Dogma central de la biología molecular. Guía basada en la metodología POGIL.pdf

Guía basada en la metodología POGIL. La guía presenta 3 modelos gráficos e información básica de textos, sobre la base de los cuales los estudiantes trabajarán a un ritmo acorde a sus necesidades empleando esos modelos y sus conocimientos previos. El profesor no es el centro de la clase, sino que pasa a un segundo plano dejando que sean los estudiantes los que tomen la iniciativa y trabajen en grupo para desarrollar cada actividad. El profesor hace de guía y facilita el trabajo de cada grupo de estudiantes.

1. Tanto en contextos no biológicos como biológicos, la información puede tomar diferentes formas que cumplen
diversas funciones, incluido el almacenamiento y el transporte de información. Además, la información se puede
convertir a diferentes formas y fluir en direcciones específicas dentro de los sistemas. Aquí examinaremos el
dogma central de la biología molecular que describe el flujo de información genética entre las biomoléculas
DNA, RNA y proteína dentro de las células. Además, investigaremos condiciones biológicas como la infección
retroviral y el crecimiento o la cicatrización de heridas que cambian la dirección del flujo de información genética. ¿Por qué?




El prensado, transporte y reproducción de discos se utiliza en este modelo como un ejemplo
de almacenamiento, conversión y transporte de información.
Modelo 1 – Flujo de información en la producción y
reproducción de discos Guía POGIL creada por Patrick Cafferty, Emory University, traducida por GAToledo, prof. biología y Cs.




¿Cómo fluye la información genética en los sistemas biológicos?Dogma Central de la Biología Molecular
fl fl 2. Predecir cómo los cambios en las condiciones biológicas, por ej., una infección retroviral, afectan al flujo de información genética en una célula eucariota. Objetivos: 1. Describir las funciones del DNA, el mRNA y las proteínas en relación con el flujo de información genética en una célula eucariota.

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1. En equipo, examinen el Modelo 1 y, a continuación, elijan las respuestas apropiadas.
a) ¿Dónde son prensados los discos?


b) ¿Qué forma de grabación es enviada?


A. Grabación lisa
B. Grabación prensada c) ¿Dónde se tocan los discos? A. En la planta de prensadoA. En la planta de prensadoB. En casaB. En el hogar2. En equipo, examinen el Modelo 1 y completen las siguientes preguntas.


b) ¿Qué característica de una grabación se lee con la aguja de un tocadiscos?














c) Cuando la aguja de un tocadiscos lee un disco, ¿qué información producen
los altavoces?
d) ¿Se puede reproducir un disco liso (sin surcos) en un tocadiscos? ¿Por qué o
por qué no?
a) (Rellenar el espacio en blanco) En la planta de prensado, la información
se transfiere desde ____________ a una grabación durante el prensado.

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c) Si tu grupo no ha identificado colectivamente dos formas diferentes de
información en la planta de prensado y en el hogar, designen a un miembro del
grupo como Espía. El espía revisará el trabajo de otros equipos para identificar
diferentes formas de información en el Modelo 1 e informará al grupo. ¿Qué
nuevas formas de información en el Modelo 1 fueron identificadas por el espía?


a) hacer múltiples copias.










3. a) Individualmente, identifica en el modelo 1 dos formas diferentes de
información en la planta de prensado y en el hogar.c) almacenamiento de información a largo plazo.b) la emisión de la información.


b) Compara tu lista con la de tus compañeros de grupo. ¿identificaron como
grupo dos formas diferentes de información en la planta de prensado y en el
hogar?
4. Como equipo, decidan si la información contenida en el Modelo 1, en la forma de
disco estampador, de disco impreso con surcos o información sonora se usa para...

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Modelo 2 – Flujo de la información genética en una célula
eucariota


5. En equipo, describan al menos dos razones por las que se utilizan discos de vinilo
para transmitir información a los hogares, en vez de discos estampadores.

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6. En equipo, examinen el Modelo 2 y, a continuación, elijan las respuestas apropiadas.

A. Núcleo
B. Citoplasma

b) ¿Qué molécula se exporta desde núcleo hacia el citoplasma?


C. mRNA



A. Núcleo
B. Citoplasma

d) ¿Cuál es la mejor descripción del flujo de información entre el mRNA y la proteína?

