UNIDAD 5. LA REVOLUCIÓN GENÉTICA

UNIDAD 5. La revolución genética

CONTENIDOS

1.  EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA GENÉTICA (powerpoint): de Mendel a la ingeniería genética.

22 de abril: Flipped classroom . Visualización del vídeo.
24 de abril: Contestar las siguientes preguntas sobre el vídeo:

1. ¿Quién y cuándo creó la palabra "biología" y con qué significado?
2. ¿Por qué podemos decir que Darwin deshumanizó al Hombre?
3. ¿Darwin conocía las conclusiones de Mendel cuando publicó la 1ª edición de El origen de las epecies? ¿Por qué? ¿Las conocía cuando publicó ediciones posteriores? ¿Por qué?
4. ¿Qué pasaba cuando Mendel cruzaba una planta de guisantes de flores rojas de raza pura con otra de flores blancas? Interpreta los resultados que obtuvo Mendel.
5. ¿Por qué, si Mendel publicó sus resultados en 1865, podemos decir que la Genética nació en 1900?
6. ¿Qué importancia tiene T.H. Morgan en la historia de la Genética?
7. ¿Qué relación hay entre eugenesia o eugenismo y genética?
8. ¿Por qué Lysenko y la biología stalinista estaban tan equivocados como los eugenistas radicales?
9. ¿Quiénes, cuándo y dónde descubrieron la estructura en doble hélice del ADN?
10. ¿Qué importancia tuvo Rosalynd Franklin en el descubrimiento de la estructura del ADN?
11. ¿A qué llamamos ADN recombinante? ¿Quién y cuándo fue el primero en obtenerlo?
12. ¿Qué importancia tuvo la conferencia de Asilomar de 1975 en el desarrollo de la Ingeniería Genética?
13. ¿Cómo se lleva a cabo la clonación de un mamífero, como la oveja Dolly?
14. ¿Qué problemas bioéticos plantea la clonación humana?
15. ¿Qué se encontró al secuenciar el genoma humano?
16. ¿En qué se diferencia la clonación terapéutica de la reproductiva?

29 de abril

1.1. De los presocráticos a Mendel

a) ¿En qué consiste la teoría pangenética o pangénesis? ¿A quién se debe dicha teoría?
b) ¿Por qué Darwin, en 1868, dos años después de la publicación de los trabajos de Mendel, seguí defendiendo la pangénesis en vez de la genética mendeliana?

1.2. De Mendel (1865) al descubrimiento de la recombinación genética meiótica (1931)

c) ¿Por qué los estudios de Mendel pasaron desapercibidos para la comunidad científica internacional? ¿Cuándo se redescubrieron y por quién?
d) ¿Quién recibió el Premio Nobel por sus estudios sobre las mutaciones de los genes?

1.3. Del descubrimiento del ADN (1869) a la Ingeniería Genética y la Edición Genética CRISPR

e) En el 4º experimento de Griffith (1928), ¿Por qué morían los ratones si los neumococos virulentos estaban muertos? ¿En qué crees que consiste el factor transformante de Griffith?
f) ¿Cómo define el Consorcio ENCODE un gen?

1.4. La Ingeniería Genética de Luria a la técnica CRISPR

g) ¿Quién creó la primera molécula de ADN recombinante (de bacteria y de virus) utilizando endonucleasas de restricción?
h) ¿A qué español se debe el codescubrimiento de las secuencias CRISPR? ¿Qué utilidad tienen estas secuencias?

6 DE MAYO

2.  El ADN como portador de la información genética en la academia Khan. 
1. Visualiza el vídeo sobre "El ADN como material genético (11.13 minutos) y contesta:
a) ¿De qué están hechos los cromosomas? ¿Cuál de las dos biomoléculas que forman parte de los cromosomas es la portadora de la herencia?
b) ¿En qué consistió el experimento de Griffith?

2. Visualiza el vídeo sobre El experimento de Herschey y Chase (9.26 minutos)y contesta:
a) ¿Cuál era el objetivo de Herschey y Chase?
b) ¿En qué consistió su experimento? ¿Qué se concluye de este experimento y de los anteriores?
RECUERDA QUE TU ACTIVIDAD EN LA ACADEMIA KHAN QUEDA REGISTRADA. HAY QUE VER LOS VÍDEOS ANTERIORES PARA CONSEGUIR LOS PUNTOS NECESARIOS.

8 DE MAYO
La Ingeniería Genética en la Khan. 

1. Visualiza el vídeo Clonación del ADN y ADN recombinante (11.36 minutos) y contesta:
a) ¿Cómo se lleva a cabo la clonación del ADN?
b) ¿Qué enzimas se utilizan para cortar el ADN en secuencias específicas como paso necesario para aislar genes?

2. Lee el Resumen de la clonación de ADN y contesta:
a) ¿Cuáles son los pasos en la clonación del ADN?
b) Describe como clonarías el gen de la GH (Hormona del crecimiento humana), que es una proteína.

