DNA REPLICATION ACTIVITY

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DNA Replication Activity Washington iGEM

• Reconocer que la replicación de ADN es semiconservativa.

• Describir los pasos de replicación de ADN, entendiendo lo que sucede en cada paso.

• Demostrar el entendimiento de cada paso al actuar cada paso en el Sketch de Replica de ADN.

DNA REPLICATION ACTIVITY

LOGISTICA

• La primera parte de esta lección describe los pasos de replicación de ADN

• Aquí hay diapositivas de muestra que pueden ser utilizadas para enseñarle a los estudiantes:

• El instructor debe guiar a los estudiantes a través de los pasos de replicación de ADN

• Las diapositivas proporcionadas son solamente una base para que el instructor enseñe.

• Los estudiantes deben tomar nota a lo largo de la explicación, se proporcionaran espacios en blanco junto con la clave para el instructor

• Al final de la presentación, hay un video recomendado para enseñar a los estudiantes cómo funciona la replicación de ADN

• El instructor debe seguir las instrucciones dadas para guiar a los estudiantes por medio de un sketch para actuar la replicación de ADN

• El instructor debe motivar a los estudiantes a recordar lo que sucede en cada paso en lugar de decirles que hacer.

MATERIALES/COSTO

• Esta actividad requiere copias en blanco, diferentes piezas de papel coloreado y entusiasmo a lo largo del sketch

• Para que esta actividad funcione, idealmente debería tener 20+ estudiantes.

• Hojas de color: 2 diferentes colores

• De 9 a 15 piezas de papel de un color

• Salones chicos deberían de necesitar solo 9 piezas de hojas de este color.

• Debe haber suficientes piezas de papel de otro color para cada estudiante.

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REPLICACÓN DE ADN HANDOUT KEY

Términos clave

• Semiconservativa

• Tenedor de Replicación

• Helicasa

• Topoisomerasa

• Proteínas ligantes de ADN de cadena sencilla

• Primasa

• ADN Polimerasa III

• Cadena Líder

• Cadena Rezagada

• ADN Polimerasa I

• Ligasa

Esquema de Replica de ADN

1. Se abre la hélice de ADN al romperse los enlaces de hidrógeno entre las cadenas.

2. Cada cadena de ADN actúa como molde para la síntesis de una nueva cadena complementaria.

Hay varias proteínas que guían este proceso.

3. La replicación de ADN es semiconservativa porque produce 2 hélices de ADN idénticas, cada una con una nueva cadena y una vieja

¿Qué es este proceso?

1. Helicasa desenlaza el ADN al romper los enlaces de hidrogeno en el Tenedor de Replicación.

3’

Cadena de ADN original

5’

helicasa tenedor de replicación

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2. Topoisomerasa interviene para mitigar la tensión en el ADN. Se relaja y puede desatar a las cadenas de ADN para que no se enreden.

• Puedes imaginarlo como una proteína en forma de anillo que asegura que el ADN se quede en su estructura enroscada.

3’

5’

3. Proteinas ligantes de ADN de cadena sencilla estas intervienen para separar la cadena de ADN.

Proteínas ligantes de cadena sencilla

3’

5’

4. Primasa añade un primer (iniciador) de ARN en el extremo 3’ de la cadena de ADN, creando el extremo 5’ de la nueva cadena de ADN.

• Este primer (iniciador) consiste de 5-10 nucleótidos de ARN y sirve como punto de partida para la adición de nucleótidos de ADN.

• En la cadena con el extremo 3’ expuesto al Tenedor de Replicación, el primer (iniciador) solo se agrega al extremo de esta cadena.

• En la cadena con el extreme 5’ expuesto al Tenedor de Replicación, el primer (iniciador) se agrega a múltiples lugares, empezando por el 3’ y su adyacente al ADN enredado.

primasa 3’

5’

topoisomerasa

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5. ADN Polimerasa III añade nucleótidos al extremo 3’ de la cadena de ADN.

• NOTA: Solo se puede añadir al extremo 3’, mientras el ADN se sintetiza de 5’ -> 3’.

Por eso el primer de ARN es muy importante.

• Dibuja los nucleótidos que la ADN Polimerasa agrega al diagrama a continuación.

ADN Polimerasa III

3’

5’

6. Cadena Líder vs. Cadena Rezagada

• Notarás que una de las cadenas de ADN se forma constantemente. Esta es la Cadena Líder.

