EXPERIMENTO 5: A Química da vida

 Día Internacional da Muller e a Nena na Ciencia

O Día internacional da Muller e a Nena na Ciencia foi proclamado pola Asemblea Xeral das Nacións Unidas para a súa conmemoración o 11 de febreiro, co obxectivo de inverter tempo e recursos na formación das nenas e así corrixir a fenda de xénero existente nas profesións científico-tecnolóxicas. No Club de Ciencia: Faino ti!, sumámonos a esta celebración a prol do empoderamento feminino e destinada, consecuentemente, a reivindicar a igualdade entre homes e mulleres en todos os eidos e, en concreto, no científico; pois a ciencia non entende de xénero senón de características innatas que temos todas as persoas como son a curiosidade e a imaxinación. Con esta finalidade, realizamos un experimento adicado a Rosalind Franklin; científica do século XX grazas á cal se descubriu a estrutura de dobre hélice do ADN, a molécula da vida, e se puideron realizar grandes avances no ámbito da xenética.

 Fundamento teórico:

O ADN (ácido desoxirribonucleico) é unha longa molécula que se atopa no núcleo das células eucariotas de todos os seres vivos. En 1953, James Watson e Francis Crick, construíron un modelo da molécula de ADN polo que recibiron, xunto ao físico Maurice Wilkins, o Premio Nobel de Medicina no ano 1962.

Rosalind Franklin (1920-1958)

Watson e Crick basearon o seu prototipo nunha fotografía da molécula de ADN realizada pola química Rosalind Franklin. Aínda que existe polémica sobre a maneira na que Watson e Crick accederon ás investigacións de Franklin a realidade é que o traballo desta magnífica científica, como o de outras moitas da época e anteriores, non foi recoñecido como se debería; pois entre outros motivos xa falecera no momento en que os tres científicos recibiron o Premio Nobel.

A denominada fotografía 51, tomada por Rosalind Franklin, mediante unha técnica denominada cristalografía de raios X, resultou crucial no eido da xenética e da ciencia en xeral; pois revelaba de maneira inconfundible a estrutura helicoidal da molécula do ADN.

Modelo da dobre hélice do ADN

O modelo elaborado por Watson e Crick, a partir da amentada imaxe, coñécese como a dobre hélice do ADN e ten as seguintes características:

- O ADN é unha longa molécula composta por dúas cadeas dispostas unha paralela á outra e enroladas en forma de hélice.

- Cada cadea está constituída pola unión de 4 unidades chamadas nucleótidos. Estes son: A (adenina), T  (timina), C (citosina) e G (guanina).

- Cada nucleótido dunha cadea está unido ao nucleótido que se encontra xusto en fronte, na outra cadea. No ADN, a A só pode unirse á T e a G, á C. Por iso se di que A é complementaria de T, e C, de G. 


O ADN é o material xenético do que están feitos os xenes e o modelo da dobre hélice serve para explicar as funcións que se atribúen aos mesmos.

Vocabulario traballado: Rosalind Franklin, ADN (ácido desoxirribonucleico), eucariota, núcleo, xenes, tampón de lise. 

1. Preguntas: a) Que diferencia a materia viva da materia inerte? b) Que temos en común todos os seres vivos, independentemente da especie á que pertenzamos? c) Que molécula é a responsable de que gardemos parecido físico cos nosos familiares? d) Que significan as siglas “ADN”? Onde se atopa? e) Cales son as funcións do ADN? f) Recoñeces á muller da fotografía? Cal foi o descubrimento que realizou?

 Hipóteses formuladas polo alumnado:

En xeral, responden que a diferencia entre a materia viva e a materia inerte é que a primeira está formada por células. Tamén din que estas forman parte de todos os seres vivos, eucariotas e procariotas, e que a molécula responsable de que gardemos parecido físico cos nosos familiares é o ADN (material que forma os xenes). Porén só o alumnado de 4º ESO é quen de recoñecer a Rosalind Franklin, relacionala co descubrimento da estrutura do ADN e de mencionar as funcións do material xenético: levar a información hereditaria, controlar a aparición dos caracteres e pasar a información dunha xeración á seguinte. 

