9.º gradoRuta de edumaterial
Qué vas a aprender
- Relacionar cadena de ADN, ARN y producto con dirección y código explícitos.
- Distinguir cambio de secuencia, expresión y transmisión con evidencia.
Antes de empezar
- Leer registros, proporciones y unidades; separar datos de conclusiones.
- Revisar la definición y el procedimiento de esta lección antes de aplicar su modelo.
Seguir la información del ADN hasta la proteína
El ADN guarda información en una secuencia de bases. Sus cadenas son complementarias y antiparalelas: A se empareja con T y C con G. Para reconstruir una secuencia es necesario indicar dirección y qué cadena se ha dado; complementar no es copiar letras ni cambiar el sentido arbitrariamente.
En la transcripción se produce ARN a partir de una cadena molde de ADN. La cadena codificante, escrita 5′→3′, coincide con la secuencia de ARN 5′→3′ salvo T por U. La cadena molde se lee en sentido contrario. No sustituimos T por U sin saber cuál cadena tenemos.
Durante la traducción, el ribosoma interpreta codones del ARNm en un marco de lectura. Cada codón codificante corresponde a un aminoácido según el código proporcionado; un codón de terminación detiene la traducción y no añade un aminoácido. Un mismo aminoácido puede corresponder a varios codones.
Para estas tareas usamos segmentos de aula cuyo inicio y marco se declaran, sin intrones ni procesamiento adicional. No se memoriza el código entero: se entrega el fragmento necesario. Un cambio de base puede conservar el aminoácido, sustituirlo o introducir una terminación; una inserción o deleción puede cambiar cómo se agrupan las bases.
El fenotipo depende de productos y regulación de genes y de condiciones del organismo. Dos tejidos pueden tener el mismo ADN y cantidades diferentes de ARN o proteína. Una diferencia de proteína es evidencia de expresión distinta, pero no demuestra por sí sola qué factor reguló esa expresión.
La transmisión de una mutación depende de qué células la porten y de cómo se reproduzca el organismo. Una alteración de una célula somática no pasa necesariamente a los gametos. En reproducción sexual se investiga la línea que forma gametos; en una propagación clonal se investiga el tejido de origen.
Cambiar una secuencia no permite predecir por sí solo la función de la proteína ni un rasgo visible. Un modelo de traducción se contrasta con el ARN y con el producto; una discrepancia abre una investigación, no una explicación inventada.
- Expresión génica
- Procesos por los que la información de un gen da lugar a productos funcionales. Tener un gen y producir la misma cantidad de su producto son afirmaciones distintas.
Del dato a una explicación comprobable
- Identifica cadena, dirección, inicio y marco de lectura.
- Transcribe y traduce con el código dado; cuenta solo codones anteriores al primer término de parada.
- Compara producto predicho y datos reales del caso; distingue cambio de secuencia, de expresión y de fenotipo.
Compara sin perder las condiciones
| Dato | Qué describe | Qué no demuestra solo |
|---|---|---|
| Secuencia de ADN | Información y variantes de un segmento | Cantidad de proteína producida |
| Cantidad de ARNm | Parte de la expresión del gen | Función final del producto |
| Secuencia de aminoácidos | Producto predicho o medido | Un fenotipo específico sin más evidencia |
Un ejemplo resuelto
Un segmento de ADN molde está escrito 3′-TAC CTT ATT-5′. El marco empieza en la primera tripleta. Se da AUG→Met, GAA→Glu y UAA→parada. ¿Qué producto predice el modelo?
- El ARN complementario es 5′-AUG GAA UAA-3′.
- AUG y GAA codifican Met y Glu.
- UAA detiene la lectura y no se cuenta como aminoácido.
Un segmento de dos aminoácidos, Met–Glu; esto no basta para deducir la función de una proteína real.
Revisa esta inferencia
Una mutación de base produce siempre una proteína distinta y un rasgo nuevo.
Hay que comparar codones y productos antes de inferir un efecto funcional.
La redundancia del código y la regulación limitan esa inferencia.
