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Home » Issue 18 » Criando dragones: investigando la herencia mendeliana

Criando dragones: investigando la herencia mendeliana

Traducido por Maialen Ruiz Prada

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Imagen cortesía de julos / iStockphoto

La herencia mendeliana puede ser un tema complicado de enseñar, pero el memorable juego de cría de dragones de Pat Tellinghuisen, Jennifer Sexton y Rachael Shevin lo hace más fácil de entender y recordar.

Puede que los dragones sean criaturas míticas, pero aún así pueden ser buenas herramientas para investigar la herencia mendeliana. En la actividad propuesta, los estudiantes "criarán" dragoncitos, utilizando cromosomas de papel para determinar su genotipo y fenotipo.

La actividad se ha probado en estudiantes de 12-13 años, y normalmente dura una clase (de 45 a 60 minutos, aproximadamente).

Materiales

Para toda la clase

  • Un modelo de DNA
  • Una imagen de un cromosoma

Para cada estudiante

  • Un conjunto de cromosomas de papel, en dos colores (14 cromosomas rosas para la madre y 14 cromosomas azules para el padre)
  • Una hoja de ejercicios
  • Tizas (al menos en cuatro colores)

Los cromosomas de papel, las Tablas 1-3 de la hoja de ejercicios, la hoja de ejercicios en sí misma y el dibujo del dragón básico se pueden descargar de la web de Science in Schoolw1.

Procedimiento

Utilizando la información que encontrarás a continuación, presenta la historia sobre los dragones y el contexto necesario para la actividad a los alumnos. Después reparte los materiales y deja que los estudiantes sigan las instrucciones de la hoja de ejercicios. Las Tablas 1–3 también pueden descargarse de la web de Science in Schoolw1.

La historia

Los dragones son un tipo curioso de criatura. Increíblemente, sin embargo, su genética es muy similar a la de los humanos, o incluso a la de los conejillos de Indias. Muchos colegios tienen conejillos de Indias como mascota pero... ¿no sería mucho más excitante tener una manada de dragones? Desgraciadamente, los dragones son muy caros, por lo que vuestro colegio solo puede permitirse dos, uno de cada sexo. El objetivo de esta actividad es determinar qué tipos de dragones podríais tener en vuestra manada cuando (o si) vuestros dragones deciden emparejarse.

Contexto para los estudiantes

En todos los organismos vivientes, cada célula contiene información hereditaria codificada en una molécula que se llama ácido desoxiribonucleico (DNA). En este momento, enseña a los alumnos el modelo de DNA. El DNA es una molécula extremadamente larga y fina, que cuando está enrollada y amontonada sobre sí misma se llama cromosoma. Ahora, enseña a los alumnos el dibujo de un cromosoma. Cada cromosoma es un fragmento separado de DNA, y por tanto una célula con ocho cromosomas tendrá ocho fragmentos largos de DNA.

Un gen es un segmento de la larga molécula de DNA. Los genes pueden tener distintas larguras, y cada gen es un código que especifica cómo deberá construirse un polipéptido en concreto. Uno o más polipéptidos forman una proteína, y éstas pueden clasificarse generalmente en dos grupos: las que llevan a cabo las reacciones químicas en vuestro cuerpo (enzimas) y las que son los componentes estructurales de vuestro cuerpo (proteínas estructurales). El aspecto de un organismo y la manera en la que funciona es el resultado del efecto acumulativo de esos dos tipos de proteínas.

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Cómo se empaqueta el DNA en los cromosomas (no está a escala). Haga clic sobre la imagen para ampliarla
Imagen cortesía de Darryl Leja, NHGRI / NIH
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Diferentes alelos del mismo gen (no está a escala)
Imagen cortesía de Nicola Graf

Cualquier organismo que tenga “padres” tiene un número par de cromosomas, porque la mitad de los cromosomas proviene del “padre” y la otra mitad de la “madre”. Por ejemplo, en las plantas un grano de polen es la contribución paterna y un óvulo la materna. Esas dos células se combinan para crear una sola, que pronto crecerá para convertirse en una semilla (la descendencia).

Los humanos tenemos 46 cromosomas, agrupados en 23 pares. En cada una de esas 23 parejas, un cromosoma viene del padre de la persona y otro de su madre. Debido a que los cromosomas vienen a pares, los genes también lo hacen. Un gen se localiza en un miembro del par cromosómico; el otro gen se localiza en el mismo sitio pero en el otro cromosoma. Al “par” de genes se le llama técnicamente “gen”, ya que ambos miembros del par codifican un mismo rasgo. Para cualquier gen puede existir un número variable de formas diferentes, conocidas como alelos, pero cada persona puede tener un máximo de solo dos alelos (uno de la madre y otro del padre). Las dos copias del gen que tiene una persona pueden ser del mismo alelo o de alelos diferentes.

Nuestros dragones tienen 14 cromosomas en siete pares, y nos centraremos en solo un gen en cada uno de los pares. Investigaremos siete rasgos diferentes (por ejemplo, la habilidad de respirar fuego), cada uno de los cuales está controlado por un solo gen (en ese caso, diremos que el rasgo es monogénico). Cada uno de los siete genes tiene dos alelos.

