Este documento presenta la elaboración de una maqueta de 3D de ADN y 3 enzimas de restricción utilizando materiales reciclados. Describe los objetivos, marco teórico sobre enzimas de restricción, ADN ligasa y métodos de corte, los materiales y metodología utilizados para construir la maqueta con alambre y plastilina, y concluye resaltando la importancia de reconocer la estructura del ADN y función de las enzimas de restricción.

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL
CURSO:
BIOTECNOLOGIA
TEMA:
“MAQUETA DE 3 ENZIMAS DE RESTRICCON CLIVANDO DEL ADN”
DOCENTE:
Dr. SOTO GONZALES, HEBERT HERNAN
PRESENTADO POR:
LOPEZ CALACHUA, JENNIFER ANDREA
ILO
Noviembre, 2020
VII SEMESTRE

2. CONTENIDO
INTRODUCCION ..................................................................................................................... 3
OBJETIVOS............................................................................................................................... 4
OBJETIVO GENERAL ......................................................................................................... 4
OBJETIVOS ESPECIFICOS ................................................................................................. 4
MARCO TEORICO................................................................................................................... 5
Enzimas de restricción............................................................................................................ 5
Ligadura y digestión de enzimas de restricción...................................................................... 6
El ADN ligasa......................................................................................................................... 7
MATERIALES........................................................................................................................... 8
METODOLOGIA ...................................................................................................................... 8
RESULTADOS.......................................................................................................................... 9
CONCLUSIONES ................................................................................................................... 11
RECOMENDACIONES .......................................................................................................... 11

3. INTRODUCCION
La biología molecular ha revelado en el último siglo varios de los mecanismos fundamentales
que sustentan el funcionamiento de la célula. Hoy en día, el papel de las biomoléculas
poliméricas —el ácido desoxirribonucleico ADN), el ácido ribonucléico (ARN) y las
proteínas— en la salud y en las aplicaciones biotecnológicas se estudia en todos los niveles
educativos. Algunos de los conocimientos más populares derivados de la biología molecular
son la codificación química de información en el ADN, la secuenciación del genoma humano,
la posibilidad de las terapias génicas, el diagnóstico molecular de enfermedades y la clonación
de genes. Estos conocimientos no solo han sido de alto impacto científico y tecnológico,
también han fascinado tanto negativa como positivamente al imaginario colectivo.
Los descubrimientos de la biología molecular y sus ramificaciones hacia la medicina, la
biología celular y la biotecnología no se pueden entender sin el avance de las herramientas de
análisis, síntesis y modificación de las moléculas de la vida. Entre los múltiples métodos de los
que se vale el biólogo molecular, cinco han sido pilares en el desarrollo de la biología molecular
y son parte esencial de la investigación moderna. Estos métodos son: electroforesis,
secuenciación, clonación, hibridación y reacción en cadena de la polimerasa.
Dada la importancia de la biología molecular en los últimos años, el objetivo de este trabajo es
presentar al estudiante que se aproxima por primera vez a esta ciencia un contexto histórico de
los métodos primordiales y sus fundamentos técnicos básicos. Finalmente, para el docente y el
científico profesional también se analizan sus desarrollos modernos.
Los descubrimientos de la biología molecular y sus ramificaciones hacia la medicina, la
biología celular y la biotecnología no se pueden entender sin el avance de las herramientas de
análisis, síntesis y modificación de las moléculas de la vida. Entre los múltiples métodos de los
que se vale el biólogo molecular, cinco han sido pilares en el desarrollo de la biología molecular
y son parte esencial de la investigación moderna. Estos métodos son: electroforesis,
secuenciación, clonación, hibridación y reacción en cadena de la polimerasa.

4. OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
 Elaborar una maqueta sin escala real de 3 enzimas de restricción en base a materiales
reciclados o artesanales, a una dimensión 3D.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
 Realizar una investigación de los fundamentos básicos de endonucleasas o enzimas de
restricción.
 Identificar las enzimas de restricción más comunes, su fuente, secuencia de
reconocimiento y resumen de restricción.

