EPIGENÉTICA: ¿Cómo las moléculas de Metil y acetil controlan la expresión génica?. Guía

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http://Teach.Genetics.utah.edu
EPIGENÉTICA
Modelo DNA e Histona
Model
A © 2009 University of Utah

Esta guía fue traducida por GAToledo, SFC, 2017
RESUMEN
Esta guía permite a los estudiantes crear un modelo 3D,
usando la técnica de “recorta y pega” que les permitirán
ilustrar cómo las moléculas de histonas, de acetil y de metil
controlan el acceso al DNA y afectan la expresión de un gen.
.

OBJETIVOS APRENDIZAJES
• El DNA se enrolla alrededor de proteínas
histonas.
• Un DNA enrollado de manera compacta es
inaccesible para que la maquinaria que lee un
gen.
• Las moléculas de metil se unen al DNA y
bloquean el acceso a los genes.
• Las moléculas de acetil se unen a las histonas
y mejoran el acceso a los genes.

LOGISTICA
TIEMPO REQUERIDO
• TIEMPO DE CLASE: 70 min+20 minutos de
discusión.
• Tiempo de preparación: 15 min.
MATERIALES
• Copias de moléculas para recortar e instrucciones para el
estudiante
• Tijeras
• Cinta adhesiva
• Clips pequeños
CONOCIMIENTOS PREVIOS
DNA, genes, Maquinaria celular “lectora” degenes
y proteínas producidas
APROPIADA PARA
Primaria Intermedia Secundaria College

Para saber más:
http://learn.genetics.utah.edu/content/epigenetics/

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EPIGENÉTI CA
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B © 2009 University of Utah

IMPLEMENTACIÓN DE LA CLASE
INSTRUCCIONES DE LA ACTIVIDAD
Distribuya los materiales a parejas de estudiantes y ayúdeles para que sigan
las instrucciones de las páginas 1-4.
TIP: Para ahorrar tiempo, divida al curso en dos grupos. Solicite a las parejas de una
mitad del curso completar la sección de la actividad de las páginas 1-2 denominada
“Dejando al DNA Inaccesible” y pida a la otra mitad del curso que complete la
sección de l actividad denominada “Dejando al DNA accesible” (páginas 3-4). Tenga
planificado que los alumnos compartan sus diferentes modelos.

ASPECTOS A DISCUTIR
• Metil y acetil influyen en la expresión genética controlando el acceso al DNA.
La maquinaria de lectura genética de la célula es bloqueada por metil que se une directamente al DNA, o cuando el DNA
está empacado estrechamente alrededor de las histonas. El acceso es más fácil cuando el acetil provoca que el DNA sea
empacado más flojamente alrededor de las histonas.
• Metil y acetil son marcadores EPIGENÉTICOS – químicos que actúan como “INTERRUPTORES“ que determinan la
expresión genética sin cambiar el código genético. Los marcadores EPIGENÉTICOS activan o desactivan los genes en
respuesta a señales celulares, creando una capa de control dinámico llamado el EPIGENOMA.
• Las Enzimas juegan un rol importante en la expresión genética facilitando la adición o la remoción de metil y
acetil. En la adición, las enzimas son una parte de la “MAQUINARIA LECTORA DE GENES”.
MODIFICATIONES OPCIONALES
• Introduce el siguiente vocabulario a los estudiantes más avanzados:
» Nucleosoma: un solo carrete de histona con su DNA asociado. Una subunidad de cromatina.
» Cromatina: el material que forma un cromosoma.
» RNA Polimerasa: la “Maquinaria lectora de genes”
• Metil fijados al DNA entre una Citosina (C) y Guanina (G) en regiones conocidas como islas CpG (p significa
aquí que están enlazadas por fosfato), donde la frecuencia de pares de base C-G es más alta que en otros
extensiones del DNA. Instruya a los estudiantes a poner atención en las islas CpG a lo largo de Cinta de DNA
cuando fije las moléculas de metil y tenga que colocarlas apropiadamente. También se puede usar clips de
colores diferentes en el lugar donde fijes los recortes de las moléculas de metil para resaltar mejor el área
donde el metil está fijada al DNA.
• Elija una región de la Cinta de DNA para representar un gen. Solicite a los estudiantes que lo pinten color para
resaltarlo, antes de fijar y enrollar la Cinta de DNA a su carrete de histona. Pida a los estudiantes que visualmente
mantengan un control del gen a medida que desarrollan la actividad. Discuta cómo la metilación y acetilación
podrían afectar la expresión de un gen.
CANTIDADES