Hoja de ejercicios para los estudiantes

Un conjunto de 14 tiras de papel representa los cromosomas que vienen de la dragona madre (hembra). El otro, de diferente color, representa los cromosomas que vienen del dragón padre (macho).

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Cada cromosoma de papel tiene una letra, que puede ser mayúscula o minúscula. Las letras mayúsculas representan alelos dominantes, y las minúsculas representan alelos recesivos. Cada par de letras codifica para un rasgo. Si al menos un alelo dominante (una letra mayúscula) está presente, se dará el rasgo dominante (por ejemplo, el dragón podrá respirar fuego); por otra parte, el rasgo recesivo (por ejemplo, incapacidad de respirar fuego) solo se dará si el dragón tiene dos copias del alelo recesivo.

  1. Separa los cromosomas en parejas de la misma largura y letra del alfabeto. Deberías tener siete pares de cromosomas de cada color (azul para el macho, rosa para la hembra).
  2. Los rasgos codificados por cada letra son los siguientes:

    • F y f representan si el dragón respira fuego o no
    • M y m representan el número de dedos
    • S y s representan el número de púas en la cola
    • T y t representan el color de la cola
    • A y a representan el color del cuerpo
    • W y w representan el color de las alas
    • H y h representan si el dragón tiene un cuerno o no.

  1. Coge el par más largo de los cromosomas masculinos (azules) y el par más largo de los cromosomas femeninos (rosas) y colócalos boca abajo en tu mesa de manera que no puedas ver las letras.

  2. Sin dar la vuelta a los cromosomas, elige uno de cada color y ponlos juntos para formar el par cromosómico para la cría de dragón. Descarta el par de cromosomas restante.

  3. Repite los pasos 2 y 3, empezando por los cromosomas más largos y acabando por los más cortos, hasta que tengas siete pares cromosómicos nuevos, cada uno formado por una tira rosa y una azul.

  4. Da la vuelta a los siete pares de cromosomas del nuevo dragoncito. Para cada par, apunta la letra del cromosoma azul en la columna “Gen masculino” de la Tabla 1 y la letra del cromosoma rosa en la columna “Gen femenino”. Asegúrate de que copias las letras exactamente, fijándote en si son mayúsculas o minúsculas.

  5. Devuelve todos los cromosomas a su sitio adecuado.

  6. Observa qué alelos (letras) tiene tu dragón para cada rasgo, y anótalos en la segunda columna de la Tabla 2. A los alelos heredados para un gen particular les llamamos genotipo (por ejemplo, TT). Los rasgos observables de un individuo (por ejemplo, una cola roja) se llaman fenotipo.

  1. Utiliza la Tabla 3 para determinar qué alelos son dominantes o recesivos para cada rasgo, y luego apunta el fenotipo de tu dragón en la Tabla 2.

  2. Ahora estás preparado para dibujar tu cría de dragón: colorea y añade las partes del cuerpo más relevantes al dibujo básico del dragón (que también puede descargarse de la web de Science in Schoolw1). En la Tabla 3 encontrarás sugerencias para dibujar las partes del cuerpo adicionales.
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El dibujo del dragón básico
Imagen cortesía de Nicola Graf

Gen masculino (azul) Gen femenino (rosa)
   
   
   
   
   
   
   
Tabla 1: Los genes que tu dragón ha heredado de sus padres
Rasgo Genotipo Fenotipo
Fuego/sin fuego (F/f)    
Dedos (M/m)    
Púas en la cola (S/s)    
Color de la cola (T/t)    
Color de las alas (W/w)    
Cuerno/sin cuerno (H/h)    
Color del cuerpo (A/a)    
Tabla 2: Genotipo y fenotipo de tu cría de dragón
Genotipo Fenotipo  
FF o Ff Respira fuego image
ff No respira fuego  
MM o Mm Cuatro dedos image
mm Tres dedos (todos los dragones tienen al menos tres dedos) image
SS o Ss Cinco púas en la cola  
ss Cuatro púas en la cola (todos los dragones tienen al menos cuatro púas en la cola)  
TT o Tt Cola roja  
tt Cola amarilla  
WW o Ww Alas rojas  
ww Alas amarillas  
HH or Hh Cuerno image
hh Sin cuerno image
AA o Aa Cabeza y cuerpo azules  
aa Cabeza y cuerpo verdes  
Tabla 3: Obteniendo el fenotipo a partir del genotipo del dragón

Análisis

  • Compara tu dragón con otros dragones de la clase. ¿Qué diferencias y similitudes ves?

  • ¿Cómo explicas estas diferencias, teniendo en cuenta que todos los dragones tienen los mismos progenitores?

