Apa de Biologia Molecular, Paralelo E.
Apa de Biologia Molecular, Paralelo E.
Apa de Biologia Molecular, Paralelo E.
ABSTRACT:
Genetically modified organisms have an enormous preponderance in current food markets, in our
society the use and consumption of foods with genetic modifications has been prohibited, but that does
not preclude the entry of imported foods with a high content of GMOs, although until now no scientific
evidence was found that GMO foods are harmful to human health, it is necessary to have concrete and
real information on the existence or not of GMOs in any food, for that it is essential to extract the DNA
chain from any type of living organism, be it plant, animal or bacterial, this is the central object of this
research work, later by means of the PCR method GMOs are detected.
Unfortunately, due to the current situation, it is impossible to access a laboratory to isolate a DNA
chain, that is why in order to take the first step in the detection of GMOs, a home method was carried out
for the isolation of DNA chains. of corn, as the central sample and of other vegetables in order to
corroborate that the experiment is homogeneous in the results.
Tabla De Contenidos
Lista De Tablas...........................................................................................................................4
Lista De Figuras..........................................................................................................................5
Introducción................................................................................................................................6
Capítulo 1. Planteamiento del Problema.....................................................................................7
1.1. Formulación del Problema.........................................................................................7
1.2. Objetivos....................................................................................................................7
1.2.1 Objetivo general……………………………………………………………...…….7
1.2.2 Obejtivos específicos……………………………………………………………….7
1.3. Justificación...............................................................................................................7
1.4. Planteamiento de hipótesis........................................................................................7
Capítulo 2. Marco Teórico..........................................................................................................8
2.1 Área de estudio/campo de investigación.......................................................................8
2.2 Desarrollo del marco teórico.........................................................................................8
2.2.1 Ácido desoxirribonucleico…………………………………………………………8
2.2.2 Organismos genéticamente modificados………………………………………..…8
2.2.3 Maíz genéticamente modificado……………………………………………...……8
2.2.4 Métodos de extracción de cadenas de ADN en el laboratorio………………….… 8
2.2.5 Método casero de extracción de cadenas de AND………………………………....8
Capítulo 3. Método.....................................................................................................................9
3.1 Tipo de Investigación....................................................................................................9
3.2 Operacionalización de variables....................................................................................9
3.3 Técnicas de Investigación.............................................................................................9
3.3.1 Materiales.………………………………………………………………………….9
3.3.2 Procedimiento………………………………………………………………………9
3.4 Cronograma de actividades por realizar........................................................................9
Capítulo 4. Resultados y Discusión..........................................................................................10
Capítulo 5. Conclusiones..........................................................................................................11
Referencias................................................................................................................................12
Apéndice...................................................................................................................................13
Lista De Tablas
Lista De Figuras
Introducción
El maíz tiene su origen en América, hoy en día se halla disperso por todo el mundo y ha
contribuido sustancialmente a la alimentación de la humanidad. Son los pueblos agricultores
del suroeste de México los que hace miles de años modificaron de manera natural el teosinte
(planta silvestre) para lograr su transformación en lo que hoy conocemos como el cultivo de
maíz. Se describieron cerca de 260 razas de maíz y más de la mitad son provenientes de la zona
andina.
Se considera a Bolivia como centro de origen de maíces nativos y se afirma que en el país se
han clasificado 7 complejos raciales (alto andino, amazónico, perla, morocho, harinoso de los
valles templados, pisankalla y cordillera), aspecto que confirma una vez más la gran riqueza y
biodiversidad genética de nuestro país.
Pese a nuestra riqueza genética y aun cuando existe la prohibición de importación para los
productos OGM, el maíz modificado genéticamente es uno de los bienes mas importados en el
país.
Los OGM´s son organismos a los que se les inserta material genético de especies distintas a la
que pertenecen, mediante técnicas de ingeniería genética. Con estas técnicas se trascienden las
barreras reproductivas que existen entre las diferentes especies, haciendo posible que, por
ejemplo, se le inserte un gen de bacteria a una planta.
En el maíz particularmente se realizo la modificación genética por medio de técnicas de
ingeniería genética, con las que le han agregado genes de otros organismos. Las dos
características más comunes en los maíces transgénicos actuales son la tolerancia a herbicidas y
la resistencia a insectos.
¿Es posible realizar la extracción de cadenas de ADN por medio de la experimentación en casa?
2Objetivos
Objetivo General
Extraer cadenas de ADN del Maíz de manera casera para la detección de modificaciones
genéticas.
