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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 2017

¿Qué tal un poco de ADN?

Molécula tridimensional ADN - DNA didacticPara conmemorar este día, vamos a fijarnos simplemente en el nombre de esta famosa molécula.

ADN significa “Ácido desoxirribonucleico”. Gramaticalmente es un nombre (ácido) y un adjetivo calificativo (desoxirribonucleico).

Vayamos primero con el nombre. Ácido es un nombre referente a una clase de sustancias químicas Los ácidos son un tipo de moléculas que, en disolución, aportan a ésta  H+ (Hidrogeniones). En el caso del ADN  éstos son aportados por el radical –OH libre del fosfato de cada uno de sus nucleótidos componentes, ya que el –(O-H ) es un grupo en el que debido a la elevada electronegatividad del Oxígeno, el par de electrones que comparte en el enlace con el Hidrógeno  -que no es nada electronegativo- son atraídos hacia el oxígeno y dejan al hidrógeno casi sin ellos,  y así se desprende con facilidad del enlace quedando libres con carga positiva ( H+). Lógicamente el oxígeno, al quedarse con ellos queda con carga negativa (O-)  y permanece  unido al fosfato. Sigue quedando en el ADN que poseerá cargas negativas en todos sus grupos fosfato.

Llegados a este punto, se puede uno preguntar : pero….¿ y las BASES nitrogenadas A,T,G y C, no realizan el efecto contrario  ya que son BASES(lo contrario de ácido)?. Pues les diré que no pueden hacerlo en el ADN ya que sus grupos NH2 (radicales básicos) de su composición están “encadenados”, no están libres ya que están comprometidos en formar enlaces con el azúcar por un lado y con las bases complementarias por el otro y no pueden comportarse como tales bases y no son capaces de capturar hidrogeniones que sería el efecto negativo al ácido.

De todas formas ese compromiso de los grupos básicos de sus bases es un compromiso débil ya que  forman enlaces de “puentes de Hidrógeno” (uniones débiles) entre ellos, a través de sus radicales básicos,  aunque su gran nº a lo largo de todo el ADN hace de éste una molécula estable. No obstante, al ser débiles,  basta un cambio  en algún agente genérico (calor, cambio de pH del medio, agente químico desestabilizante,..) para que estos enlaces se rompan y se separen ambas hebras de la doble hélice.  A esto se llama “desnaturalización” del ADN. Fácil de conseguir y, además,  muy deseable ya que el ADN tiene que desnaturalizarse total o parcialmente para realizar sus trabajos. Así la célula ahorra energía al expresar y  volver a guardar su  conformación de doble hebra en su ADN. La renaturalización del ADN consiste en el fenómeno contrario y se consigue igual de fácil que el proceso de desnaturalización, revertiendo las condiciones.

Por lo tanto en condiciones normales –fisiológicas-  el ADN es químicamente un Ácido.

ADN polianiónico

El ADN en condiciones fisiológicas tiene cargas negativas a lo largo de sus dos hebras = polianiónico.

Por esta razón, además,  el ADN queda cargado negativamente en la zona de sus fosfatos que ocupan la parte exterior de la doble hélice y a todo lo largo. Esto posibilita varias propiedades. Por una parte la posibilidad de utilizar la electroforesis (responder a un campo eléctrico) y ser atraídos por el polo positivo hacia el que emigran las diferentes moléculas de ADN en mayor o menor distancia en función de su masa total . Es decir obtener separadamente diferentes fragmentos de ADN. Esta es una de las  técnicas fundamentales para la manipulación del ADN en el laboratorio.

Por otro lado facilita la interacción con moléculas con carga positiva. En concreto y en el lugar   donde se encuentra con las histonas (proteínas con carga positiva)  a las que se une para empaquetarse y desempaquetarse con relativa facilidad a la hora de la reproducción celular o a la de expresar o no sus genes.

El adjetivo desoxirribonucleicoen el calificativo específico formado por la unión de 2 palabras: la primera de ellas (desoxirribo)  hace referencia a uno de los componentes : la desoxirribosa, azúcar (monosacárido) de 5 átomos de carbono que ocupa la parte central de cada nucleótido , que se une al fosfato por un lado y a la base nitrogenada por el otro; la segunda (nucleico)  nos indica su localización: el núcleo celular.

La desoxirribosa es la ribosa desoxigenada (se le ha quitado oxigeno). En este caso concreto es la ribosa 2-desoxi (en su carbono 2 falta un oxígeno). Esta propiedad hace que la desoxirribosa carezca de grupos OH libres. Todos están comprometidos: el OH del carbono 1  con la base de  cada nucleótido, el del carbono 5 con los fosfato propio del nucleótido y el 3 con el fosfato del nucleótido adyacente y el del carbono 4  comprometido con la formación del anillo pentagonal. Así la desoxirribosa al carecer de grupos OH,  queda “ inerte” ya que no puede establecer acción química ninguna y carece de reactividad lo que es importante para dar estabilidad a la molécula de ADN.  En el ARN, la ribosa  del carbono 2 tiene el OH activo y es reactivo por lo que esta molécula es menos estable que el ADN.