POR GRUPO DE 2:

• Una copia de instrucciones y
moléculas para recortar,
págs. 1-8.
• Tijeras
• Cinta adhesiva invisible
• 8 clips tamaño estándar (Nº.
1, aprox. 3 cm largo)

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• Debido a que la acetilación de la histona y la metilación del DNA son manejadas por constantes señales celulares, la
estructura física del genoma es dinámica. Una vez que los estudiantes hayan construidos ambos modelos (DNA Inaccesible
y DNA Accesible), pídales que describan la naturaleza dinámica de la estructura física del genoma, que manipulan sus
modelos, en respuesta a señales de activación y desactivación de genes. Por ejemplo: Comience con un modelo inaccesible
de DNA. En el símbolo de “gene on” pida a los estudiantes que acetilen sus histonas, desmetilen y desenrollen las Cintas de
DNA. En el símbolo de “gene off” pida a los estudiantes que desacetilen sus histonas, enrollen sus Cintas de DNA más
apretadamente y añadan metil. Discuta cuándo una célula puede recibir tales señales.
EXTENSIONES
¡Haz un cromosoma!
• Reúna los DNA y Modelos de Histonas de todo el curso, más otros si fuese posible y apílelos. Los modelos que reúnas
pueden ser estrechamente empaquetados y metilados, o flojamente empaquetados y acetilados a una combinación
de ambos. Asegúrate de conectar la Cinta de DNA para formar una largo y continuo modelo.
• Los estudiantes verán que los cromosomas están formados por DNA e histonas.
RECONOCIMIENTOS
This activity is a product of the 2008 Beyond the Central Dogma Master Teacher Summer Institute.
Funding was provided by a Science Education Partnership Award from the National
Center for Research Resources, a component of the National Institutes of Health.
PERMISOS
Please see: http://learn.genetics.utah.edu/permissions/ to read our Permissions Policy.

NOMBRE
FECHA PRINT-and-GO™
1 © 2009 University of Utah

Modelo de DNA e Histona
¿Cómo las moléculas controlan la expresión génica?

DEJANDO AL DNA INACCESIBLE
Recorte todas las moléculas de las páginas 5-8, Ensambla la cinta de
DNA con el carrete de histona. Únalos con 8 clips.
Fije las histonas remanentes a lo largo de Cinta de ADN a una
distancia de 2 tiras de DNA de separación (casi 16 cm).
En la célula, El ADN está empaquetado alrededor de
“moléculas carretes proteicas” llamadas histonas. Fije Un
extremo de la cinta de DNA a la histona. Doble una de las
colas de las Histona sobre la cinta de DNA para permitir
que se mantenga en ese lugar. Asegúralo con un clip.
Sostenga verticalmente en una mano a la primera histona. Enrolle la Cinta
de ADN en sentido de los punteros del reloj alrededor de ella casi dos
veces o hasta que topes la próxima histona. Doble todas las colas de las
Histona sobre Cinta de ADN permitiendo mantenerlas en su lugar y
asegúrala con un clip.

En una célula real, un trozo de DNA se enrolla alrededor de
una histona casi 1,7 veces y las colas de las Histona se
envuelve alrededor de DNA enrollado de forma similar.

NOMBRE

Modelo de DNA e Histona DEJANDO AL DNA INACCESIBLE cont.
Tratando de no plegar O doblar la Cinta de DNA, enróllela alrededor
de la próxima histona. De nuevo, doble las colas de las Histona
alrededor de la Cinta de DNA y asegúrela con un clip. Repita esto
hasta que toda la Cinta de DNA haya sido enrollada. Las histonas
deberían empezar a apilarse en la parte superior a medida que las
enrollas.
.
Remueve las Moléculas de metil y desarma tu modelo pasando al
próximo paso: “DEJANDO AL DNA ACCESIBLE”
Cuando el ADN está estrechamente enrollado alrededor de las
histonas, tiende a haber muchas Moléculas de metil alrededor de
él. Las Moléculas de metil cubren al DNA, dejándolo imposible de
ser leído el gen por la maquinaria lectora de la célula. Use cinta
adhesiva para fijar las moléculas de metil recortadas a las áreas
expuestas de tu Cinta de ADN.
Los genes son activados cuando moléculas lectoras de genes se fijan y
se mueven a lo largo de área accesible del DNA, “leyendo” el código
del DNA a medida que se desplaza por la molécula. Trate de fijar y
mover el recorte de la Maquinaria lectora de Genes en un área de la
cinta de ADN que no haya sido enrollada alrededor de una histona o
esté cubierta por metil. ¿Puede la maquinaria leer un trozo
significativo de DNA? ¿Está activo o inactivo el gen?

