¿CÓMO NOS HACE DIFERENTES EL ADN? EXTRACCIÓN DE ADN HUMANO Y DE CEBOLLA Autores: BELLO TAPIA KAREN AIDEE Profesoras: BIOL. MA. ELENA CORTES TORRES Escuela: ESC. SECUNDARIA GENERAL “ATLATLAHUCAN” CLAVE: 17DES0038C Categoría: CIENTÍFICA, SECUNDARIA Área en la que participa: CIENCIAS BIOLÓGICAS, QUÍMICAS Y AMBIENTALES: EXPERIMENTAL PROYECTO ESCOLAR. OBJETIVO: Dar a conocer como el ADN nos hace diferentes ANTECEDENTES: El ADN fue identificado por el biólogo suizo Friedrich Miescher en los núcleos de las células, dándole a la sustancia encontrada el nombre de nucleína. Años después James Watson en conjunto con el británico Francis Crick que descubrieron la estructura de doble hélice del ADN. Es en efecto que gracias a ellos se sabe que el patrimonio genético humano se basa en 23 pares de cromosomas. MARCO TEÓRICO: El ADN (ácido dexorribonucléico) se conoce como la molécula de la vida, porque es la que constituye la información genética heredable del núcleo celular, de los plásmidos, y de la mitocondria, que forman la base del desarrollo de los seres vivos. El ADN se encuentra en el núcleo de las células en una secuencia comprensible para la máquina celular. Este enorme manual de instrucciones lleva 3.500 millones de letras que se encuentran conectadas. Estas letras son en realidad nucleótidos, compuestos químicos formados por una base nitrogenada (ADENINA, CITOCINA, GUANINA, o TIMINA), un azúcar (la dexosirribosa) y un grupo fosfato que permite la unión. Para determinar como están ordenados los nucleótidos se utiliza un conjunto de métodos y técnicas bioquímicas conocidas como secuenciación. La secuenciación del genoma humano ha sido un megaproyecto, pues el ser humano posee entre 25,000 y 30,000 genes distintos. Sin embargo, esta información sería de gran ayuda en medicina genética. En este proyecto se intentó extraer ADN humano con métodos caseros y utilizando sangre humana. La sangre humana está formada por tres tipos diferentes de células: eritrocitos (glóbulos rojos), leucocitos (glóbulos blancos) y trombocitos (plaquetas). Se utilizaron los leucocitos para extraer el ADN de la sangre, debido a que los eritrocitos no tienen núcleo. Los leucocitos (glóbulos blancos) son los encargados de la defensa, todos ellos tienen núcleo, y la forma de estos es muy distinta. Algunos de ellos, poseen unos gránulos en el citoplasma, mientras que otros, carecen de ellos. Los granulocitos se subdividen en neutrófilos, eosinófilos y basófilos, y los agranulocitos en monocitos y linfocitos. El ADN (ácido desoxirribonucleico) es la sustancia que nos hace diferentes a cada uno de los seres humanos; siendo el portador de la información genética que se trasmite de padres a hijos; los seres humanos compartimos el 99.9% y solo es una sutil variación del 0.1% entre las secuencias individuales. Así también se realizó la extracción de ADN de cebolla (Allium cepa sp), utilizando métodos caseros. La cantidad de cromosomas en una cebolla es menor, pues consta de 16 cromosomas divididos en 8 pares. Estructuralmente, las células vegetales y animales se diferencian por la presencia de pared celular y cloroplastos, en las primeras. El que exista pared celular implica, un poco de mayor resistencia para poder romper la célula y extraer el ADN. Pero, consultando la bibliografía, como se utiliza detergente, ésta sustancia tiene la facilidad de romper tanto la pared como la membrana plasmática en un solo paso. METODOLOGÍA 1. 2. 3. 4. 5. 6. Elección del tema Búsqueda de la bibliografía Diseño de los experimentos Reunión de los materiales Extracción de ADN de cebolla y del ser humano Obtención de resultado y conclusiones. DESARROLLO Extracción de ADN de una cebolla Material: 1 cebolla grande y fresca, detergente liquido, sal, agua destilada alcohol de 96° (bien frio), zumo de papaya o piña 2 vasos grandes y largos, un vaso (se mantuvo en la nevera hasta ocuparse), filtro para café, cuchillo, licuadora, y agitador Procedimiento: 1. Se cortó en cuadros la parte central de la cebolla, aproximadamente un cuarto de toda la cebolla 2. En uno de los vasos se vertieron 3 cucharitas de detergente y 1 de sal y se agregó la cebolla. (El detergente rompe la pared celular y las membranas plasmática y nuclear). 