Aunque las palabras que describen al ADN sintetizan su esencia y de ella se derivan ciertas propiedades como las que hemos descrito, esta molécula tiene muchas otras propiedades tanto químicas como físicas, que la hacen perfecta para el desempeño de su función esencial que no es otra que llevar en sí misma la información de los genes que hace a todos y a cada uno de los seres vivos ser como son.

Terminamos  con una frase original inglesa que lo resume: “DNA is LIFE, the rest  is  just  translation” (El ADN es la VIDA; el resto, simplemente, su interpretación)

GLOSARIO

Electronegatividad: Se dice de los átomos con  tendencia para atraer cargas negativas y se valora por la fuerza utilizada para realizarla.

Ribosa y desoxirribosa. Monosacáridos (azúcares sencillos) de 5 átomos de Carbono.

Histonas. Proteínas con carga positiva asociadas al ADN formando la fibra de cromatina y otras estructuras más compactas.

Nucleótido : Unidad molecular química formada por 3 componentes más básicos:  Fosfato (ácido fosfórico) unido a la desoxirribosa, que a su vez está unida a la base Nitrogenada (A ó T ó G ó C).

ADN: 2 filas de nucleótidos unidas transversalmente entre sí por los nucleótidos de bases complementarias (A y T; y G y C ) y con geometría de doble espiral.

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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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22
abril

El ADN… ¡De película!

En nuestro día a día es habitual, incluso para algunos necesario, ver películas. Es una práctica muy común en esas tardes lluviosas o en noches en las que nos apetece estar en casa tranquilamente. Quizás, uno de los géneros más consumidos es la ciencia ficción. Nos encanta imaginar situaciones casi imposibles que podrían suceder en nuestro planeta; desde invasiones extraterrestres, a extraños fenómenos paranormales, o incluso revivir especies ya extintas como los dinosaurios.

Existen una serie de películas que centran su argumento en aspectos relacionados con la genética, la biología o el ADN, nosotros hemos seleccionado unas cuantas que merece la pena ver y analizar, pues quizás alguna podría ser una realidad en un futuro próximo.

Aquí van (sin spoilers):

1) Gattaca (1997) (todos los públicos)

Puedes ver el trailer aquí.

Gattaca_1997_movie_poster

Es la que mejor y con más sensibilidad plasma aspectos como el determinismo genético, la discriminación por motivos genéticos o la eugenesia. Esta película cuenta la historia de una sociedad futura donde los niños se conciben en los laboratorios; los llamados “niños a la carta”. Los padres acuden al genetista y juntos deciden qué cualidades deben tener sus futuros hijos: pelo rubio, altos, que no tengan propensión a la obesidad, que no desarrollen cáncer, etc,… Crear el ser humano perfecto con una minuciosa selección de genes paternos y maternos. Hoy en día se están realizando investigaciones para hacer bebés a la carta, evitando peligrosas mutaciones o simplemente características no deseadas.

En esta sociedad perfecta el último niño concebido de manera natural, resulta que no es perfecto y tiene una deficiencia cardíaca, lo que lo sitúa directamente en el grupo de los no válidos de esa sociedad, una discriminación puramente genética.

Durante años ejerce toda clase de trabajos hasta que un día contacta con un hombre que le proporciona la llave para pasar a la élite: adoptar la identidad de un deportista válido que se quedó paralítico por culpa de un accidente. Así podrá acceder a la Corporación Gattaca, una industria aeroespacial donde es seleccionado para una misión a Titán. Tendrá que falsear diferentes pruebas genéticas para lograr su objetivo.

Os dejamos una moraleja que entenderéis cuando terminéis de verla: ”El ser humano no solo es un genoma, sobre cada uno de nosotros actúan multitud de estímulos externos que modifican como se expresan esos genes.”

2) Parque Jurásico: (1993) (todos los públicos)

Puedes ver el trailer aquí.

Jurassic_Park_logo

Una de las películas más conocidas de nuestra época ya con el título de “clásico del cine”.

El multimillonario John Hammond consigue hacer realidad su sueño de clonar dinosaurios del Jurásico y crear con ellos un parque temático en una isla remota. Antes de abrirlo al público, invita a una pareja de eminentes científicos y a un matemático para que comprueben la viabilidad del proyecto.