• La otra cadena de ADN se forma en fragmentos – esta es la Cadena Rezagada.

• En el diagrama en el paso 5, identifica cuál cadena es la líder y cuál es la rezagada.

• NOTA: Los fragmentos de la cadena rezagada se llaman fragmentos de Okazaki.

Identifícalos en el diagrama.

C. líder

3’

5’

Fragmentos okazaki

C. rezagada

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7. ADN Polimerasa I llega y en conjunto con la ADN Polimerasa III remueven el primer (iniciador) de ARN y añade nucleótidos de ADN

complementarios.

• Esto se ilustra a continuación. Tenga en cuenta que no ha unido los nuevos nucleótidos de ADN con los antiguos nucleótidos de la ADN polimerasa III.

ADN Polimerasa I

3’

5’

8. Ligasa entra y sella los espacios entre las cadenas de ADN.

• ¡Ahora tienes dos hélices dobles de ADN!

3’

5’

ligasa

• Ahora que ha aprendido los pasos, mire este video para ver todo en acción:

https://www.youtube.com/watch?v=TNKWgcFPHqw

• Para comprender mejor el papel de cada enzima en la replicación del ADN, defina la función de cada elemento en la lista de Términos clave.

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SKETCH

• Pida a los alumnos que se alineen en dos líneas paralelas entre sí. Todos deben de estar uno tras de otro y chocando las manos con la persona del lado opuesto.

• Las dos cadenas deben estar de lados opuestos del salón para representar cómo las cadenas de ADN son anti paralelas entre sí.

• Asigne qué extremo es 5' y qué extremo es 3'.

• Asignar a los estudiantes varios roles:

• Helicasa (1 persona)

• Topoisomerasa (1 persona)

• Proteínas ligantes de cadena sencilla (2-3 personas)

• Primasa (1 persona)

• Dar de 9 a 15 piezas de papel a primasa para representar el primer (iniciador) de ARN.

• ADN polimerasa I (1 persona)

• Entregue +20 documentos (un documento por cada estudiante-número de piezas de papel para el primer [iniciador]) a la ADN polimerasa para representar los nucleótidos de ADN que se depositan. Sin embargo, el color de esta hoja debe ser diferente al color del primer (iniciador) de ARN.

• ADN polimerasa III (1 persona)

• Entregue de 9 a 15 hojas de papel a DNA Polimerasa III para

representar los nucleótidos (la misma cantidad de papel y la cantidad de hojas de papel para la primasa).

• El color de este papel debe ser el mismo que el que tiene la ADN polimerasa I.

• Ligasa (1 persona)

• Guíe a los estudiantes a través de la actividad para representar la replicación del ADN. Sin embargo, motiva a que participen, preguntándoles qué sigue del proceso de replicación de ADN. Como instructor, no debe indicar explícitamente cada paso antes de que los estudiantes recuerden. Hemos hecho un ejemplo de cómo podría ejecutarse esta actividad:

• Helicasa entra y separa el ADN caminando por el medio. Para propósitos de esta actividad, diles a los estudiantes que imaginen que solo se están

enfocando en que la parte del Tenedor de replicación está abierta. Sin embargo, es importante que el instructor señale a qué lado estaría el resto del ADN para que los estudiantes sepan qué extremos son los extremos abiertos de 5 'y 3'.

• Por lo tanto, los estudiantes ya no deberían estar chocando las manos con la persona opuesta de ellos, que representa cómo se rompen los enlaces de hidrógeno.

• Luego, entra la topoisomerasa y pretende aliviar la tensión en el ADN. Este papel es bastante arbitrario, pero el estudiante puede mover a los estudiantes según sea necesario para pretender desenrollar/enrollar el ADN.

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• Entran los estudiantes que actúan como proteínas ligantes de cadena sencilla. Se paran en el medio de la línea y separan las cadenas.

• Nota: Este rol es más figurativo que ilustrativo de lo que sucede físicamente. El propósito de la actividad es ayudar a los estudiantes a comprender mejor cuál es la función de cada paso.

• Entra Primasa.

• Primasa le da 3 pedazos de papel a las personas en el extremo 3’ del ADN expuesto en el extremo abierto del tenedor de replicación.

• Al final de la cadena de 3’ en el extremo de ADN que no está expuesto, primasa entrega 3 pedazos de papel a las personas allí.

