NOTAS:
- Tras la recepción, almacenar los componentes a las temperaturas indicadas (temperatura ambiente).
- ESTE EXPERIMENTO NO CONTIENE ADN HUMANO. Ninguno de los componentes de este kit se ha preparado a partir de material humano.
- Todos los componentes de este kit están destinados a la investigación educativa. No pueden ser utilizados con fines de diagnóstico o médicos, ni pueden ser administrados o consumidos por seres humanos o animales.
MATERIAL REQUERIDO Y NO SUMINISTRADO
Investigación I y IV:
- Lápices de colores (2 colores).
Investigación II:
- Microscopio
- 10 cebollas verdes (o cebollinos o chalotas) con raíces.
- Etanol.
- Ácido acético glacial (12M).
- Ácido clorhídrico.
- Hojas de afeitar o cúter.
- Tijeras.
- Toallitas de limpieza científica (Kimwipes) o similares.
- Guantes desechables y gafas de seguridad.
Investigación I y IV:
NOTA: Asegúrense que el material de vidrio esté limpio, seco y libre de residuos de jabón. Para mayor comodidad, se pueden comprar pipetas de transferencia desechables adicionales.
DIVISIÓN MEIOTICA I
Profase I
Los cromosomas comienzan a acortarse y espesarse. En algunas plantas, parecen agregarse juntas en un lado del núcleo. En animales, pueden parecer que se orientan con un extremo más cercano a la membrana nuclear adyacente al centríolo. La primera gran diferencia entre la mitosis y la meiosis es que los pares de cromosomas homólogos se unen o forman sinapsis. El resultado es una tétrada que consiste en cuatro cromátidas. Este complejo permite que se produzca el «cruce» entre los pares de cromosomas homólogos. El punto de cruce aparece como una estructura en forma de X, llamada quiasma. Durante la formación del quiasma, hay un cruce o intercambio genético entre cromosomas homólogos. Existe una ruptura catalizada por enzimas y la reparación de los cromosomas sin sinapsis. El cruce es muy importante porque conduce a un aumento en la aleatoriedad genética y la diversidad genética/de especies. El último paso es el final de la formación de quiasma, la desaparición del nucleolo y la membrana nuclear y la formación del huso mitótico.
Metafase I
Los pares homólogos de sinapsis de cromosomas llegan al punto medio, o ecuador, entre los polos. Los pares sin sinapsis se orientan de tal manera que un miembro de cada par se enfrenta al polo opuesto de la célula, con los 23 pares de cromosomas dispuestos completamente al azar. No hay tendencia para que un miembro de la pareja se enfrente a uno de los polos. Este surtido aleatorio también contribuye en gran medida a la diversidad genética dentro de una especie.
Anafase I
Los pares de cromosomas homólogos, cada uno longitudinalmente doble (tétradas), comienzan a separarse y migrar a los polos celulares. En contraste con la mitosis, los cromosomas enteros, frente a las cromátidas hermanas, se mueven a cada polo. Esta es la segunda gran diferencia entre la mitosis y la meiosis. Cada polo recibe aleatoriamente el cromosoma materno o paterno de cada pareja homóloga. Por lo tanto, hay una reducción a la mitad exacta del número de cromosomas diploides durante la etapa de meiosis de Anafase I.
Telofase I
Los cromosomas llegan a los polos de la célula al comienzo de esta fase. La membrana nuclear se forma y el nucleolo comienza a reorganizarse. Las citoquinas son, división celular física, ocurren durante esta fase, aunque no en todas las especies de animales o plantas. En el maíz, hay una separación física durante esta etapa. En la planta Trillium, la Telofase I parece omitirse por completo. Interfase II (intercinesia). El tiempo que se pasa en esta fase depende del tipo de organismo, la formación de nuevas envolturas nucleares y la cantidad de desenrollamiento cromosómico. Una tercera gran diferencia entre la mitosis y la meiosis es que la replicación del ADN no se produce durante la intercinesia.
DESCRIPCIÓN DEL EXPERIMENTO
El objetivo de esta práctica es que los estudiantes identifiquen y diferencien varias etapas en la mitosis y la meiosis. Las puntas de raíz de cebolla se tiñen para identificar las diversas etapas y la duración de la mitosis. Los estudiantes también tendrán la oportunidad de analizar el mecanismo involucrado en la pérdida del control del ciclo celular en el cáncer. En esta práctica también veremos la meiosis y el cruce en Sordaria.