B. Bidireccional, entre mRNA y proteína
C. Unidireccional, del mRNA a proteína?







información.para almacenarmodelo usadoLocalización dealmacenadamodelo usadopara transmitirinformacióndesde un archivoHerramientausada para leerla informacióntransmitidaLa informacióntransmitida esusada para hacer:DNAModelo12




8. Para poder responder las siguientes cuatro preguntas, considera tanto el flujo de
información (que se muestra en el Modelo 2) como tu conocimiento previo de los
ácidos nucleicos.
a) Individualmente, decide si se puede o no exportar DNA hacia el citoplasma en
lugar de mRNA para transmitir información genética. Explica tu razonamiento.a) ¿En qué espacio celular se "copia" la información contenida en el DNA en mRNA?
A. RNA polimerasa
B. DNA
c) ¿En qué lugar de la célula eucariota está la información del mRNA que utiliza un
ribosoma para producir una proteína?Ítem delÍtem delA. Unidireccional, de proteína a mRNA
7. Túrnense dentro de tu equipo para completar las columnas de la siguiente tabla.
Completen las columnas refiriéndose a los Modelos 1 y 2 para comparar el flujo de
información, utilizando ejemplos biológicos y no biológicos.Disco estampadoren el modelo.la información

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b) Compara tu respuesta con la de tus compañeros. ¿Llegaron todos a la misma
conclusión? ¿Por qué o por qué no?
c) Si dieron respuestas diferentes, ¿qué información adicional necesitan para
decidir cuál es la respuesta correcta?
d) ¿Cómo podrías obtener la información necesaria para llegar a una
respuesta consensuada?
9. Considera las razones registradas en la pregunta 5 en la utilización de discos de
vinilo para transmitir información a los hogares. Discute dentro de tu grupo si alguna
de estas razones también podría aplicarse al uso de RNA para transmitir información
en el Modelo 2 y escribe tus conclusiones.¡Lee esto!














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El flujo de información genética desde el DNA hasta el mRNA y la proteína se conoce como el dogma central de la biología molecular y
fue descrito por primera vez en 1957 por Sir Francis Crick. La transcripción, que es la síntesis de mRNA utilizando información de la
secuencia contenida en el DNA, tiene lugar en el núcleo de una célula eucariota. A continuación, este mRNA se exporta a través de poros
del núcleo hacia el citoplasma, donde los ribosomas decodi can la información de la secuencia del mRNA para formar una proteína,
durante un proceso llamado traducción.

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Modelo 3: las condiciones biológicas afectan el flujo de
información genética en las células eucariotas10. Como equipo, examinen el Modelo 3 y, a continuación, elijan las respuestas apropiadas.
a) ¿Qué proceso "copia" la información del DNA al RNA?
A. Transcripción
B. Traducción










A. Sí
B No B. TraducciónA. Transcripciónb) ¿Qué proceso "copia" la información del RNA a la proteína?c) ¿Fluye la información del DNA al RNA?

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A. Sí
B No




A. Flecha “A”
B. Flecha “B”
C. Flecha “C”









e) ¿Por cuál (es) de las siguientes flechas procede el flujo de información a lo largo
de las vías indicadas?C. Flecha “C”B. Flecha “B”A. Flecha “A”





f) ¿Cuál de las siguientes flechas representa el
información? o el final del flujo de término










A. Flecha “A”
B. Flecha “B”
C. Flecha “C”







A. Flecha “A”
B. Flecha “B”
C. Flecha “C”







A. Flecha “A”
B. Flecha “B”
C. Flecha “C”d) ¿Fluye la información de la proteína al RNA?



11. Individualmente, considera las condiciones que afectan al flujo de información
genética en las células eucariotas y responde las siguientes preguntas. A continuación,
compara tu trabajo con el de tus compañeros de equipo.
a) La información codificada en el DNA se usa para "copiar" el DNA de cada célula
hija cuando las células se dividen y así mantener el crecimiento o la cicatrización
de heridas. ¿Qué flecha indica el flujo de información genética de DNA a DNA?
b) Durante el desarrollo del organismo, genes específicos producen moléculas de RNA
reguladoras que inhiben la traducción del RNA del gen objetivo o diana. La inhibición de
la traducción del RNA objetivo es necesaria para que las células inmaduras se
desarrollen en tipos de células especializadas, como el músculo esquelético o las células
neuronales. ¿Qué flecha indica la terminación del flujo de información a nivel del RNA?




c) Los retrovirus, como el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), producen una
enzima que "copia" el genoma del RNA viral para formar DNA durante la infección
celular. La "copia" de DNA del genoma viral se integra posteriormente en el genoma
del huésped. ¿Qué flecha indica el flujo de información genética del RNA al DNA?

