Traductores de genes: Modelo en papel de transcripción y traducción de un gen.

Breve descripción

Actividad para 4º de la ESO en castellano y en inglés en la que se realiza un modelo recortable en papel para facilitar la comprensión de los procesos de transcripción y traducción.

Está adaptada y traducida de la actividad de la página web Learn Genetics «Paper Transcription and Translation«.

Las secuencias de aminoácidos de las proteínas que se usan son parte de secuencias de proteínas reales implicadas en los procesos de replicación y transcripción o reparación de mutaciones, lo que nos permite estudiar la función de dichas proteínas, además de en qué organismos se encuentran. Al ser secuencias reales, da pie para introducir a los alumnos la herramienta de BLAST del NCBI para comparar e identificar secuencias.

Objetivos

• Conocer cómo se llevan a cabo los procesos de transcripción y traducción de manera simplificada.
• Repasar las diferencias entre la composición del ADN y ARN y las reglas de complementariedad de bases.
• Aprender a usar el código genético, comprender la relación entre los codones y los aminoácidos.
• Aprender a usar herramientas de búsqueda de secuencias de ADN y proteínas en bases de datos en internet (BLAST).

Procedimiento

Esta actividad se realiza como actividad de consolidación tras haber abordado con anterioridad los procesos de replicación, transcripción y traducción.

Para realizar la actividad se necesitan distintos archivos:

• Recortables para los alumnos: Viene todo en un único archivo (Archivo original de Learn Genetics), pero hay que separarlo para entregar a los alumnos de la siguiente manera:
  • Una hoja que incluye la secuencia de ADN de cada gen, una ARN-polimerasa y un ribosoma (hay 5 genes diferentes, repartir una copia de esta hoja aleatoriamente entre alumnos. Si son 30, hacer 6 copias de cada gen),
  • Otra hoja con 3 secciones de tiras para generar la secuencia del ARNm y la proteína (Si son 30, sacar 10 copias y recortar las 3 secciones de ARN y proteína, y entregar una sección por alumno).
• Instrucciones para los alumnos con el paso a paso; incluyen al final el código genético en dos formatos, circular o en tabla. (Traducidas y adaptadas a partir de los documentos de Learn Genetics: inglés, castellano)
• Archivo con la secuencia las proteínas e información sobre la proteína real a la que corresponde, así como el organismo al que pertenece (un solo archivo para el profesor). (En inglés es el original de Learn Genetics, el de castellano lo he traducido e incorporado nombre científicos).
  • Si no se realizada la búsqueda de la secuencia con BLAST, este archivo se deja en la mesa del profesor, para que a medida que acaben, vayan a comprobar qué proteína corresponde con su secuencia de aminoácidos y si tiene algún error.
  • Si se realiza la búsqueda con BLAST, este archivo sirve para uso exclusivo del profesor como referencia.

Se recomienda entregar a los alumnos los recortables en la sesión anterior para que recorten todo en casa y en clase solo tengan que pegar todo y aprovechar bien la sesión. Así evitamos también la típica situación en que unos cuantos se han olvidado las tijeras en casa, retrasando el proceso mientras se las pasan unos a otros.

Así se ve todo el material una vez recortado:

En la sesión dedicada a la actividad, se les entregan las instrucciones y se explica el procedimiento para montar las tiras de las secuencias de ADN y ARN.

Yo lo he hecho individual en este curso de 2020-21, pero puede realizarse por parejas.

Mientras los alumnos siguen las instrucciones y van generando las secuencias, se resuelven las dudas que puedan tener, sobre todo en el montaje para la transcripción al principio (cómo colocar las tiras, y qué cadena del ADN transcribir), y en cómo usar el código genético.

Cuando han obtenido la secuencia de aminoácidos de la proteína tienen que compararla con la secuencia correcta para saber a qué proteína y organismo reales corresponde y entregar un breve texto en el que indican el nombre de la proteína a la que corresponde la secuencia que han obtenido, su función, y la especie a la que pertenece.

Hay dos opciones:

• Trabajo sin ordenador: comparar su secuencia con la del archivo con todas las proteínas y anotar la información resumida de ese archivo en el cuaderno.
• Trabajo con ordenador o dispositivo con conexión a internet: introducir la secuencia de aminoácidos en la herramienta BLAST para proteínas del NCBI y una vez determina la proteína, realizar la búsqueda en internet de la función que hace la proteína y qué tipo de organismo la contiene, ya que en el NCBI solo dan el nombre científico, y puede que no los conozcan todos.

Si hay algún error, tendrán que revisar si se han equivocado en la traducción al leer el código genético, establecer los codones o si el error viene de la transcripción, y una vez solventado, volver a comprobar qué proteína han traducido repitiendo el proceso.

SOLUCIONES PARA EL PROFESOR

En los archivos originales de Learn Genetics con las proteínas, no viene indicado a qué gen corresponde cada una, de modo que os lo dejo aquí.

• Gen 1: Proteína PCNA del maíz.
• Gen 2: ADN polimerasa 1 de ratón.
• Gen 3: RadA de arquea
• Gen 4: Topoisomerasa 1 de bacteria
• Gen 5: ARN polimerasa 2 de levadura

Opcional: Preguntas cortas finales. Si da tiempo, en función del grupo, pueden incluirse al final sobre los conceptos que se han trabajado y que aparecen en la información que se explica en las instrucciones. Pueden realizarse en formato Kahoot/Quizziz/Plickers para toda la clase, al final o al inicio de la siguiente sesión, o que lo hagan como tarea.

1. ¿A partir de qué hebra del ADN se copia el ARN?
2. ¿Cómo se llama el proceso mediante el cual se forma el ARN?
3. ¿Qué nombre recibe el triplete de nucleótidos del ARNm que se corresponde con cada aminoácido?
4. ¿Cómo se llama el tipo de ARN que transporta los aminoácidos al ribosoma?
5. ¿Cuál es la enzima que realiza el proceso de transcripción?
6. ¿Qué es un codón de STOP? Indica cuales son los codones de STOP.
7. Verdadero o falso (Justifica tu respuesta si es falso).
   • Cada proteína comienza por una aminoácido distinto.
   • Cada aminoácido está codificado por un solo codón.
   • Cuando en una secuencia de ARNm aparece el codón de la metionina, finaliza la traducción.

Temporalización

En una sesión da tiempo a hacerlo, con más tiempo si han traído ya el recortable de casa, para incluso repetirlo con la secuencia de un segundo gen.

Evaluación

Actividad de consolidación. Evaluación por observación directa del trabajo del alumno durante la misma y que entrega los resultados obtenidos.

Anexos

Para el profesor:

Para los alumnos:

Fuentes y contacto

Material original en inglés de Learn Genetics. Traducción y modificaciones al castellano hechas por mí.

Introducción del análisis de BLAST de elaboración propia.

Contacto: beavigal.edu@gmail.com