13 DE MAYO
Técnicas biotecnológicas relacionadas: PCR en la Academia Khan (vídeo de 10 minutos)
1. Actualmente se contabiliza el número de contagiados por el virus de la CoViD-19 como positivos por PCR. Realmente, dado que el SARS-CoV-2, como todos los coronavirus, es un virus cuyo material genético no es ADN sino ARN (¡sí, esas cosas pasan en los virus!) de 1 sola cadena positiva, como si fuera un ARNm, la PCR que se emplea es una variación, es la RT-PCR (PCR por retrotranscriptasa o Reverse Transcriptase en inglés, obtenida de los retrovirus como el VIH, virus del SIDA). Pero vamos al grano ¿En qué consiste esta técnica y para qué sirve? 
y sus aplicaciones. 
2. ¿Qué es una genoteca y para qué sirve?
3. Los anticuerpos o inmunoglobulinas son unas proteínas que nos defienden de los microorganismos. Un solo tipo de anticuerpos específicos contra un antígeno producidos por un solo clon de linfocitos B se llaman anticuerpos monoclonales, y se pueden producir mediante la tecnología del ADN recombinante o ingeniería genética. ¿Qué utilidad actual pueden tener estos anticuerpos?
4. Contesta las 2 preguntas de la diapositiva sobre Obtención de Microorganismos mejorados.
5. ¿Qué es y qué utilidad tiene la huella genética de una persona?
6. ¿Para qué sirven los animales transgénicos?
7. ¿Qué es el diagnóstico genético preimplantacional y para qué sirve?
8. ¿Qué es la terapia génica y qué utilidad puede tener?

15 DE MAYO
La PCR en Ciencias Forenses en la Khan 
1. Resuelve el crimen: ¿Cuál de los 3 sospechosos estuvo en la escena del crimen? Justifícalo. Si te resulta necesario o tienes interés, puedes consultar el Vídeo de la electroforesis en gel de la Khan.
Plan de estudios en el Grado de Ciencias Forenses en la Egas Moniz (nótese que en el 2º curso hay dos asignaturas: Genética molecular forense y Biología molecular forense que tratan de la resolución de crímenes mediante huella genética, impensable sin la PCR).

20 DE MAYO
La revolución genética del siglo XXI se llama CRISPR.
 Interés social y económico de los organismos transgénicos y modificados por CRISPR, así como valoración de los riesgos asociados.
Busca en la presentación enlazada sobre CRISPR la Charla del Dr Montoliu para alumnado de Bachillerato y, tras ver el vídeo de 1 h de duración, contesta las siguientes preguntas: 
1. ¿Qué español, candidato al Nobel, descubrió las secuencias CRISPR y en qué microorganismos?
2. ¿Por qué se llaman CRISPR?
3. ¿Qué son las secuencias espaciadoras que separan a las secuencias CRISPR?
4. ¿Por qué podemos decir que el sistema CRISPR es un sistema inmunitario adaptativo (específico frente a determinados patógenos) mejor que el que existe en Vertebrados como nosotros?
5. El sistema de edición genética basado en el sistema inmunitario adaptativo procariota se llama CRISPR/cas9. ¿Qué es cas9?
6. ¿Cómo podemos inactivar un gen o introducirle determinada secuencia mediante CRISPR/cas9?
7. ¿En qué se diferencia la terapia génica tradicional mediante la tecnología del ADN recombinante de la terapia génica mediante edición genética?
8. ¿Cómo se podría curar una enfermedad rara mediante edición genética?

22 DE MAYO

3.  El genoma humano. Proyectos actuales para descifrarlo, como HapMap y Encode.

1. Busca en internet una tabla del código genético, con correspondencia entre los tripletes de ARNm o codones y los aminoácidos correspondientes en las proteínas. Entra en el siguiente enlace: Las 12 letras que cambiaron el mundo si en tu navegador o dispositivo electrónico puedes visualizar las noticias de Elpais.com (ahora este periódico es de suscrpción, pero permite ver un pequeño número de noticias semanales). ¿A qué aminoácidos de la proteína S de la espícula de la cubierta del coronavirus corresponden esos 4 codones?
2. ¿Qué español contribuyó al desciframiento del código genético?
3. Entra en la Khan en la lección sobre el Código Genético e indica qué tipos de codones hay, cuántos de cada tipo, y cuántos en total? ¿Por qué ese número para el total?
4. ¿Qué se ha descubierto sobre el genoma humano?
5. ¿Por qué hay quien relaciona los haplogrupos ADN-Y con la prevalencia dela CoViD-19?
6. ¿Qué diferencias observas entre los haplogrupos del cromosoma masculino de las poblaciones ibéricas de las norteafricanas o de las de los judíos sefarditas (los descendientes delos judíos expulsados por los reyes Católicos? 
7. Viendo el vídeo de 12.30 minutos sobre el Análisis del Genoma de la Población Ibérica en los últimos 8.000, ¿Por qué crees que la población masculina ibérica fue prácticamente reemplazada por un pueblo invasor proto-indo-europeo procedente de las estepas euroasiáticas? ¿Cómo se ha averiguado esto?
8. Explica los orígenes de las poblaciones ibéricas, relacionándolo con los haplogrupos más abundantes y las invasiones que han afectado a la Península (celtas, romanos, judíos, visigodos, árabes y norteafricanos).