REQUISITOS DE TIEMPO (APROXIMADO) DE LOS PROCEDIMIENTOS DE LA PRÁCTICA
El horario de cada profesor y los requisitos de tiempo determinarán cuándo se deben preparar.
Esta práctica requiere un mínimo de cuatro clases de laboratorio de aproximadamente 45 minutos cada una, más el tiempo necesario para explicar el control del ciclo celular (Investigación III). Además, se debe tener en cuenta el tiempo que será necesario para que los estudiantes puedan comentar sus resultados de las Investigación II y V.
El profesor de prácticas también necesitará tiempo para preparar los cromosomas modelo con los limpiadores de tubos (Investigación I y IV).
La preparación del bulbo de cebolla llevará una hora y para el tratamiento de las puntas de raíz dos horas más el tiempo de fijación (de 4-18 horas). Esto podría hacerse una semana antes de la práctica de laboratorio. Las puntas de las raíces pueden almacenarse en etanol al 70% durante varias semanas (Investigación II).
Se necesita poco tiempo para la preparación de la práctica de los cruces de Sordaria (Investigación V).
PREPARACIONES PREVIAS
Notas a los preparativos del profesor de la práctica
El tamaño de la clase, la duración de las clases de prácticas y la disponibilidad de los equipos son factores que deben ser considerados en la planificación e implementación de esta práctica con sus alumnos. Estas directrices pueden adaptarse para encajar en sus circunstancias específicas.
Registro de las actividades de laboratorio
Los científicos documentan todo lo que ocurre durante un experimento, incluyendo condiciones experimentales, pensamientos y observaciones durante la realización del experimento y, por supuesto, cualquier información recopilada. Hoy, los estudiantes documentarán su práctica en una libreta de laboratorio o en una hoja de trabajo separada.
Los alumnos deben registrar en su libreta de prácticas las actividades indicadas a continuación.
Antes de iniciar la práctica:
- Escribir una hipótesis que refleje la práctica.
- Predecir los resultados experimentales.
Durante la práctica:
- Registrar (dibujar) sus observaciones, o fotografiar los resultados.
Al finalizar la práctica:
- Formular una explicación de los resultados.
- Determinar lo que podría cambiar en la práctica si la repites.
- Escribir una hipótesis que refleje este cambio.
PREPARATIVOS ANTES DE LA PRÁCTICA
INVESTIGACIÓN I Y IV: MODELANDO LA MITOSIS Y LA MEIOSIS
- Preparar las copias de la Hoja de trabajo 1 – MITOSIS (ANEXO 1) y la Hoja de trabajo 2 – MEIOSIS (ANEXO 2), y organizarlas en conjuntos. Cada conjunto tendrá una plantilla de Mitosis y una de Meiosis. Distribuir 1 conjunto a cada grupo de estudiantes.
- Preparar múltiples conjuntos de cromosomas modelo de limpiadores de tubos de la siguiente manera:
- Cortar los limpiadores de tubo COLOR n° 1 en trozos de unos 3 cm de largo. Repetir con los limpiadores de tubo COLOR n° 2.
- Juntar 2 piezas de limpiadores de tubo COLOR n° 1 a través de 1 cuenta para crear una dobla cadena. Repetir con los limpiadores de tubo COLOR n° 2. Asegurarse que las 2 piezas de limpiadores de tubos queden bien ajustadas en 1 cuenta.
- Colocar los siguientes materiales en una pequeña bolsa de plástico y distribuir una bolsa a cada grupo de estudiantes.
- 5 piezas individuales, color 1.
- 5 piezas individuales, color 2.
- 3 piezas dobles, color 1.
- 3 piezas dobles, color 2.
- 1 hoja de mitosis.
- 1 hoja de meiosis.
INVESTIGACIÓN II: ESTUDIAR LOS EFECTOS DEL MEDIO AMBIENTE EN LA MITOSIS
Soluciones para la preparación de las puntas de raíz de cebolla
- Preparar el fijador de Carnoy añadiendo 75 ml de ácido acético glacial a 225 ml de etanol al 95%. Dispensar 25 ml de solución de fijador de Carnoy por grupo.