1.2.2 Objetivos Específicos
3 Justificación
Los alimentos genéticamente modificados acaparan cada vez más las alacenas de nuestras
tiendas, si bien aun no se demostró científicamente que existan efectos adversos para el ser
humano sobre el consumo de alimentos genéticamente modificados, es necesario el poder
determinar si un alimento fue o no modificado genéticamente,
Pero como actualmente no se pueden acceder a laboratorios ni siquiera para poder aislar las
cadenas de ADN, surge la idea de intentar un método con elementos caseros que permita dar el
primer paso en la determinación de organismos genéticamente modificados, que es el aislar la
cadena de ADN de cualquier alimento o célula animal.
El fin de este trabajo es aislar cadenas de ADN de manera casera para un posterior analisi a
través del método PCR detectar si fue o no modificado genéticamente, como se vera mas
adelante el llevar a cabo dicho trabajo es extremadamente sencillo y con la facilidad de encontrar
todos los elementos necesarios en nuestras casas sin el apuro que probablemente significaría el
trabajar en un laboratorio.
4Planteamiento de hipótesis
Al no contar con laboratorios para la extracción del ADN de productos orgánicos por la
pandemia, el método de extracción casero de cadenas de ADN resulta ser una opción más que
posible, requiere de poca tecnificación y pocos materiales, lo que la hace ideal como respuesta a
la carencia de laboratorios.
Tanto los nucleótidos como los nucleósidos pueden contener como azúcar la D-ribosa
(ribonucleótidos y ribonucleósidos) o la pentosa 2-desoxi-D-ribosa (desoxirribonucleótidos y
desoxirribonucleósidos). Además, los nucleótidos pueden tener 1, 2 ó 3 grupos fosfato unidos al
carbono 5’ de la pentosa, existiendo, por tanto, nucleótidos 5’ monofosfato, nucleótidos 5’
difosfato y nucleótidos 5’ trifosfato. En algunos casos el ácido fosfórico se une a la pentosa por
el carbono 3’, existiendo nucleótidos 3’ monofosfato, difosfato o trifosfato según el número de
grupos fosfato que posea.
Los nucleótidos se unen entre sí para formar largas cadenas de polinuclóetidos, esta unión
entre monómeros nucleótidos se realiza mediante enlaces fosfodiéster entre los carbonos de las
posiciones 3’ de un nucleótido con la 5’ del siguiente.
Las bases nitrogenadas son estructuras planas perpendiculares al eje de la doble hélice y
están apiladas unas sobre otras a una distancia de 3,4 Å. Cada 10 bases, cada 34 Å se
produce una vuelta completa de la doble hélice (360º).
Las bases se encuentran en sus configuraciones cetónicas, cumpliendo así las reglas de
apareamiento A-T y G-C.
La secuencia de bases nitrogenadas puede ser cualquiera, no existe ninguna restricción
2.2.2. Organismos Genéticamente Modificados
Según María Estela Raffin, Argentina 2021, menciona que los organismos genéticamente
modificados son todos aquellos seres vivientes cuyo material genético ha sido adulterado por
intervención humana como fruto de la ingeniería genética, lo cual puede implicar la selección
artificial es decir el cruce controlado de especie o bien técnicas de inserción de genes; también
suelen ser microrganismos como bacterias o levaduras, además especies animales y vegetales,
que sirven de insumo para estudios científicos experimentales, cuyo consumo puede ser un
bien y solución al tema del hambre en el mundo, o una catástrofe para la biodiversidad del
planeta ya que se ha demostrado una alteración provocando diferentes tipos de daño en el
organismo de los animales genéticamente modificados.
Según María Estela Raffin, Argentina 2021, manifiesta que podemos distinguir tres tipos de
organismos transgénicos producidos en la actualidad:
Microorganismos transgénicos
Por lo que Maria Raffin, indica que se trata de levaduras, hongos y bacterias, generalmente,
empleadas en la obtención de sustancias médicas y alimenticias de gran importancia.
Por ejemplo, la insulina para uso humano que era muy difícil y costosa de sintetizar, pero
gracias a la manipulación genética, se la puede obtener a partir de bacterias cuyo genoma ha sido
genéticamente modificado e insertar genes humanos.
Animales transgénicos
Por ejemplo, al estudiar la hormona del crecimiento de los ratones y lograr manipularla para
obtener ejemplares de mayor tamaño, se pudo generar bovinos de mayor masa y crecimiento más
veloz, para alimentar así la industria cárnica de manera más eficiente o generar vacas de mayor
capacidad generadora de leche, para la industria láctea.
