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En la enseñanza de la Genética una de las principales dificultades es la falta de comprensión del proceso de la meiosis y su relación con la estructura del genoma. En parte, este problema surge por métodos tradicionales de aprendizaje de la genética, que enseñan los cromosomas y sus estructuras (nivel macro) sin relacionarlas con la variación en las secuencias del ADN y los genes (nivel micro). En muchos textos de genética los conceptos de genotipo, homocigosis y heterocigosis, cromosomas y división celular son mostrados en unidades aparte de la estructura del gen, del genoma y la variación a nivel molecular, de manera que el estudiante no visualiza la posición de los genes en los cromosomas, cómo se organiza la variación dentro de los cromosomas y cómo esta variación se reorganiza constantemente por los procesos de mutación y recombinación.

La baraja genómica es un conjunto de cartas que posibilita la visualización de las estructuras macro (cromosomas) y micro (secuencias de nucleótidos) del material genético de una forma integrada. Este material didáctico es fácilmente reproducible por profesores universitarios o de la enseñanza media y tiene como objetivo principal promover la correlación entre los conceptos fundamentales de la Genética, por medio de la manipulación de cartas. Los temas que pueden ser abordados con esta baraja son los siguientes:

  1. Estructura del gen, combinación de los alelos en genotipos homocigotos y heterocigotos, identificación de los diferentes tipos de mutación y la relación con sus productos
  2. Estructura del cromosoma, posicionamiento del centrómero, organización de los genes y posicionamiento de los loci y los alelos en los cromosomas homólogos y en las cromátidas hermanas
  3. Comportamiento del material genético a lo largo de los procesos de meiosis y mitosis, representado con un par de cromosomas homólogos
  4. Procesos incluidos en la producción de variabilidad genética, como la recombinación y la formación de gametos variables

El proyecto de la baraja genómica, su diseño y elaboración como material físico disponible para universidades y colegios, ha sido resultado del trabajo de un grupo de estudiantes y profesores de la Universidad de Costa Rica (UCR) y la Universidad de Brasilia (UnB), dirigidos por la profesora Maria Nazaré Klautau Guimarães, del Departamento de Genética de la Universidad de Brasilia, publicado en la revista Genética na Escola, vol. 12, número 2, pp 186-203, de la Sociedad Brasileña de Genética, página web http://www.sbg.org.br/

Puede bajar el archivo de la baraja genómica imprimible dando clic en el siguiente icono: Descargar

Sin embargo, era necesaria una versión digital que facilitara su acceso por parte de la comunidad educativa, para ser aplicada en la enseñanza a distancia y para procesos de aprendizaje más individualizados.

Esta versión digital es un ejemplo de cómo transformar métodos tradicionales de enseñanza en estrategias más avanzadas de aprendizaje, basadas en Tecnologías de Información y Comunicación.

Como producto de la colaboración entre la Universidad Estatal a Distancia (UNED), de Costa Rica; la Universidad de Brasilia, Brasil y la Universidad de Costa Rica se ha preparado una versión digital de la baraja genómica, donde la manipulación de las cartas permite a los estudiantes realizar diferentes prácticas.

Debe resaltarse que este proyecto ha sido posible gracias a los esfuerzos de cooperación interinstitucional entre la UNED, la UnB y la UCR, amparadas por los convenios de cooperación internacional entre las instituciones universitarias de Costa Rica y Brasil.

Para poder acceder a las actividades de versión digital de la Baraja Genómica, debe inscribirse en el sistema. Es decir, es necesario crear un usuario y una contraseña, pulsando el botón "Crear cuenta".

Contenidos de la baraja

Los organismos para vivir dependen de muchas proteínas. Las proteínas son cadenas de polipéptidos, secuencias de aminoácidos que corresponden a genes, es decir, de bases de nucleótidos en el ADN (ácido desoxirribonucleico). El código genético se encuentra organizado en tripletas de nucleótidos o codones que determinan un aminoácido. Este código es universal, igual tripleta en diferentes especies codifica el mismo aminoácido.

El camino que va de los genes a las proteínas sucede en dos pasos: la transcripción y la traducción. La transcripción es el primero de la síntesis de proteína, donde se traspasa la información contenida en el ADN al ARN (ácido ribonucleico). Las bases expuestas de una cadena de ADN se convierten en la plantilla para ensamblar una sola cadena de ARN.

La traducción es el otro paso de la síntesis de proteína. En esta, los aminoácidos se enlazan entre sí y van formando una cadena de polipéptidos, según una secuencia especificada por las tripletas de la base del ARN mensajero.