NOMBRE

Modelo de DNA e Histona
¿Cómo las moléculas controlan la expresión génica?

DEJANDO AL DNA ACCESIBLE
Recorte todas las moléculas de las páginas 5-8, ensamble la
Cinta de DNA con el carrete de histona. Únalas con 8 clips.
Fije una histona acetilada a un extremo de tu Cinta de ADN,
asegúrela con un clip.

Fije las histonas acetiladas remanentes a lo largo de la Cinta de ADN
a una distancia de 2 tiras de DNA de separación (Ca.16 cm).

Sostenga verticalmente la primera histona en una mano. Enrolle en
ella la Cinta de ADN unas dos vueltas, en sentido de los punteros del
reloj, hasta que la primera histona toque a la próxima.
El ADN está empaquetado alrededor de “moléculas carretes
proteicas” llamadas histonas. A veces, moléculas de acetil se unen a
las colas de las Histona. Fija dos moléculas de acetil a cada histona en
diferentes ubicaciones. Para fijar las moléculas, tire una cola de
histona a través del corte en el centro de las moléculas de acetil.
Ahora tus histonas are “acetiladas”.

NOMBRE

Modelo de DNA e HistonaDEJANDO AL DNA ACCESIBLE cont.
En una célula real, la adición de moléculas de acetil
provoca que las histonas se distancien unas de otras.
Asegúrate que ninguna parte de las histonas vecinas se
toquen, incluyendo las moléculas de acetil. Si así fuese,
desenrolle un poco la Cinta de DNA para aumentar el
espacio entre las histonas. Asegura la Cinta de DNA con
clip.
Enrolle la Cinta de ADN en sentido de los punteros del reloj alrededor de
la próxima histona. Nuevamente, Asegúrate que ninguna parte de las
histonas vecinas se toquen y luego asegura la Cinta de ADN con un clip.
Repite esto hasta Cinta de ADN haya sido enrollada alrededor de todas
las histonas. Las histonas y el DNA deberían estar enrolladas flojamente,
con algo de espacio entre las histonas.
Los Genes pueden activarse cuando moléculas lectoras de genes (la
ARN polimerasa) se fijan y se mueven a lo largo del ADN que está
accesible, “leyendo y transcribiendo” el código del DNA a medida
que se desplazan por la molécula. Trata de fijar y mover la
“maquinaria lectora del Gen” que recortaste a lo largo de la Cinta de
ADN que no está enrollada alrededor de una histona. ¿Puede leer la
maquinaria algún tramo significativo del DNA? ¿Debería estar activo
o inactivo este gen?

NOMBRE

CARRETE-HISTONA -Set1
Pegue los extremos de cada histona para formar un carrete.

tape here tape here
Pega aquí Pega aquí
Corta por aquí Corta por aquí

NOMBRE

CARRETE-HISTONA-Set2
Pegue los extremos de cada histona para formar un carrete.

Corta por aquí---------- Corta por aquí----------

NOMBRE

Hebras de DNA
Forma una larga cinta de DNA, pegando las puntas de las 8 tiras cortas.

NOMBRE
FECHA
PRINT-and-GO
™
Metil, Acetil y maquinaria lectora de genes
Corta los modelos de metil, acetil y maquinaria lectora de genes. Haz una corte en la línea marcada
sobre la palabra acetil. Además, corta la lengüeta en forma de U, demarcada en el centro de la
maquinaria lectora de genes (ARN polimerasa)
Corta siguiendo esta línea
Corta siguiendo esta línea
© 2009 University of Utah 8

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