• Primase luego baja a 5 personas y da otros 3 pedazos de papel (uno por persona) a las personas allí.

• El estudiante que es DNA Polimerasa I ahora entra.

• Este estudiante entrega pedazos de papel al resto de los estudiantes que no tienen papel moviéndose en una dirección 5'->3'.

• Pregunte a los estudiantes qué cadenas son las líderes y cuales las rezagadas.

• Pida a los estudiantes que identifiquen dónde están los Fragmentos de Okazaki.

• DNA Polimerasa III entra y reemplaza los papeles del primer (iniciador) con el otro color de papel que representa a los nucleótidos de DNA.

• Entra Ligasa y pretende unirse a los nucleótidos de ADN donde estaban juntos los fragmentos de Okazaki.

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REPLICACIÓN DE ADN- MANUAL DE

ESTUDIANTE

Términos clave

• Semiconservativa

• Tenedor de Replicación

• Helicasa

• Topoisomerasa

• Proteínas ligantes de cadena sencilla

• Primasa

• ADN Polimerasa III

• Cadena Líder

• Cadena Rezagada

• ADN Polimerasa I

• Ligasa

Esquema de Replica de ADN

1. Se abre la hélice de ADN al romperse los enlaces de hidrógeno entre las cadenas 2. Cada cadena de ADN actúa como molde para la síntesis de una nueva cadena

complementaria.

3. La replicación de ADN es porque produce 2 hélices de ADN idénticas, cada una con una nueva cadena y una vieja

¿Qué es este proceso?

1. desenlaza el AND al romper los enlaces de hidrogeno en el Tenedor de Replicación.

3’

Cadena original de ADN

5’

helicasa tenedor de replicación

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2. interviene para mitigar la tensión en el ADN. Se relaja y puede desatar a las cadenas de ADN para que no se enreden.

• Puedes imaginarlo como una proteína en forma de anillo que asegura que el ADN se quede en su estructura enroscada.

3’

5’

3. Proteínas ligantes de cadena sencilla intervienen para separar la cadena de ADN.

Proteínas ligantes de cadena

sencilla

3’

5’

4. añade un primer de ARN en el extremo 3’ de la cadena de ADN, creando el extremo 5’ de la nueva cadena de ADN

• Este primer (iniciador) consiste de 5-10 nucleótidos de ARN y sirve como punto de partida para la adición de nucleótidos de ADN.

• En la cadena con el extremo 3’ expuesto al Tenedor de Replicación, el primer (iniciador) solo se agrega al extremo de esta cadena.

• En la cadena con el extreme 5’ expuesto al Tenedor de Replicación, el primer (iniciador) se agrega a múltiples lugares, empezando por el 3’ y su adyacente al ADN enredado.

primasa 3’

5’

topoisomerasa

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5. añade nucleótidos al extremo 3’ de la cadena de ADN.

• NOTA: Solo se puede añadir al extremo 3’, mientras el ADN se sintetiza de 5’ -> 3’. Por eso el primer de ARN es muy importante.

• Dibuja los nucleótidos que la ADN Polimerasa agrega al diagrama a continuación.

ADN polimerasa III

3’

5’

6. Cadena Líder vs. Cadena Rezagada

• Notarás que una de las cadenas de ADN se forma constantemente. Esta es la

.

• La otra cadena de ADN se forma en fragmentos – esta es la Cadena Rezagada

• En el diagrama en el paso 5, identifica cual cadena es la líder y cuál es la

.

• NOTA: Los fragmentos de la cadena rezagada se llaman fragmentos de Okazaki.

Identifícalos en el diagrama.

3’

5’

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llega y en conjunto con la ADN Polimerasa III remueven el primer (iniciador) de ARN y añade nucleótidos de ADN complementarios.

• Esto se ilustra a continuación. Tome en cuenta que no ha unido los nuevos nucleótidos de ADN con los antiguos nucleótidos de la ADN polimerasa III.

ADN polimerasa I

3’

5’

7. entra y sella los espacios entre las cadenas de ADN.

• ¡Ahora tienes dos hélices dobles de ADN!

3’

5’

ligasa

• Ahora que ha aprendido los pasos, mire este video para ver todo en acción:

https://www.youtube.com/watch?v=TNKWgcFPHqw

• Para comprender mejor el papel de cada enzima en la replicación del ADN, defina la función de cada elemento en la lista de Términos clave.