Pon a prueba el modeloPrueba otro caso
El ARNm original es 5′-AUG GAA UUU UAA-3′ y se lee desde la primera tripleta. El código del caso es AUG→Met, GAA/GAG→Glu, UUU→Phe y UAA/UAG→parada; no hay procesamiento adicional. El registro mutante es 5′-AUG GAG UUU UAA-3′. Ajusta aminoácidos del producto mutante y posiciones aminoacídicas diferentes respecto al original. Compara secuencia y producto sin contar la parada.
Otro ARNm original es 5′-AUG GAA UUU UAA-3′ y se lee desde la primera tripleta. Usa el mismo código: AUG→Met, GAA/GAG→Glu, UUU→Phe y UAA/UAG→parada. El mutante es 5′-AUG UAG UUU UAA-3′. Ajusta aminoácidos del producto mutante y posiciones del producto original que quedan sin traducir. Compara longitudes por la nueva parada.
Solución accesible sin interacción
Respuesta: Aminoácidos del mutante: 3; Posiciones diferentes o sin traducir: 0
El mutante produce Met–Glu–Phe: 3 aminoácidos y 0 posiciones diferentes respecto al original. GAG y GAA codifican Glu; UAA es parada, no un aminoácido.
Respuesta: Aminoácidos del mutante: 1; Posiciones diferentes o sin traducir: 2
El mutante produce solo Met, 1 aminoácido. La parada UAG deja sin traducir 2 posiciones del segmento original.
Se entrega la cadena molde 3′-TAC CCA ATT-5′, con el marco desde la primera tripleta. El código es AUG→Met, GGU/GGC→Gly y UAA→parada; no hay procesamiento adicional. Un informe transcribe 5′-UAC CCA AUU-3′ y concluye que la proteína no puede empezar con Met. Repara la transcripción y el producto. Explica qué operación incorrecta del informe creó su conclusión.
Solución accesible sin interacción
- Reconstruir el ARN y el segmento proteico respetando el tipo de cadena, su dirección y el código proporcionado.
- Localizar la operación del informe que debe corregirse y justificar la reconstrucción.
Respuesta: Se aceptan paráfrasis, notaciones equivalentes y otro orden de razonamiento que cumplan todos los criterios. Fracciones, porcentajes y decimales equivalentes son válidos; conserva unidades y sentido cuando proceda. Un ejemplo de respuesta no es una cadena obligatoria. La revisión es semántica por autoevaluación o docente, no por igualdad literal. El ARN correcto es 5′-AUG GGU UAA-3′ y produce Met–Gly. El informe copió la cadena molde cambiando T por U; debe usar complementariedad y conservar las direcciones indicadas.
Complementar la cadena molde con dirección y cruzarla con el código refuta la conclusión.
- Procesos por los que la información de un gen da lugar a productos funcionales. Tener un gen y producir la misma cantidad de su producto son afirmaciones distintas.
- Hay que comparar codones y productos antes de inferir un efecto funcional.
- Una explicación necesita relacionar evidencias y conservar las condiciones del modelo.
Compruébalo ahora
Un segmento codificante de ADN es 5′-ATG GAA TTT TAA-3′; el marco comienza en ATG. Usa AUG→Met, GAA/GAG→Glu, GUA→Val, UUU→Phe y UAA→parada; no hay intrones ni procesamiento adicional. El cambio S sustituye GAA por GAG y el cambio V sustituye GAA por GTA; los demás codones permanecen iguales. Compara los ARN y segmentos proteicos del original, S y V. Evalúa si cada cambio permite afirmar un fenotipo distinto.
Ver solución explicada
- Transcribir por cadena codificante: original AUG GAA UUU UAA; S AUG GAG UUU UAA; V AUG GUA UUU UAA, todos 5′→3′.
- Traducir original y S a Met–Glu–Phe y V a Met–Val–Phe; no contar parada como aminoácido.
- Distinguir cambio de base, de producto y de fenotipo: S no cambia ese segmento; V cambia un aminoácido pero no prueba un rasgo visible.
