¡Hola, Steemians!
Comenzaré a compartir con la comunidad de #stem-espanol algunos artículos de experimentos y proyectos científicos/tecnológicos que he realizado a lo largo de mi vida académica. Esta es mi primera publicación y en ella explico el procedimiento de extracción del ADN de la fresa (Fregaria vesca), espero les parezca interesante <3
RESUMEN
Palabras claves: DNA, ácidos nucleicos, ácido desoxirribonucleico, genética, herencia.
INTRODUCCIÓN
La idea de que el material genético se transmite de manera física de los progenitores a sus descendientes fue aceptada desde los inicios del concepto de herencia. La investigación de la estructura de las biomoléculas, que se inició a finales del siglo XIX, progresó considerable-mente, sentando las bases para la descripción del material genético en términos químicos. Aunque tanto las proteínas como los ácidos nucleicos se consideraban como los mejores candidatos para desempeñar la función de material genético, hasta la década de 1940 muchos genéticos se inclinaban por las proteínas. Varios factores contribuyeron a esta creencia. Primero, las proteínas son abundantes en las células. Aunque el contenido en proteínas puede variar considerablemente, más del 50 por ciento del peso celular seco pertenece a estas moléculas. Puesto que las células tienen tal cantidad y variedad de proteínas, no es de extrañar que los primeros genéticos creyeran que algunas de estas proteínas pudiesen tener la función de material genético. El segundo factor fue la propuesta aceptada a principios y mediados del siglo XX sobre la estructura química de los ácidos nucleicos. El químico suizo Friedrick Miescher fue el primero en estudiar el DNA, en 1868. Tras separar los núcleos del citoplasma celular, aisló una sustancia ácida de los núcleos a la que llamó nucleína. Miescher demostró que la nucleína contenía grandes cantidades de fósforo pero no de azufre, características que la diferenciaba de las proteínas. Cuando las técnicas analíticas mejoraron se observó que los ácidos nucleicos, incluyendo el DNA, estaban formados por cuatro bloques moleculares similares llamados nucleótidos.
Como una estructura de cuatro nucleótidos es relativamente simple, los genéticos creyeron que los ácidos nucleicos no suministraban la suficiente cantidad de variación química que se esperaba para el material genético. Las proteínas, en cambio, contienen 20 aminoácidos diferentes, lo que proporciona la base para una variación substancial. El resultado de todo esto fue que se desvió la atención de los ácidos nucleicos, reforzando las especulaciones de que las proteínas eran el material genético (Klung y Cummings, 2006). Sin embargo, en 1944 surgieron pruebas experimentales directas de que los ácidos nucleicos, en concreto el DNA, eran los que servían de base a la información en el proceso de la herencia. Entre 1944 y 1953, muchos científicos buscaron información que pudiera responder a una de las preguntas más intrigantes de la historia de la biología: ¿cómo puede servir el DNA de base genética para los procesos de la vida? Dadas las complejas pero ordenadas funciones adscritas a la molécula de DNA, se creía que la respuesta dependería de su estructura química. Estos esfuerzos se vieron recompensados en 1953 cuando James Watson y Francis Crick expusieron su hipótesis sobre la naturaleza de doble hélice del DNA, basándose en estudios previos realizados por otros científicos como Erwin Chargaff, Maurice Wilkins y Rosalind Franklin (Madden, D. 2011). La suposición de que las funciones de la molécula se clarificarían más fácilmente tras determinar su estructura general fue correcta. Este descubrimiento fue tan importante que mereció el Premio Nobel para tres científicos: los ingleses Maurice Wilkins y Francis Crick, y el norteamericano James Watson (Ortega, Montiel y Alvarado, 2005).
MARCO METODOLÓGICO
La primera actividad que se debe realizar para lograr el objetivo planteado es remover la hoja de frutos maduros de Fragaria vesca. La cantidad usada debe ser de unos veinte frutos de Fragaria vesca aproximadamente. Seguido de esto se prosigue con la trituración de la pulpa, para lo cual se debe trasladar todos los frutos a un mortero y se emplea el mazo hasta que la muestra quede lo más liquida posible. Se pasa todo el triturado un vaso precipitado y se le añade agua proporcional a la muestra completa, para posteriormente adicionar dos cucharadas de jabón líquido y una de sal. Con un colador se filtra el triturado, se vierte en otro vaso de precipitado y se deja reposar la muestra durante alrededor de 15 minutos (Fig.1). Una vez culminado este tiempo se le añade 1 taza de alcohol isopropílico al 70% frío por los bordes del vaso precipitado, de forma lenta y constante. Se deja reposar la muestra durante 2 minutos y se observa la reacción.