Plantas transgénicas
existen receptores para la toxina Bt en la superficie de las células intestinales de mamíferos, por
lo cual, los humanos y el ganado, entre otros, no son susceptibles a estas proteínas (Metz, 2003).
Maíz tolerante a herbicida
Son diversos los factores que afecta la producción eficiente de maíz, entre ellos, que el cultivo
pueda crecer libre de la competencia de malezas. El control de plantas no deseadas o malezas en
la gran mayoría de los casos, se logra con la aplicación oportuna de herbicidas autorizados. Los
herbicidas son sustancias químicas empleadas para el control de las malezas, práctica esencial
para todo tipo de agricultura. Sin embargo, la aplicación de herbicidas para el control de malezas
puede afectar el cultivo si el producto no es bien tolerado por la planta. Con el objeto de superar
estos inconvenientes, en la década de los 90 se desarrollaron plantas capaces de tolerar la
aplicación de herbicidas no selectivos, mediante la utilización de las modernas técnicas de
biotecnología. El maíz tolerante a herbicidas es un maíz que ha sido mejorado mediante el uso de
tecnología de ADN recombinante para tolerar la aplicación de cierto tipo de herbicidas. Con el
empleo de estas tecnologías ha sido posible desactivar o reemplazar la secuencia de
susceptibilidad por otra que confiera resistencia y que permita a la planta de cultivo tolerar la
aplicación del herbicida.
En el caso del maíz se han desarrollado líneas tolerantes a tres herbicidas, glifosato,
glufosinato de amonio e imidazolinonas. Los genes de tolerancia empleados para generar la
resistencia a estos herbicidas, en los dos primeros eventos, provienen de bacterias que
naturalmente presentan esta característica. El glifosato funciona inhibiendo la enzima 5 -
enolpiruvilsikimato - 3 - fosfato sintasa (EPSPS), la cual juega un papel esencial en la síntesis de
aminoácidos como la fenilalanina, la tirosina y el triptófano. En los maíces modificados
genéticamente se ha introducido un gen de una bacteria del suelo que produce la enzima EPSPS
tolerante al glifosato. La introducción de esta característica le permite a la planta tolerar las
aspersiones con glifosato, de este modo la planta de cultivo no será afecta y por el contrario las
malezas sí. En el caso de la tolerancia al glufosinato, la planta de maíz ha sido modificada con un
gen de una bacteria, que codifica la enzima fosfinotricina acetiltransferasa (PAT), que le otorga
la característica de transformar la fosfinotricina, compuesto activo del glufosinato, en una
sustancia no tóxica (Halford, 2003). Los herbicidas del grupo de las imidazolinonas, actúan
inhibiendo la enzima acetolactato sintetasa (ALS), la cual es clave en la producción de
aminoácidos como valina, leucina e isoleucina. Líneas de maíz con tolerancia a herbicidas de
este grupo han sido desarrolladas mediante transformación genética (Kleter et al, 2000). También
empleando mutagénesis química se han obtenido variedades de maíz tolerantes a algunos grupos
de estos herbicidas; la tolerancia al herbicida en este último caso, resultó de una mutación
inducida a la enzima ALS, evitando de esta manera que las imidazolinonas se liguen a la enzima
(AGBIOS, 2002).
permeación sobre gel y la centrifugación para separar el ADN o ARN de contaminantes más
pequeños (sales, nucleótidos, etc.), intercambiar tampones o seleccionar según el tamaño.
Algunos procedimientos combinan la adsorción selectiva en matriz cromatográfica (véase el
apartado anterior «Cromatografía») y la elución por centrifugación para purificar de forma
selectiva un tipo de ácido nucleico.
Método de calentamiento
La pata fue homogeneizada de forma manual en nitrógeno líquido y 50 µL de agua destilada.
Se incubó a 93 °C durante 15 min. Se realizó una centrifugación a 8 000 g por 10 min y el
sobrenadante se conservó a - 20 °C.