Variaciones

Codominancia

Para introducir el concepto de codominancia, puedes extender la actividad cambiando los materiales que afectan al rasgo del color del cuerpo (genotipo Aa) por los siguientes, con los genotipos A/Ä/a, donde A y Ä son codominantes y a es recesivo:

Genotipo Fenotipo
AA o Aa Cabeza y cuerpo azules
ÄÄ o Äa Cabeza y cuerpo negros
Cabeza y cuerpo a rayas negras y azules
aa Cabeza y cuerpo blancos
Tabla 1a: Obteniendo el fenotipo a partir del genotipo del dragón (extensión para el ejemplo de codominancia)
Rasgo Genotipo Fenotipo
Color del cuerpo (A/Ä/a)    
Tabla 2a: Genotipo y fenotipo de tu cría de dragón (extensión para el ejemplo de codominancia)

Necesitarás reemplazar los cromosomas de papel A/a por dos conjuntos diferentes de progenitores para poder lograr descendencia con todos los seis posibles genotipos. La mitad de la clase debería coger el conjunto 1, y la otra mitad el 2.

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Otras variaciones

En vez de dibujar partes del dragón, tus estudiantes podrían dibujar otras criaturas míticas, o incluso construirlas, por ejemplo con chucherías y alfileres (ver
Soderberg, 1992).

Agradecimientos

Esta actividad está basada en una idea de Patti Soderberg, adaptada con permiso de The Science Teacher (ver Soderberg, 1992). Los autores adaptaron su lección sobre los “reebops” (sus criaturas). El crédito por los cromosomas de papel va a Nancy Clarkw2, y Marlene Rau, editora de Science in School, incluyó el ejemplo de la codominancia.

Referencias

Soderberg P (1992) Marshmallow meiosis. The Science Teacher 59(8): 28-31.

El artículo puede descargarse gratuitamente aquí, gracias al amable permiso de The Science Teacher.

Recursos en la red

w1 – Los materiales para esta actividad pueden descargarse aquí:

w2 – Puedes consultar online la recopilación de recursos para el aula de la profesora de ciencias jubilada Nancy Clark, de EEUU: www.nclark.net

w3 – Descubre más sobre los Vanderbilt Student Volunteers for Science aquí: http://studentorgs.vanderbilt.edu/vsvs

Recursos

El proyecto escocés “Gene jury” propone un juego de crianza, centrándose en el diagnóstico y la genética de preimplantación. Consulta la web del proyecto (www.biology.ed.ac.uk/projects/GeneJury) o utiliza el enlace directo: http://tinyurl.com/6edlhnq

Para aprender más sobre las enfermedades genéticas y la investigación sobre ellas, consulta:

Patterson L (2009) Nuevas piezas para entender el puzzle de las enfermedades genéticas. Science in School 13: 53-58. www.scienceinschool.org/2009/issue13/insight/spanish

Para consultar nuestro artículo en dos partes sobre evolución molecular y la genética tras la selección positiva de ciertos alelos, ver:

Bryk J (2010) Selección natural a nivel molecular. Science in School 14: 58-62. www.scienceinschool.org/2010/issue14/evolution/spanish

Bryk J (2010) Evolución humana: comprobando las bases moleculares. Science in School 17: 11-16. www.scienceinschool.org/2010/issue17/evolution/spanish

Siguiendo con el tema de la genética y la evolución, una forma fácil de enseñar el principio de Hardy-Weinberg en clase se describe aquí:

Pongsophon P et al. (2007) Counting Buttons: demonstrating the Hardy-Weinberg principle. Science in School 6: 30-35. www.scienceinschool.org/2007/issue6/hardyweinberg

Prueba el juego online “Thingdom”, de los museos de ciencia del Reino Unido, para aprender sobre genética mientras creas tu propio organismo ficticio. Consulta: www.sciencemuseum.org.uk/WhoAmI/Thingdom.aspx

Si te ha gustado este artículo, ¿por qué no echas un vistazo a nuestra colección completa de artículos de biología? Consulta: www.scienceinschool.org/biology


Opinión

Como profesora de secundaria de biología, nunca me había planteado la idea de enseñar genética utilizando criaturas míticas, pero después de mi sorpresa inicial me di cuenta de que utilizar la genética de los dragones era perfectamente coherente con los hechos científicos... ¡y además muy divertido! La idea de escoger genes al azar y buscar los rasgos resultantes en crías de dragón es ingeniosa y efectiva al mismo tiempo.

Incluso no siendo reales, los dragones pueden ayudar a elevar el interés de un tema generalmente considerado aburrido (al menos por los estudiantes) y pueden expresar conceptos científicos tan bien como lo hacen los organismos reales, como los guisantes de Mendel.

Recomiendo este artículo para los profesores/as de biología de educación primaria y secundaria que quieran enseñar las bases de la genética mendelina (genes, alelos, genotipo y fenotipo, dominancia, meiosis y cría), de una forma nueva y lúdica. La actividad puede llevarse a cabo de manera muy fácil en la clase, con muy poco equipo.

A continuación se sugieren algunas preguntas de comprensión adecuadas:

  1. Los dragones tienen:
    1. siete cromosomas
    2. siete genes
    3. siete pares de cromosomas
    4. siete alelos.
  2. Cuando crías dragones, el número de cromosomas de su progenie:
    1. se divide a la mitad
    2. permanece igual
    3. se dobla
    4. depende de su sexo.

Giulia Realdon, Italia


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Recomendaciones de la revisora: Biología
Edades: 10-15

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