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¡Lee esto!

























13. La división celular descontrolada puede provocar la formación de tumores y
diferentes formas de cáncer. Como equipo, respondan las siguientes preguntas usando
la información del Modelo 3 y el conocimiento biológico previo.










A. Flecha “A”
B. Flecha “B”
C. Flecha “C”
D. Transcripción
E. Traducción

b) Expliquen su respuesta a la parte “A:


c) Según sus respuestas a las partes A y B, ¿cuáles de las siguientes enzimas son
objetivos potenciales para la terapia contra el cáncer? Seleccionen todas las que
correspondan:
A. DNA polimerasa
B. RNA polimerasa
C. Transcriptasa inversa













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12. Como equipo, rotulen el Modelo 3 con los siguientes procesos: replicación del DNA;
transcripción inversa; y RNA de interferencia (¡RNA).






Condiciones biológicas especí cas afectan la dirección del ujo de información genética en las células eucariotas
mediante una serie de procesos, como por ejemplo:(1) replicación del DNA, la copia del DNA por la enzima DNA
polimerasa; (2) Transcripción inversa, la síntesis de DNA a partir de una molécula de RNA por la enzima
retroviral transcriptasa inversa; y (3) RNA de interferencia (iRNA), la síntesis de pequeñas moléculas de RNA
llamadas microRNA (miRNA) a partir del DNA que se unen a moléculas de mRNA diana especí cas y evitan su
traducción. El iRNA se usa para regular la actividad de genes eucariotas especí cos.



a) Decidan qué flechas del Modelo 3 representan vías de flujo de información
genética que potencialmente conducen a la división celular descontrolada.
Seleccione todas las que correspondan:

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DNA !! mRNA !! Proteína















a) Trabajando individualmente, tómate 1 ó 2 minutos para considerar si la
transcripción inversa y/o el RNA de interferencia desafían el dogma central
establecido por Sir Crick.



d) Expliquen su razonamiento a la parte "C".Preguntas de profundización












c) Decidan como equipo si la transcripción inversa y/o el RNA de interferencia
desafían el dogma central y por qué. ¿Pudo tu equipo llegar a un consenso?
14. En una edición de 1970 de la revista científica Nature, Sir Francis Crick reafirmó
lo que había publicado en 1958 sobre el dogma central de la biología molecular: "El
dogma central de la biología molecular se ocupa de la transferencia detallada residuo
por residuo de la información secuencial. Afirmó que dicha información no se puede
transferir de una proteína a otra ni a ácidos nucleicos." Muchos autores de libros de
texto de biología resumen las ideas de Sir Crick con la siguiente figura, donde las
flechas representan la dirección del flujo de información genética:b) A continuación, cada miembro del equipo presentará lo que concluyó a su equipo.

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b) Dibuja una forma modificada del Modelo 2 para representar el flujo de
información genética en una célula procariota.














e) El registrador anotará la respuesta de su equipo.
d) Si no llegaron a un consenso, ¿qué información adicional necesitarían para
llegar a un consenso? ¿Cómo podrían encontrar esta información?



15. Las células procarióticas carecen de un núcleo rodeado por la envoltura
nuclear que es típica de eucariotas, pero también transmiten información genética
del DNA al mRNA y del mRNA a la proteína.
a) Basándote en esa información, como equipo, describan cuáles serían las
diferencias del Modelo 2 si el título fuera "Modelo 2 – Flujo de la información
genética en una célula procariota”.

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a) ¿Cuándo y cómo se comunicaron de manera más efectiva durante esta actividad?

b) ¿Qué podrían haber mejorado?
Reflexión
16. ¡Felicitaciones por haber completado la actividad del dogma central de la biología molecular!
Ahora considera tanto el contenido de esta actividad como la forma en que trabajaron en equipo
durante todo el proceso.c) ¿Qué consejos le darían a un equipo que trabaje en esta actividad en el futuro?