 2. Obxectivo: Extraer, visualizar e illar o ADN dunha mazá. Para isto, utilizamos un tampón de lise preparado a partir de: auga, cloruro de sodio, bicarbonato de sodio e deterxente lavalouza.

 

3. Materiais:

  

• Batedor con accesorio para triturar.
• Bote de plástico para triturar.
• Coitelo.
• Culler de sobremesa.
• Coador de rexilla.
• Funil de vidro.
• Vaso 1.
• Vaso 2.
• Vaso de precipitados de 100 mL.
• Vaso de precipitados de 250 mL para o tampón de lise.
• Tubo de ensaio.
• Probeta de 10 mL.
• Variña de vidro.
• Placa Petri.
• 1 metade dunha mazá mediana.
• Auga destilada.
• Sal de cociña.
• Bicarbonato de sodio.
• Deterxente lavalouza.
• Alcol sanitario 96º frío (deixalo, polo menos, 24 horas no refrixerador).

4. Procedemento experimental:

•  PREPARACIÓN DO TAMPÓN DE LISE:

Engadir, axitando coa variña de vidro cada vez que se bota algo, nun vaso de precipitados de 250 mL:

- 250 mL de agua destilada.

- 2 culleradas rasas de sobremesa de sal común.

- 2  culleradas rasas de sobremesa de bicarbonato de sodio.

- 2 chorros, non abundantes, de deterxente lavalouza.

•   EXTRACCIÓN E VISUALIZACIÓN DO ADN:

1. Triturar media mazá, cortándoa previamente cun coitelo en anacos máis pequenos, xunto con 150 mL de auga destilada.

Colado do zume

2. Colar o zume ao vaso rotulado co número 1.

3. Botar 10 mL do zume de mazá no vaso de precipitados de 100 mL e engadir 20 mL do tampón de lise. A continuación, remover suavemente coa variña de vidro durante 5 minutos.

4. Colar a mestura ao vaso rotulado co número 2.

5. Pasar 5 mL do filtrado anterior ao tubo de ensaio e, con este inclinado, engadir cunha probeta 10 mL de alcol sanitario frío.

6. Deixar o tubo de ensaio en repouso total, durante 15 minutos, ata que apareza unha madeixa abrancazada na interfase entre a auga e o alcol.

7. Por último, recollemos a madeixa abrancazada somerxendo a variña de vidro ata que roce o límite entre as dúas capas e facémola xirar sempre no mesmo sentido. Depositamos a madexa recollida na placa Petri e observámola.

 

5. Observacións e resultados:

• Unha  vez colada a mestura formada pola zume de mazá e o tampón de lise obtemos unha disolución de cor amarelenta.

• Despois de engadir o alcol frío, e esperar uns minutos, aparece na interfase entre a disolución acuosa e o alcol un precipitado abrancazado de aspecto mucoso.

Despois de engadir alcol sanitario frío

ADN de mazá

6. Conclusións:

1) O tampón de lise provoca a rotura de certas estruturas celulares e permite a extracción do ADN:

• O sal común e o deterxente lavalouza neutralizan a carga negativa dos grupos fosfato e rompen a barreira lipídica da membrana ao solubilizar as proteínas; respectivamente. Isto libera o ADN do interior do núcleo.
• O bicarbonato de sodio mantén o pH do medio nun valor axeitado e, polo tanto, evita a destrución ou desnaturalización do ADN.

2) Ao engadir o alcol frío, o ADN soluble en auga, precipita xa que o alcol deshidrata as moléculas de ADN que se aglutinan e, entón, fanse visibles.

3) O precipitado abrancazado de aspecto mucoso, que extraemos e illamos, é o ADN da mazá; ser vivo formado por células eucariotas.

4) Todos os seres vivos estamos formados por células en cuxo núcleo se atopa o ADN; material xenético que forma os xenes e que nos distingue como especie e, tamén, como individuos.

ADN de mazá

ADN humano (substancia branca)