5. MARCO TEORICO
Enzimas de restricción
Las enzimas de restricción se encuentran en bacterias (y otros procariontes). Reconocen
secuencias específicas de ADN, llamadas sitios de restricción, y se unen a ellas. Cada enzima
de restricción reconoce solo uno o unos pocos sitios de restricción. Cuando encuentra su
secuencia blanca, la enzima de restricción cortará las dos cadenas de una molécula de ADN.
Por lo general, el corte es en o cerca del sitio de restricción y ocurre en un patrón ordenado y
predecible.
Como un ejemplo de cómo una enzima de restricción reconoce y corta en una secuencia de
ADN, veamos a EcoRI, una enzima de restricción de uso común en el laboratorio. EcoRI corta
en el siguiente sitio:
Figura 1:
EcoRI, una enzima de restricción
Cuando EcoRI reconoce y corta este sitio, siempre lo hace en un patrón muy específico que
produce extremos sobresalientes de ADN de cadena sencilla:
Figura 2:
Corte del sitio EcoRI
Si otro fragmento de ADN tiene secuencias sobresalientes complementarias (porque también
se cortó con EcoRI, por ejemplo), los extremos pueden unirse por complementariedad de bases.
Por esta razón se dice que las enzimas que dejan extremos de cadena sencilla producen extremos
cohesivos. Los extremos cohesivos son útiles en la clonación porque mantienen dos fragmentos
de ADN juntos para que el ADN ligasa los pueda unir.

6. No todas las enzimas de restricción producen extremos cohesivos. Algunas producen "extremos
romos", cortes a la mitad de la secuencia blanco que no dejan extremos de cadena sencilla. La
enzima de restricción SmaI es un ejemplo de enzima que corta así:
Figura 3:
Enzima de restricción SmaI
El ADN ligasa puede unir fragmentos romos entre sí. Sin embargo, es más difícil ligar
fragmentos romos (la reacción de ligación es menos eficiente y es más probable que falle)
porque no hay secuencias sobresalientes de cadena sencilla que sostengan a las moléculas de
ADN en su posición.
Ligadura y digestión de enzimas de restricción
Las enzimas de restricción o endonucleasas de restricción son enzimas procarióticas que
reconocen y cortan el ADN en secuencias específicas, denominadas sitios de restricción. Se
cree que evolucionaron como un mecanismo de defensa contra el ADN extraño, como el ADN
viral. Se han identificado más de 3000 enzimas de restricción. Algunas de las enzimas de
restricción más comunes se muestran en la siguiente tabla, donde las flechas hacia arriba y hacia
abajo muestran los sitios de escisión. Las enzimas de restricción se nombran según el organismo
procariótico del que se aíslan. Por ejemplo, los aislados de Escherichia coli comenzarían con
Eco. Como la tabla siguiente muestra, la digestión con las enzimas de restricción dará como
resultado extremos superpuestos o romos. EcoRI produce extremos superpuestos "pegajosos":
la enzima se escinde entre G y A en ambas hebras. Por otro lado, la escisión de la enzima de
restricción SmaI produce extremos "romos". La enzima se escinde entre G y C en ambas
cadenas.

7. Tabla 1:
Endonucleasas de restricción comunes
Enzima Fuente
Secuencia de
reconocimiento
Resumen de restricción
EcoRI Escherichia coli 5'GAATTC3'CTTAAG
5 '--- G ↓ AATTC --- 3'3'
--- CTTAA ↑ G --- 5 '
BamHI Bacillus amyloliquefaciens 5'GGATCC3'CCTAGG
5 '--- G ↓ GATCC --- 3'3'
--- CCTAG ↑ G --- 5 '
TaqI Thermus aquaticus 5'TCGA3'AGCT
5 '--- T ↓ CGA --- 3'3' --
- AGC ↑ T --- 5 '
HinfI Haemophilus influenzae 5'GANTCA3'CTNAGT
5 '--- G ↓ ANTC --- 3'3' -
-- CTNA ↑ G --- 5 '
Sau3A Staphylococcus aureus 5'GATC3'CTAG
5 '--- ↓ GATC --- 3'3' ---
CTAG ↑ --- 5 '
PvuII Proteus vulgaris 5'CAGCTG3'GTCGAC
5 '--- CAG ↓ CTG --- 3' *
3 '--- GTC ↑ GAC --- 5'
SmaI Serratia marcescens 5'CCCGGG3'GGGCCC
5 '--- CCC ↓ GGG --- 3' *
3 '--- GGG ↑ CCC --- 5'
HaeIII Haemophilus aegyptius 5'GGCC3'CCGG
5 '--- GG ↓ CC --- 3' * 3
'--- CC ↑ GG --- 5'
El ADN ligasa
Si ya conoces la replicación del ADN, tal vez ya te hayas encontrado con el ADN ligasa. En la
replicación del ADN, el trabajo del ADN ligasa es unir fragmentos de ADN recién sintetizados
para formar una cadena continua. Las ligasas utilizadas en la clonación de ADN hacen
básicamente lo mismo. Si dos fragmentos de ADN tienen extremos complementarios, el ADN
ligasa puede unirlos para formar una molécula sin interrupciones.