- Preparar la solución de lecitina disolviendo todo el polvo de lecitina en 250 ml de agua destilada. Dispensar 25 ml de solución de lecitina por grupo.
Preparación de la punta de raíz de cebolla (aproximadamente 48 horas antes del día de laboratorio).
NOTA: La preparación de puntas de cebolla puede realizarla el profesor de prácticas o plantearse como una clase de prácticas y ser realizada por los propios alumnos.
Seguir las siguientes instrucciones para preparar una punta de raíz de cebolla por grupo.
- Lavar las cebollas bajo el agua para eliminar el exceso de suciedad y pelar la piel exterior seca.
- Preparar los bulbillos cortando las hojas verdes, dejando un bulbo de 7 cm de alto. También cortar las raíces secas a la base del bulbo (con una cuchilla de afeitar o cúter).
- Colocar el bulbo en el centro del vaso para que toque el fondo de la taza.
- Mientras sostiene el bulbo, comenzar a agregar arena fina en el vaso hasta que la arena llene unos 3 cm del vaso.
- Agregar la solución de lecitina (25 ml) para humedecer la arena.
- Guardar el vaso en la oscuridad durante un día y medio o dos.
- Una vez transcurrido el tiempo (uno día y medio o dos), cosechar las puntas de la raíz de la cebolla quitando los bulbos de la arena y enjuagando la arena con agua destilada.
- Cortar las raíces recién crecidas de cada bulbillo usando tijeras de disección finas.
- Colocar las puntas de raíz cortadas en el tubo cónico de 50 ml que contenga aproximadamente 25 ml de fijador de Carnoy durante 4-18 horas.
- Decantar el fijador de Carnoy del tubo cónico y lavar el tubo con agua destilada.
NOTA: Tener mucho cuidado de no perder las puntas de raíz al decantar o lavar el tubo cónico.
- Agregar 25 ml de etanol al 70% en el tubo cónico. Mantener las puntas de las raíces en el etanol durante 5 minutos.
- Desechar el etanol. Las puntas de raíz están ahora listas para realizar las preparaciones de microscopio.
NOTA: Las puntas de raíz de cebolla se pueden almacenar en etanol al 70% a 4°C durante varias semanas.
INVESTIGACIÓN III: PÉRDIDA DEL CONTROL DEL CICLO CELULAR EN EL CÁNCER
- Preparar copias de los cariotipos masculino y femenino normales (figuras 10 y 11).
- Preparar copias de la Hoja de trabajo 3-Identificación de los cariotipos de pacientes con trastornos cromosómicos (ANEXO 3) que contiene el cariotipo de los pacientes 1, 2 y 3.
- Organizar en conjuntos las copias preparadas. Cada conjunto tendrá un cariotipo masculino normal, un cariotipo femenino normal y una Hoja de trabajo 3 (que contiene el cariotipo de los pacientes 1, 2 y 3).
- Distribuir 1 conjunto de copias a cada grupo de estudiantes.
INVESTIGACIÓN V: MEIOSIS Y CRUCE EN SORDARIA
- Preparar copias de la Hoja de trabajo 4-Identificación de asci y tipos de padres recombinantes (ANEXO 4).
- Distribuir 1 Hoja de trabajo 4 para cada grupo de estudiantes.
Material que debe recibir cada grupo
Cada grupo de prácticas debe recibir los siguientes materiales antes de iniciar el procedimiento experimental:
Investigación I y IV: Modelado de mitosis y meiosis
| PARA CADA GRUPO |
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5 piezas individuales COLOR 1 |
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5 piezas individuales COLOR 2
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3 piezas dobles COLOR 1
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3 piezas dobles COLOR 2
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1 hoja de trabajo 1-MITOSIS (ANEXO 1)
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1 hoja de trabajo 2-MEIOSIS (ANEXO 2)
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Hoja de trabajo 2-MEIOSIS
Cariotipo Paciente 1
Cariotipo Paciente 2
Cariotipo Paciente 3
Figura 12: Cariotipo Paciente 1
Figura 13: Cariotipo Paciente 2
Figura 14: Cariotipo Paciente 3
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