Respuesta: Se aceptan paráfrasis, notaciones equivalentes y otro orden de razonamiento que cumplan todos los criterios. Fracciones, porcentajes y decimales equivalentes son válidos; conserva unidades y sentido cuando proceda. Un ejemplo de respuesta no es una cadena obligatoria. La revisión es semántica por autoevaluación o docente, no por igualdad literal. Criterios: Transcribir por cadena codificante: original AUG GAA UUU UAA; S AUG GAG UUU UAA; V AUG GUA UUU UAA, todos 5′→3′. Traducir original y S a Met–Glu–Phe y V a Met–Val–Phe; no contar parada como aminoácido. Distinguir cambio de base, de producto y de fenotipo: S no cambia ese segmento; V cambia un aminoácido pero no prueba un rasgo visible. Modelo orientativo: Los ARN son 5′-AUG GAA UUU UAA-3′ (original), 5′-AUG GAG UUU UAA-3′ (S) y 5′-AUG GUA UUU UAA-3′ (V). Original y S producen Met–Glu–Phe; V produce Met–Val–Phe. S no cambia este segmento proteico. V cambia un aminoácido, pero eso no demuestra por sí solo un efecto funcional o un fenotipo distinto.
Cadena codificante, dos sustituciones y código distinguen cambio de base y de aminoácido; el fenotipo no se infiere solo.
Una hoja y una raíz de la misma planta tienen secuencia idéntica en el gen estudiado. Las cantidades se miden con el mismo método por igual número de células; son unidades relativas, no concentraciones absolutas. En la hoja se registran ARNm = 10 y proteína = 8; en la raíz, ARNm = 1 y proteína = 1. Además, los tejidos crecieron en condiciones distintas. Compara «la hoja tiene otro alelo» y «la expresión difiere». Elige qué sustenta el registro y diseña un contraste para investigar la influencia de las condiciones sin cambiar a la vez el tejido.
Ver solución explicada
- Relacionar secuencia idéntica del segmento con ausencia de apoyo para otro alelo en ese segmento.
- Relacionar las mediciones de ARNm y proteína por igual número de células con expresión distinta.
- Reconocer confusión tejido/condiciones; proponer comparar el mismo tejido bajo condiciones que difieran solo en el factor investigado, con réplicas y misma normalización. No descartar variantes no estudiadas del genoma.
Respuesta: Se aceptan paráfrasis, notaciones equivalentes y otro orden de razonamiento que cumplan todos los criterios. Fracciones, porcentajes y decimales equivalentes son válidos; conserva unidades y sentido cuando proceda. Un ejemplo de respuesta no es una cadena obligatoria. La revisión es semántica por autoevaluación o docente, no por igualdad literal. Criterios: Relacionar secuencia idéntica del segmento con ausencia de apoyo para otro alelo en ese segmento. Relacionar las mediciones de ARNm y proteína por igual número de células con expresión distinta. Reconocer confusión tejido/condiciones; proponer comparar el mismo tejido bajo condiciones que difieran solo en el factor investigado, con réplicas y misma normalización. No descartar variantes no estudiadas del genoma. Modelo orientativo: La secuencia idéntica no apoya otro alelo en el gen estudiado. Las diferencias de ARNm y proteína por igual número de células apoyan distinta expresión. No se aísla una causa ambiental porque también cambia el tejido. Compara el mismo tejido en plantas comparables bajo condiciones controladas que difieran solo en el factor investigado, con réplicas y la misma normalización. No se descartan variantes en otras regiones no estudiadas.
Identidad genética y productos diferentes apoyan expresión; tejido y ambiente confundidos impiden causalidad ambiental.
En un modelo de planta aparece una mutación M en células de una hoja. Se estudian dos reproducciones distintas: semillas por fecundación y clones originados cada uno de una célula de esa hoja cuya secuencia se ha comprobado que contiene M. En el modelo, todos los gametos conservan la secuencia original; no se producen mutaciones nuevas. Predice en qué descendencia se transmitirá M y revisa la frase «si una planta cambia, todas sus crías heredan el cambio». Justifica por el tejido de origen de cada reproducción.