Método del acetato de potasio:
La pata fue homogeneizada de forma manual en 100 µL de tampón de lisis (NaCl 0,1 M;
sacarosa 0,2 M; EDTA 50 mM; tris-HCl 100 mM pH 8,25; SDS 0,05 %). La suspensión se
incubó durante 30 min a 65 °C. Los ácidos nucleicos se extrajeron adicionando 14 µL de acetato
de potasio 8 M incubándose en hielo durante 15 min, seguido de una centrifugación a 8
000 g durante 10 min a 4 ºC donde se colectó la fase acuosa. El ADN se precipitó a - 20 ºC
durante 30 min en presencia de 2 volúmenes de etanol absoluto que contenía acetato de sodio 0,3
M. Posteriormente, se centrifugó la mezcla a 10 000 g durante 20 min y el precipitado se lavó
con etanol (70 %). Después de secar a temperatura ambiente, el ADN se disolvió en 50 µL de
tampón TE. El ARN restante se eliminó con RNAsa H (Boehringer Mannheim), la suspensión se
incubó a 37 ºC durante 1 h. Después de extraer con igual volumen de cloroformo-alcohol
isoamílico (24:1), la fase acuosa se conservó a - 20 °C.
Método de extracción y purificación con CTAB
El protocolo del método del bromuro de cetil-trimetil amonio (CTAB) fue elaborado por
Murray y Thompson en 1980 (Murray y Thompson, 1980) y publicado posteriormente, en 1987,
por Wagner y sus colaboradores (Wagner et al., 1987). El método es adecuado para extraer y
purificar ADN de vegetales y alimentos derivados de vegetales y está especialmente indicado
para eliminar los polisacáridos y los compuestos polifenólicos, que, de otro modo, alterarían la
pureza del ADN y, por tanto, su calidad. Este procedimiento se ha aplicado con frecuencia en
genética molecular de los vegetales y ha sido probado en ensayos de validación para detectar
OGM
Por ejemplo, los seres humanos tenemos dos pares de 23 cromosomas (23 x 2 = 46
cromosomas en total), es decir, somos diploides. Mientras que las plantas pueden ser triploides
(3 conjuntos de cromosomas), tetraploides (4 veces la cantidad de cromosomas) o más.
Las fresas cultivadas (Fragaria x ananassa) maduras son un material excelente para extraer
ADN. Son fáciles de triturar y contienen enzimas, llamadas pectinasas y celulasas, que ayudan a
romper las paredes celulares. Además, las fresas son octoploides (7 cromosomas x 8 = 56
cromosomas), es decir, tienen ocho copias de cada cromosoma, lo cual proporciona más ADN
que la banana o el kiwi.
Mediante fricción con el mortero o por el licuado del material, se rompen las uniones entre
las células y la pared celular. Esta homogeneización facilita el efecto de lisis o ruptura que ayuda
a liberar el material genético.
El jabón o detergente líquido ayuda a romper las membranas celulares, que están compuestas por
lípidos. Las moléculas de detergente ayudan a romper las membranas celulares y liberar el ADN
del núcleo.
Los componentes no solubles como el material fibroso y las proteínas se separan del ADN por
filtración.
Figura 6. El ADN se muestra como unas hebras blanquecinas entre el etanol y la solución
acuosa.
Después que son eliminados los lípidos y las proteínas, los grupos fosfato del ADN están
cargados negativamente y son polares. El ADN se disuelve en soluciones acuosas, pero es
insoluble en alcohol.
La adición de etanol y altas concentraciones de iones sodio que se unen a los grupos fosfato,
reduce las fuerzas repulsivas entre las cadenas y permite que el ADN se pliegue sobre si mismo
haciéndolo insoluble. De esta forma precipita y forma una malla filamentosa blanquecina que
contienen proteínas y otros materiales.
Capítulo 3. Método
1Tipo de Investigación
2Operacionalización de variables
Para poder organizar y plantear el proceso de la investigación y la técnica que permita validar
nuestro objetivo general utilizaremos a la prueba y ensayo experimental como herramienta de
valoración.
Variable Tipo Escala Medida Indicadores
Tiempo Científico Nominal 10 minutos Positivo o
Experimental 20 minutos negativo
24 horas
Soluto Científico Nominal Muestra Positivo o
Experimental Agua negativo
destilada
Solvente Científico Nominal Jabón Positivo o
Experimental liquido negativo
Temperatura Científico Nominal 60° Positivo o
Experimental 5° negativo
Muestra Científico Ordinal Maíz Positivo o
Experimental triturado negativo
Plátano
Triturado
Frutilla
licuada
3Técnicas de Investigación
3.3.1. Materiales
Material Función
Materia vegetal triturada Expandir la superficie de estudio
Mortero, batidora, licuadora Triturar la materia estudiada
Gasa o algodón Manejo del material
Tasas con medida Cálculos exactos de proporciones
Frasco de cristal Portadores del material estudiado
Agua destilada o mineral Solvente universal
Jabón o detergente liquido Romper la membrana plasmática
Sal fina de mesa Establecer puentes de hidrogeno con H2O
Papel filtro o colador Separa los contenidos de la mezcla
Etanol Precipitar el ADN
3.3.2. Procedimiento
Primer paso
Se debe elaborar una solución de sal con jabón líquido añadirla a 100ml de agua, las
proporciones las siguientes: 10ml de jabón líquido lavaplatos, 13gr de sal de cocina o
bicarbonato de sodio.
