras su andadura por la ciudad de La Coruña, hoy domingo 24 de abril de 2016, la molécula de ADN llega a su destino: la Domus. Donde celebraremos en doble sesión de mañana y de tarde la ”Jornada popular sobre la molécula de la vida: el ADN”.

Hoy nos espera un día de lo más interesante para descubrir juntos, de una manera divertida y sencilla la molécula de la vida. Estamos impacientes por compartir este día con todos vosotros.

Mañana 25 de abril de 2015, día del ADN en todo el mundo, podréis ver en el blog un resumen de la jornada de hoy.

¡Nos vemos en breves momentos! :)

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21
abril

El ADN sigue haciendo turismo por La Coruña

En su recorrido por La Coruña, ha decidido visitar 2 lugares muy especiales de nuestra ciudad. La molécula de ADN llega al monte de San Pedro y a la Torre de Hércules, y aquí podéis ver las fotos de este recorrido:

20160418_142454 20160418_143123 20160418_150833-

Seguirá su visita turística hasta terminar el domingo en la Domus para la ”Jornada Popular sobre el ADN“. Como ya os comentábamos, será una jornada lúdico-didáctica y “maker” en la que nuestro ADN será el centro de todas las miradas y de todos los interrogantes…

Permanezcan atentos; seguiremos publicando.

¡Nos aproximamos al Día Mundial del ADN 2016!

DNA didactic

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20
abril

La molécula de ADN llega a La Coruña

Como sabéis este domingo 24 de abril vamos a celebrar con la Domus la Jornada Popular sobre el ADN. Nuestro objetivo es acercar la molécula de la vida a todos.cartel_Domus_Xornada popular sobre o ADN

Con motivo de la celebración del Día del ADN 2016 queremos haceros un recorrido de nuestra molécula por la ciudad hasta su llegada el domingo 24 a la Domus. Hoy llega la molécula a Coruña por Alfonso Molina, y mañana continuará su recorrido por otros dos lugares emblemáticos de nuestra ciudad.

Llegada de la molécula a La Coruña

Nosotros ya tenemos todo preparado para esta divertida jornada.

¡Os esperamos en la Domus este domingo 24! 😉

 

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14
abril

Un día con la molécula de ADN

Desde el año 2003, todos los 25 de abril se celebra el Día Mundial del ADN, para conmemorar uno de los descubrimientos más importantes del siglo XX, el de la doble hélice de ADN el 25 de abril de 1953.

Este año, en DNA didactic hemos organizado en colaboración con la Domus de A Coruña, una actividad lúdico-didáctica para todos los públicos que tendrá lugar en la Domus el domingo 24 de abril en 2 turnos de 2 horas de duración.

cartel_Domus_Xornada popular sobre o ADN

Hemos preparado dos turnos, uno por la mañana (11:00 a 13:30h.) y otro por la tarde (16:30 a 18:30h.). Empezaremos con una breve explicación de las características más importantes e historia del ADN, seguido de un divertido montaje y personalización creativa de vuestra molécula de ADN. Queremos que todos participéis en este día, desde los más pequeños hasta los más mayores; por lo que cada uno tendrá la posibilidad de montar su molécula en función del nivel y llevársela de recuerdo.

Será un día para aprender divirtiéndose todos juntos. Hasta el 20 de abril podéis inscribiros.

Todos los interesados en participar en esta actividad cuyo objetivo es conocer un poco más de la molécula de la vida; solo tenéis que inscribiros enviando un correo electrónico a la dirección domus@casaciencias.org (indicando en el asunto “Día del ADN“), con el nombre, edad y teléfono de contacto de la persona interesada y el turno a la que desea asistir.

¡Os esperamos a tod@s el domingo 24 de abril!

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7
marzo

Nuestros materiales: Kits didácticos y Packs Aula

Os presentamos una descripción detallada de nuestros materiales didácticos, pensados y diseñados en función del nivel educativo de los alumnos.

Estos materiales exclusivos han sido diseñados para que, alumnos y profesores de secundaria y bachillerato (y por qué no, también particulares con inquietudes científicas) puedan conocer a fondo la estructura, formación y mensaje de la molécula de ADN.

Mediante el manipulado de las piezas de la molécula en 3D y a escala, su montaje paso a paso y la resolución de los ejercicios teóricos y prácticos sugeridos en las guías didácticas (según nivel educativo), podrán profundizar en el conocimiento de molécula de la vida: el ADN.

DNA didactic productos y precios

Descripción de los materiales- DNA didactic

Dentro de muy poco tendremos disponible la tienda online para que podáis realizar vuestra compra.

¡Animaros y comentarnos qué os parecen! 😉

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