3. Luego se agregó el agua destilada hasta llenarlo y se licuó durante 30 segundos a máxima velocidad. 4. En el vaso que se conservo en la nevera, se filtró la sustancia obtenida hasta llenar la mitad del vaso. 5. En seguida, se adicionó tres cucharadas de zumo de piña y se mezcló perfectamente. (El zumo evita que las enzimas degraden el ADN) 6. Luego, se añadió el alcohol hasta llenarlo y se dejó reposar de 2 a 3 minutos hasta que se formó una zona turbia entre las dos capas. Después con ayuda del agitador sacó una maraña y se observó. (El alcohol permite que el ADN se precipite y se pueda observar). Extracción de ADN humano Material: 5 ml de sangre humana pipeta Pasteur, zumo de piña, detergente liquido, alcohol de 96°, agua destilada, centrífuga, gradilla, 1 tubo de ensayo con EDTA, filtro para café. Procedimiento: 1. Se tomó una muestra de sangre de 5ml en el tubo de ensayo 2. Luego se centrifugó de 5 a 10min a 5000rpm para separar los glóbulos blancos que se encuentran en medio del el paquete globular y del plasma. 3. En seguida, se obtuvieron los leucocitos con ayuda de la pipeta y se colocaron en otro tubo de ensaye. 4. Posteriormente, se adicionaron 3 ml de una solución 0.1 M de sal y una gota de detergente y se mezclaron suavemente. (En procedimientos no caseros, se utiliza SDS y tritón x 100, ambos al 1%, en lugar de detergente) 5. Se filtró el contenido y se adicionó una gota de zumo de piña, mezclándose suavemente. 6. Después se añadieron 3 ml de alcohol frio y se dejó reposar. 7. Se centrifugó la solución por 5 min a 3000 rpm para rescatar el botón que contiene a ADN. RESULTADOS El procedimiento realizado para extraer ADN de cebolla, ésta ampliamente difundido en el internet, debido a que es un procedimiento sencillo y se puede observar claramente el ADN extraído. Con la cantidad de cebolla que se utilizó, a simple vista la cantidad de ADN obtenida fue de un 25%. Por otro lado, se realizó la extracción de ADN a partir de sangre humano, utilizando un procedimiento casero similar al de la cebolla. Sin embargo, se realizaron algunas modificaciones, como la centrifugación de la sangre para poder obtener los leucocitos, los cuales presentan núcleo celular a diferencia de los eritrocitos. Así también, se tuvieron que realizar las modificaciones requeridas por el tipo y la cantidad de material con el que estábamos trabajando. Para mantener una solución isotónica, se utilizó una solución 0.1M de sal, en lugar de la solución aproximadamente 1M que se utilizó en el procedimiento de la cebolla. Así también se continuó utilizando detergente lavavajillas (sólo una gota) en lugar de los detergentes sugeridos (SDS y tritón x 100). Con éste procedimiento se obtuvo aproximadamente el 5% del total de sangre utilizada. Pero, comparada con la cantidad de glóbulos blancos se obtuvo más de la mitad de ADN. Sin embargo, éste no se pudo recuperar en forma de fibras sino sólo cómo un botón de material gelatinoso. CONCLUSIONES EL ADN es la molécula de la vida, todos los organismos la contienen y es la que se encarga de hacernos diferentes. Distintos organismos presentan diferente número de cromosomas, es decir, diferente información genética; lo que se traduce en diferentes características morfológicas. Realizando este proyecto se pudo conocer mejor las características de ADN y su importante función. Así también, se pudo observar de manera macroscópica el ADN de dos organismos, uno vegetal y otro animal. Se espera seguir estudiando esta interesante molécula en los posteriores niveles de enseñanza que falta por cursar. BIBLIOGRAFÍA 1. http://www.dnai.org/downloads/origami_inst.pdf 2. http://www.jpimentel.com/ciencias_experimentales/pagwebciencias/pagweb/la_cien cia_a_tu_alcance_II/quimica/Experiencias_quimica_extraccion_de_adn 3. http://www.bioapuntes.cl/laboratorio/extrac-adn.htm 4. Tu_alcance_II/Experiencias_quimica_extraccion_de_ADn 5. http://html.rincondelvago.com/acidos-nucleicos.html 6. http://es.wikipedia.org/wiki/Proyecto_Genoma_Humano 7. http://html.rincondelvago.com/extraccion-de-adn-humano.html AGRADECIMIENTOS Se agradece al C. Emmanuel A. Martínez Quintero por donar su sangre para el experimento y a los “Laboratorios Clínicos Atlatlahucan”, por extraer la sangre y permitir utilizar la centrifuga.