Añadimos todos los ingredientes en un recipiente cristalino de manera muy pausada y
calmada para evitar la espuma que podría generar el jabón líquido.
Segundo paso
Se prepara el material a ser estudiado, primero se corta a la materia vegetal en pequeños
trozos para posteriormente proceder a triturar al mismo en el mortero, la licuadora o la batidora.
Tercer paso
Ya con la muestra totalmente triturada se procede a verter la solución salina-jabonosa (paso),
mientras se realiza esta acción se continua con la trituración de manera suave y pausada.
Esto se realiza con el fin de romper la membrana plasmática y la pared celular, así todos los
organelos del citoplasma, incluido el núcleo, quedaran expuestos en la solución salina-jabonosa.
Cuarto paso
Se procede a, por medio del colador, separar el grueso de nuestro caldo celular para
posteriormente con la ayuda de una gasa o algodón seguir con la filtración, hasta conseguir unos
50ml de contenido, se pasa dicho contenido a un vaso cristalino.
Este caldo celular se vuelva a colar y se filtra para poder extraer los sólidos, las proteínas y los
lípidos a la solución acuosa del ADN.
Quinto paso
Sobre el caldo celular ya filtrado, comenzamos a verter de forma pausada y por medio de las
paredes del vaso cristalino, unos 100-150 ml de etanol frio, se deja reposar por un lapso de
10min, 20min y 24 horas para observar los resultados.
Con un palo de madera se pueden separar a las cadenas de ADN, que quedan suspendidas en el
caldo celular.
El experimento arrojo resultados muy positivos, se pudo extraer cadenas de ADN y ARN, no
solo del maíz sino también de diversos alimentos naturales. La experimentación se realizó con
materiales que se encuentran en cualquier hogar, jabón líquido, sal y cualquier tipo de alimento.
Lamentablemente se observa que la purificación no es posible con el presente método, se
observan cadenas de ADN, pero también cadenas de ARN, una mezcla de ácidos nucleótidos.
Al no contar con laboratorios es muy difícil el poder observar si fácticamente tenemos
cadenas de ADN y ARN, la bibliografía existente respecto al tema señala que, la metodología
casera para la extracción de cadenas de ácidos nucleótidos es un buen método de extracción en el
cual se pueden apreciar dichas cadenas.
Capítulo 5. Conclusiones
La extracción de ADN con material cotidiano es una propuesta práctica que permite
desarrollar una estrategia didáctica interdisciplinar ya que, como se ha mostrado en el presente
trabajo, comprender por qué y cómo se puede extraer ADN de un organismo implica relacionar
conceptos explicados por varias disciplinas científicas.
Esta actividad permite poner en práctica conceptos básicos de Química, Física y Biología
mostrando la naturaleza interdisciplinar de la ciencia, al mismo tiempo que constituye una
oportunidad para transmitir de manera transversal el conocimiento científico, desde sus
fundamentos científicos hasta los recientes desarrollos biotecnológicos, su impacto social y sus
implicaciones éticas.
Referencias
Raffino María Estela. (2021) Conceptos de Organismos Gneticamente Modificados. (1ra Ed).
Argentina: Editorial Repositorio Cepal
Raffino María Estela. (2021) Conceptos de Organismos Gneticamente Modificados. (1ra Ed).
Argentina: Editorial Repositorio Cepal Ceccarelli Eduardo
Alberts, B., D. Bray, K. Hopkin, et al. (2006) Introducción a la biología celular, Buenos Aires,
Panamericana. Editorial Exploradora
Izquierdo Rojo, Marta (2001): Ingeniería genética y transferencia génica, Madrid, Pirámide,
Editorial Exploradora.
Lodish, H., J. Darnel, A. Berk, et al. (2005): Biología celular y molecular, Buenos Aires,
Panamericana, Editorial Exploradora.
Parekh, S. R. (2004.): The GMO Handbook, Humana Press, Totowa, Editorial Exploradora
Apéndice
Plátano
Figura
Figura
Figura
Figura
Maíz
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura
Figura Figura
Figura