Ver solución explicada
- Predecir ausencia de transmisión de M en semillas por gametos originales, bajo el modelo sin mutaciones nuevas.
- Predecir transmisión de M en clones derivados de las células de hoja que portan M.
- Rechazar herencia automática a toda descendencia y relacionar cada reproducción con su línea celular.
Respuesta: Se aceptan paráfrasis, notaciones equivalentes y otro orden de razonamiento que cumplan todos los criterios. Fracciones, porcentajes y decimales equivalentes son válidos; conserva unidades y sentido cuando proceda. Un ejemplo de respuesta no es una cadena obligatoria. La revisión es semántica por autoevaluación o docente, no por igualdad literal. Criterios: Predecir ausencia de transmisión de M en semillas por gametos originales, bajo el modelo sin mutaciones nuevas. Predecir transmisión de M en clones derivados de las células de hoja que portan M. Rechazar herencia automática a toda descendencia y relacionar cada reproducción con su línea celular. Modelo orientativo: Las semillas reciben secuencia original de los gametos. Los clones proceden de las células de hoja que adquirieron M, por lo que transmiten M dentro del modelo sin mutaciones nuevas. La reproducción y la línea celular determinan la transmisión; no basta que cambie una célula de la planta.
Ubicación somática y origen gamético o clonal condicionan transmisión; no basta conocer que M existe.
El ARNm original es 5′-AUG UAU GGC UAA-3′, con inicio en AUG. Usa AUG→Met, UAU→Tyr, GGC→Gly, UAG/UAA→parada; el modelo no permite saltar una parada. El registro mutante dice 5′-AUG UAG GGC UAA-3′, pero el informe del producto afirma conservar Met–Tyr–Gly. Comprueba si los dos registros son compatibles con el modelo. Predice el segmento mutante y propone dos verificaciones que distingan error de secuencia y error de identificación del producto.
Ver solución explicada
- Traducir el mutante a Met solamente por UAG en segundo codón; distinguirlo del original Met–Tyr–Gly.
- Concluir incompatibilidad entre registros bajo el modelo sin saltar parada.
- Proponer una nueva comprobación de secuencia de ARN y otra de identidad/longitud del producto del mismo material; admitir verificación de identificación de muestras. No afirmar una causa única.
Respuesta: Se aceptan paráfrasis, notaciones equivalentes y otro orden de razonamiento que cumplan todos los criterios. Fracciones, porcentajes y decimales equivalentes son válidos; conserva unidades y sentido cuando proceda. Un ejemplo de respuesta no es una cadena obligatoria. La revisión es semántica por autoevaluación o docente, no por igualdad literal. Criterios: Traducir el mutante a Met solamente por UAG en segundo codón; distinguirlo del original Met–Tyr–Gly. Concluir incompatibilidad entre registros bajo el modelo sin saltar parada. Proponer una nueva comprobación de secuencia de ARN y otra de identidad/longitud del producto del mismo material; admitir verificación de identificación de muestras. No afirmar una causa única. Modelo orientativo: El mutante produce solo Met: UAG detiene la traducción antes de Tyr y Gly. Bajo el modelo, secuencia y producto declarado son incompatibles. Repite la lectura del ARN y comprueba identidad y longitud del producto del mismo material; verifica también la identificación de muestras. No se ha demostrado una causa única.
Código y cambio de tripleta predicen truncamiento; cotejar el producto aporta el conflicto a resolver.
Alineación curricular y fuentes
- DBA Ciencias Naturales V.1 (2016), grado 9.º, número 5. Selección parcial; páginas impresas 32. · Derechos Básicos de Aprendizaje: Ciencias Naturales, V.1
- EBC (2006), Ciencias Naturales, banda 8.º–9.º, páginas impresas 138–139. Código EBC de localización editorial, no numeración oficial. Correspondencia temática de la banda; la secuencia concreta de grado 9.º se fija por el DBA indicado. · Estándares Básicos de Competencias en Lenguaje, Matemáticas, Ciencias y Ciudadanas: Guía sobre lo que los estudiantes deben saber y saber hacer con lo que aprenden
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