La baraja genómica se compone por un conjunto de cartas, que posibilita la visualización de las estructuras macro (cromosoma) y micro (secuencias de nucleótidos) del material genético de una forma integrada.

El objetivo principal de este material didáctico es promover la correlación entre diferentes conceptos fundamentales de la genética, por medio de la manipulación de las cartas.

Además, se presentan diversas actividades para abordar los siguientes temas:

  1. El gen y sus variaciones: identificación de los diferentes tipos de mutaciones y la relación con sus productos, así como la combinación de los alelos en genotipos homocigotos y heterocigotos.
  2. Estructura del cromosoma, posición del centrómero, organización de los genes, además, posición de los loci y de alelos en los cromosomas homólogos.
  3. Replicación del material genético, organización de los genes y alelos en las cromátidas hermanas.

Estructura de la baraja

La baraja genómica está compuesta por dos tipos de cartas:

  • Las cartas estructurales representan los telómeros y los centrómeros de los cromosomas. En los primeros, las estructuras amarillas y verdes simbolizan sus proteínas asociadas. En los centrómeros, se presentan las proteínas asociadas y las fibras del huso mitótico. Los colores rojo y azul señalan el origen parental del cromosoma, materno y paterno, respectivamente.
  • Las cartas génicas figuran seis genes hipotéticos: estos producen 5 proteínas y un micro ARN. A cada gen se le asignó un color y un identificador gráfico al azar (este último, permite reconocer cada alelo) por cuestiones didácticas. Para cada uno, las variaciones entre los alelos fueron graficadas en las secuencias de bases, las cuales generan productos diferentes entre ellos, ya sea proteína o ARN. Al lado, en la carta modelo, se presenta la molécula de ADN, letra A. La estructura de un gen corresponde a la B. Además, incluye la región de inicio de la transcripción (letra E), los exones en amarillo (C), los intrones en gris (D) y la región terminadora (F). La G muestra el identificador gráfico que indica el producto del gen. Los genes se encuentran codificados en diferentes colores, tal como se mencionó: azul, naranja, blanco, negro, verde y gris (micro ARN).

    Las variaciones alélicas están representadas en el exón con la estructura ampliada, a fin de que se visualice su secuencia de 9 nucleótidos. Además, en este conjunto de las variaciones se encuentran ilustradas las inserciones, las sustituciones y las deleciones. La deleción corresponde a la estructura gris claro, como lo señala la flecha en la carta modelo.
    Note que, en una de las variaciones alélicas del gen blanco, el producto está graficado por una línea punteada, la cual indica un producto génico no codificado.

ADN (ácido desoxirribonucleico): molécula de doble cadena enrollada en forma de hélice, formada por nucleótidos que contienen cuatro tipos de bases: adenina, timina, guanina, citocina. Su secuencia de bases codifica la información hereditaria básica de todas las células vivas.

Alelo: una de dos o más formas moleculares de un gen en un sitio determinado; los alelos se deben a las mutaciones y codifican versiones un poco distintas del mismo rasgo.

ARN (ácido ribonucleico): molécula de cadena única de ácido nucleico, la integran los nucleótidos con cuatro tipos de bases: adenina, citosina, guanina o uracilo. Estas participan en la transcripción y traducción.

Centrómero: en el cromosoma, región con una constricción donde se unen entre sí las cromátidas hermanas.

Codón: tripleta de nucleótidos en el transcrito de ARNm, que especifica un aminoácido o señal de terminación que se traduce durante la síntesis de proteínas.

Cromosoma: molécula de ADN de cadena doble que se asocia a proteínas, sin importar si aparece en forma dispersa o condensada.

Fase G1: durante la interface, en este periodo no hay síntesis de ADN, antes de la fase S.

Fase S: periodo en el cual se sintetiza o replica el ADN, tiene lugar antes de que la célula inicie la mitosis o meiosis.

Gen: unidad de información hereditaria en el ADN, transmisible de los progenitores a sus descendientes.

Heterocigoto: combinación de dos alelos diferentes de un gen.

Homocigoto: combinación de dos alelos idénticos de un gen.

Loci (plural de locus): lugar específico de un gen particular en los cromosomas homólogos.

Mutación genética: cambio a pequeña escala en la secuencia de nucleótidos de un gen, que puede alterar un producto de proteína.

Mutación: cambio hereditario en la estructura molecular del ADN, fuente original de nuevos alelos y de la diversidad de la vida.

Telómero: segmento de ADN presente en los extremos de los cromosomas, que protege de daños. Se acorta con cada división celular, por lo cual, puede regular el número de veces que una célula se divide.