La idea de este peculiar proyecto es la creación de dinosaurios a partir de ADN nuclear; donde una empresa ficticia extrae material genético fósil de mosquitos prehistóricos para extraer y posteriormente copiar el ADN de dinosaurios contenido en ellos. En el inicio de la película los científicos cuentan que el ADN extraído del mosquito estaba incompleto y que lograron completar la secuencia con material genético de ranas; que aunque son reptiles y podría parecer que están más estrechamente emparentados con los dinosaurios; hoy en día se sabe que son realmente las aves las especies actuales más relacionadas.

A pesar de que este film sea un poco más extravagante e improbable, es una película donde el ADN tiene un papel importante.

3) El enviado (2004) (todos los públicos)

Puedes ver el trailer aquí.

el enviadoUna familia idílica sufre una tragedia, el hijo de 8 años Adam, fallece en un trágico accidente de coche. Sus padres totalmente destrozados aceptan la ayuda de un medico especializado en fertilidad, que les da la posibilidad de recuperar a su hijo, mediante la clonación. Implantan en células madre el ADN del niño y lo reinplantan en el útero de la madre, con la esperanza de que su hijo perdido vuelva a nacer. Pero no todo es lo que parece y una vez cumplidos los 8 años y traspasada la fecha de su muerte, algo cambia.

El término clonar es mundialmente conocido, consiste en la copia genéticamente idéntica de un individuo. En el siglo XX una de las clonaciones más famosas fue la de la oveja Dolly, el primer mamífero clonado con éxito. En su momento se planteo la clonación humana, pero las diferentes consideraciones éticas rechazaron esta idea. Aun así hoy en día se clonan embriones en fase temprana como fuente de células madre; que se emplean en la creación de tejidos, por ejemplo para reimplantar en personas que han sufrido quemaduras significativas.

4) Splice: Experimento Mortal (2009) (+ 18)

Puedes ver el trailer aquí.

Splice_Experimento_mortal-448860315-largeDos científicos que trabajan en una empresa farmaceútica están especializados en recombinación de ADN (corte de secuencias de una hebra de ADN que se empalman en otra diferente). En su laboratorio diseñan individuos híbridos de diferentes especies. Un día deciden avanzar en sus investigaciones y crean un híbrido de ser humano. Como suele ocurrir en estas ocasiones, el experimento no es del todo satisfactorio y el ser resultante es un organismo claramente superior en intelecto y físico al hombre en la escala evolutiva.

En esta singular película se aborda de fondo uno de los temas que má preocupan con los avances científicos y la biotecnología sintética: la ética ¿Hasta qué punto podemos llegar, dónde están las barreras? Recientes experimentos han logrado crear una bacteria artificial con el genoma mínimo para que sea capaz de vivir, solo 428 genes. Un organismo con capacidad de crecer y reproducirse totalmente diseñado por la mano del hombre.

5) Los niños del brasil (1978)

Puedes ver el trailer aquí.

los niños del brasil

El Doctor Josef Mengele, es un conocido miembro del partido nazi alemán, que se refugió en Brasil tras la caída del III Reich. En Sudamérica reúne a un grupo de jóvenes militantes del Tercer Reich, con el objetivo de trabajar en un misterioso proyecto. La idea es clonar, en concreto 94 copias exactas; de Adolf Hitler recreando la dura infancia y todas las vivencias. Se supone que si los clones son genéticamente iguales y han sido expuestos a las mismas condiciones surgirán nuevos Hitlers que restablezcan el régimen nazi.

La realidad es que Menguele no es un personaje ficticio y sus experimentos tanto en Auschwitz, como posteriormente en Sudamérica siempre han sido objeto de investigación y análisis. Durante un tiempo se rumoreó que realmente este experimento de creación de un nuevo Hitler exisitió, además de otros rumores a cerca de los llamados gemelos Menguele.

6) Hanna (2011) (+12)

Puedes ver el trailer aquí.

Hanna-906354294-large

Hanna es una adolescente de 16 años que nada se parece a otras jóvenes de su edad. Desde niña, su padre, un ex miembro de la CIA, la ha educado en los páramos de Finlandia con la intención de convertirla en la asesina perfecta. En una misión que le llevará a cruzar parte de Europa, Hanna descubre una gran cantidad de información sobre sí misma, y comenzará a preguntarse si realmente es humana.

Aunque parece que no existe una relación con la genética o el ADN sí la hay pero no podemos desvelarla sin contar todo el argumento, así que os recomendamos que la veáis y saquéis vuestras conclusiones.

Hasta aquí está nuestra pequeña selección de películas para terminar esta semana dedicada al ADN, que culminaremos en la Domus el domingo 24 de abril con la “Jornada popular sobre la molécula de la vida: El ADN” para celebrar el Día Mundial del ADN 2016.

 

Os animamos a que las veáis y nos déis vuestras impresiones. 😉

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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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