26 DE MAYO

4.  La reproducción asistida. La clonación y sus aplicaciones. Las células madre. Interés social y económico de la clonación. La Bioética. Análisis de los avances en biotecnología y sus repercusiones sanitarias y sociales: reproducción asistida, terapia génica o células madre.

1. ¿Por qué son tan necesarios actualmente los procesos de reproducción asistida o artificial en países como España o Portugal?
2. Razona si la adopción internacional de bebés se puede considerar un método de reproducción asistida.
3. ¿Dónde ocurre la formación del cigoto en la FIV?
4. Razona si Juana la Beltraneja (hija de Enrique IV de Castilla, hermanastro por parte de padre de Isabel la Católica) pudo haber sido concebida por IA (Inseminación Artificial).
5. ¿En qué se diferencia la clonación de la clonación molecular?
6. Busca información sobre la técnica de transferencia nuclear, con la que se creó a la oveja Dolly, y explica sus pasos.
7. ¿En qué se diferencia la clonación terapéutica de la reproductiva?
8. ¿Qué podría aportar la clonación reproductiva a la resurrección de especies extinguidas? Pon un ejemplo.
9. ¿Para qué sirve la clonación terapeuticacon obtención de células madre? 

28 DE MAYO

5.  Desarrollo y estudios en biotecnología en España.

Continuamos con la misma presentación.

1. Nombra 4 ejemplos de células madre.
2. ¿Cuál es la importancia de las células madre pluripotentes inducidas (iPS)?
3. ¿Qué son las células hematopoyéticas y qué tipo células madre son y por qué se clasifican así?
4. ¿Qué son los embriones crioconservados y para qué sirven?
5. ¿Qué ventajas puede tener la crioconservación de células madre de cordón umbilical cuando nace un bebé?
6. Nombra 3 métodos de reprogramación de células somáticas adultas en células madre? 
7. Nombra 3 éxitos en el tratamiento de enfermedades mediante células madre.
8. ¿Por qué la Iglesia católica condena cualquier tipo de clonación?
9. ¿Qué arguementos contra los alimentos transgénicos pueden tener sentido y cuáles no?
10. ¿Por qué son importantes las empresas biotecnológicas?
  

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

1. Reconocer los hechos históricos más relevantes para el estudio de la genética.

2. Obtener, seleccionar y valorar informaciones sobre el ADN, el código genético, la ingeniería genética y sus aplicaciones médicas.

3. Conocer los proyectos que se desarrollan actualmente como consecuencia de descifrar el genoma humano, tales como HapMap y Encode.

4. Evaluar las aplicaciones de la ingeniería genética en la obtención de fármacos, transgénicos y terapias génicas.

5. Valorar las repercusiones sociales de la reproducción asistida, la selección y conservación de embriones.

6. Analizar los posibles usos de la clonación.

7. Establecer el método de obtención de los distintos tipos de células madre, así como su potencialidad para generar tejidos, órganos e incluso organismos completos.

8. Identificar algunos problemas sociales y dilemas morales debidos a la aplicación de la genética: obtención de transgénicos, reproducción asistida y clonación.

ESTÁNDARES DE APRENDIZAJE EVALUABLES

1.1. Explica la evolución histórica del estudio de la genética, destacando los hechos históricos más relevantes. CSC.

2.1. Identifica y explica los conceptos básicos de la genética. CL.

2.2. Reconoce las posibilidades de la manipulación del ADN, de las células embrionarias y las aplicaciones de la ingeniería genética en la producción de fármacos, transgénicos y terapias génicas. CSC.

3.1. Conoce y explica la forma en que se codifica la información genética en el ADN. AA.

3.2. Valora la importancia de obtener el genoma completo de un individuo. CSC.

3.3. Conoce los proyectos internacionales que se están llevando a cabo para descifrar el genoma humano. CSC.

4.1. Conoce algunas aplicaciones de la ingeniería genética, como los transgénicos. CSC.

4.2. Argumenta a favor y en contra de las aplicaciones de la ingeniería genética, utilizando argumentos científicos. CSC.

5.1. Valora las repercusiones sociales de la reproducción asistida y de la selección y conservación de embriones. CSC.

5.2. Toma conciencia del carácter polémico de estas prácticas y formarse una opinión propia. CSC.

6.1. Entiende lo que es la clonación. AA.

6.2. Describe algunas aplicaciones de la clonación, como la que se realiza con fines terapéuticos. CL.

6.3. Valora las implicaciones éticas de la clonación. CSC.

7.1. Entiende qué son las células madre, cómo se obtienen y los diferentes tipos que hay. AA.

7.2. Describe las principales aplicaciones que tienen o podrían tener las células madre. CL.

8.1. Valora las repercusiones sociales y éticas de la reproducción asistida, la selección y conservación de embriones y los posibles usos de la clonación y de las células madre. CSC.

8.2. Argumenta a favor y en contra de la obtención de transgénicos, la reproducción asistida y la clonación, utilizando argumentos científicos. CSC, CL.

8.3. Valora la importancia del conocimiento científico para formarse una opinión personal. AA.