8. ¿Cómo logra esto el ADN ligasa? Mediante el uso de ATP como fuente de energía, la ligasa
cataliza una reacción en la que el grupo fosfato del extremo 5' de una cadena de ADN se une al
grupo hidroxilo del extremo 3' de la otra cadena. Esta reacción produce un esqueleto de azúcar-
fosfato intacto.
MATERIALES
 Alicates
 Plastilina de colores
 Cable viejo (aproximadamente 2m)
METODOLOGIA
1. De las tiras de cable usadas que ya se encontraban en desuso por su limitado tiempo de
vida de algunos cables, le retiré el plástico protector con ayuda de un cuchillo,
obteniendo los alambres para el soporte de mi maqueta del ADN. Cortando 2 trozos de
ella para simular el esqueleto azúcar-fosfato del ADN y 18 piezas más pequeñas
simulando las bases del ADN. Obteniendo lo siguiente:
Fuente: Elaboración propia
2. Para formar un esqueleto para el ADN, se trenzo de manera que todas las piezas
queden unidas entre sí y dándole una forma final, simplemente la base.
Fuente: Elaboración propia

9. 3. Finalmente, con la plastilina le dio volumen al esqueleto del ADN como a las enzimas
que clivan del ADN.
Fuente: Elaboración propia
RESULTADOS
 Logradno el objetivo de elaboración de una réplica de ADN en 3D, e identificando 3
enzimas como son la EcoRI, Bam HI y Sma I, se pudo reconocer cada una de las bases
que conforman el ADN, reconociendo de cerca su estructura y la función de corte de las
enzimas de restricción o endonucleasa.
 Las enzimas de restricción son extraídas de bacterias y toman el nombre de la misma.
Las endonuclesosas restringen las cantidades de bacteriófagos en las baterías y estas
forman parte del sistema inmune de ellos
 La enzima de restricción EcoRI; la letra E significa el género en este caso escherichia,
la co la especie que es coli, la R es el nombre de la cepa RV13 y el número es el orden
de descubrimiento de la endonnucleasa de esa cepa.

11. CONCLUSIONES
 La entrada de la enzima ligas la cual forma enlaces covlenrtes entre los extremos 5’ de
cada cadena polinucleotidica y el extremo 3’ en cada cadena polinucleotidica, también
se denomina enzima de unión de polinucloetidicos
 Se da por concluido que las enzimas de restricción cortan el ADN tien dos tipos de
corte y una de ellos es lejos del sitio de reconocimiento por medio de formación de
asas. Reconoce el ad, metila al secuecnia de reconicmjietno y corta el adn a distacnai
del sitio de reconocimiento.
 Las enzimas de restricción necesitan condiciones especiales para poder llevar a acbo
su función correctamente, como por ejemplo una temperatura optima y un Ph
adecuado, de igual forma contaminantes como proteína, sales, etanol, inhiben las
endonucleasas.
RECOMENDACIONES
 Para la elaboración de esta maqueta conseguir un material rígido y resistencia que
soporte un peso considerable para el tamaño.
 Dependiendo de su magnitud se podría utilizar mayor cantidad de cables, así como
mayor cantidad de plastilina o algún material parecido
 Recomendemos utilizar objetos que ya no usen en casa, evitando el consumo de
nuevos materiales si en caso no contamos con un plan de manejo de residuos como
depósitos de reciclaje.