Figura 1. Filtración del triturado del fruto de Fragaria vesca.
RESULTADOS
Se separaron las hojas del fruto de Fragaria vesca y se logró triturar la muestra lo suficiente hasta que la pulpa de la fruta se convirtiera en un líquido espeso a la cual, después de agregársele la sal y el detergente, se pasó por un colador para poder separar los grumos y residuos sólidos. La muestra se dejó reposar durante 15 minutos y no se observó ningún tipo de cambio durante este período. Posteriormente, cuando se agregó el etanol frío, se observó cómo fibras finas y blancas aparecieron en la parte superior de la mezcla (Figs. 2 y 3).
Figura 2. Vista superior de las fibras de DNA de un fruto de Fragaria vesca.
Figura 3. Vista lateral de las fibras de DNA y restos del fruto en el fondo de un vaso de precipitado.
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Gracias a la trituración de la pulpa del fruto de Fragaria vesca, se logró obtener un muestra casi líquida de la misma después de la extracción de grumos en la misma, lo que permitió que se comenzaran a romper las paredes celulares de la fruta gracias a la fuerza física aplicada por el mortero. Posteriormente, se le agregó sal a la muestra con la finalidad de que el DNA pueda precipitarse en alcohol. Como lo explica el Genetic Science Learning Center de la Universidad de Utah, el sodio encontrado en la sal es un ion cargado positivamente mientras que las fibras de DNA tienen altas cargas negativas, por lo que el Na las neutraliza y permite que los filamentos se junten en grandes cantidades precipitándose en alcohol, ya que de lo contrario permanecerían en la parte acuosa de la solución.Por otra parte, es importante resaltar el papel del detergente en la solución, el cual es necesario para romper la membrana y el núcleo de la célula, liberando así el DNA en el medio. La membrana celular está conformada por dos capas de fosfolípidos (moléculas de grasa) y proteínas, el detergente al acercase a la célula se une a éstos provocando la ruptura de la membrana. Las moléculas de jabón y de
grasa tienen estructuras similares (cabeza hidrofílica y una cola hidrofóbica) que causa la combinación de ambos en forma de micelas, las cuales tienen las cabezas hacia afuera (de manera que estén orientadas hacia el agua) y sus colas hacia adentro para protegerse del agua (Audesirk, Audersirk y Byers, 2003). Para culminar el experimento el filtrado entró en contacto con el alcohol isopropílico con el objetivo de precipitar el ADN al contacto con éste. Esto sucede porque el ADN es soluble en agua pero insoluble en alcohol, lo cual origina que en presencia de éste se aglutine o se precipite formando partículas macroscópicas que lo hacen visible. Además, el alcohol isopropílico es vertido por las paredes del vaso para que éste se quede en la parte superior de la muestra flotando sobre ella debido a que es menos denso que el agua, para que de esta manera los filamentos de DNA aparezcan en la parte de arriba del filtrado mientras que los restos del fruto y de material genético queden en el fondo del vaso de precipitado. (Ortega, Montiel y Alvarado, 2005). El alcohol isopropílico debe estar frío para aumentar la insolubilidad del DNA en el mismo y hacer que se precipite mejor. Finalmente se lograron observar delgadas fibras blancas que flotaban en la muestra, las cuales se identificaron como el DNA de la Fragaria vesca.
BIBLIOGRAFÍA
Audesirk T., Audesirk G. y E. Byers. (2003). Biología: La vida en la Tierra. DNA: la molécula de la herencia. Prentice Hall-México (Libro en línea). Disponible en: http://es.calameo.com/read/0032128441763ecd7d81c
Klung, W y Cummings, M. (2006). Conceptos de Genética. 8va Edición. Prentice Hall Madrid – España.
Madden, D. (2011). Science in School. Descubriendo el ADN (Revista en línea). Disponible en: http://www.scienceinschool.org/print/2298
Ortega, Montiel y Alvarado (2005). Correo del Maestro. Aislamiento del ADN a partir de células vegetales (Revista en línea). Disponible en: http://www.correodelmaestro.com/pruebas/ante-riores/2005/noviembre/2nosotros114.htm
Buen relato de la historia, me gusta mucho como Friedrick logró llegar a ese punto con la tegnologia que se tenia en su tiempo
Gracias por compartir
Hola bienvenida @valentinaa seria bueno que redactaras una publicación relacionada con el trabajo que acabas de publicar, con el fin de poder verificar tu perfil y nosotros asegurarnos para poder darte apoyo más adelante