L'extracció de l'ADN
L'ADN no s'observa a simple vista: una sola molècula és massa fina. Però si es trenquen moltes cèl·lules alhora i s'aconsegueix que totes les seves molècules d'ADN precipitin juntes, el resultat és una massa fibrosa perfectament visible, semblant a fils de mucositat blanquinosa. Aquest és l'objectiu de l'extracció d'ADN, el primer pas obligat de qualsevol anàlisi genètica posterior.
La lisi cel·lular: trencar la membrana per alliberar l'ADN
Quan triturem una maduixa només disgreguem el teixit en trossos diminuts, però les cèl·lules individuals i els seus nuclis continuen intactes protegint els gens; com podem obrir aquestes embolcalls microscòpics perquè el material genètic passi al medi líquid?
Explica amb les teves paraules què significa extreure l'ADN d'una cèl·lula eucariota i cita dos materials senzills dels quals es poden obtenir les cèl·lules per a la…
Explica amb les teves paraules què significa extreure l'ADN d'una cèl·lula eucariota i cita dos materials senzills dels quals es poden obtenir les cèl·lules per a la pràctica (per exemple, la mucosa de la galta o una fruita). Per què convé triturar bé el material abans de començar?
En la pràctica d'extracció d'ADN s'utilitzen un rentavaixelles, sal i alcohol molt fred. Explica el paper de cada reactiu: quines estructures de la cèl·lula dissol el…
En la pràctica d'extracció d'ADN s'utilitzen un rentavaixelles, sal i alcohol molt fred. Explica el paper de cada reactiu: quines estructures de la cèl·lula dissol el rentavaixelles, per a què serveix la sal i què li passa a l'ADN quan entra en contacte amb l'alcohol.
La precipitació amb alcohol fred
L'extracte obtingut després de filtrar la pasta cel·lular és un líquid homogeni on no s'aprecia res a simple vista, però en abocar-hi amb cura alcohol glaçat sorgeix a l'instant una xarxa blanquinosa a la superfície; per què es fa visible de sobte?
Observa l'esquema del tub d'assaig al final de la pràctica d'extracció d'ADN. Identifica què assenyalen els marcadors ?1, ?2 i ?3 (la capa d'alcohol, l'extracte aquós…
Observa l'esquema del tub d'assaig al final de la pràctica d'extracció d'ADN. Identifica què assenyalen els marcadors ?1, ?2 i ?3 (la capa d'alcohol, l'extracte aquós amb l'ADN dissolt i els filaments d'ADN que apareixen a la zona de contacte) i explica per què l'ADN es concentra precisament en aquesta zona.
Al tub, l'ADN passa d'estar dissolt a l'extracte a formar un precipitat de filaments en afegir-hi l'alcohol. Explica si la molècula d'ADN ha canviat químicament en…
Al tub, l'ADN passa d'estar dissolt a l'extracte a formar un precipitat de filaments en afegir-hi l'alcohol. Explica si la molècula d'ADN ha canviat químicament en aquest procés o només ha canviat el seu estat físic, i compara-ho amb el que li passa a la sal quan precipita a l'aigua.
Al final de la pràctica apareix, a la zona de contacte entre l'extracte i l'alcohol, una mena de núvol blanquinós format per filaments. Descriu què s'observa i explica…
Al final de la pràctica apareix, a la zona de contacte entre l'extracte i l'alcohol, una mena de núvol blanquinós format per filaments. Descriu què s'observa i explica què és realment aquest material —no és una única molècula ni l'ADN d'una sola cèl·lula— i per què és visible a simple vista si una molècula d'ADN no ho és.
El protocol complet i el seu fonament
Aquests passos de la pràctica d'extracció d'ADN estan desordenats: afegir l'alcohol molt fred per les parets del tub sense agitar; triturar el material; preparar la…
Aquests passos de la pràctica d'extracció d'ADN estan desordenats: afegir l'alcohol molt fred per les parets del tub sense agitar; triturar el material; preparar la barreja d'aigua, sal i rentavaixelles; filtrar el conjunt; recollir els filaments d'ADN amb una vareta. Ordena'ls i justifica per què cada pas ha d'anar en aquesta posició.
Dissenya un experiment per comprovar de quina fruita, entre plàtan, kiwi i maduixa, s'obté més ADN amb el mateix protocol. Indica quines variables mantindries constants…
Dissenya un experiment per comprovar de quina fruita, entre plàtan, kiwi i maduixa, s'obté més ADN amb el mateix protocol. Indica quines variables mantindries constants perquè la comparació sigui justa i quina mesuraries per comparar els resultats.
Puresa, quantitat i escala de l'ADN extret
Una cèl·lula humana conté uns $6\ \text{pg}$ d'ADN ($6 \cdot 10^{-12}\ \text{g}$). Estima quantes cèl·lules caldrien per obtenir $1\ \text{mg}$ d'ADN i raona per què a…
Una cèl·lula humana conté uns $6\ \text{pg}$ d'ADN ($6 \cdot 10^{-12}\ \text{g}$). Estima quantes cèl·lules caldrien per obtenir $1\ \text{mg}$ d'ADN i raona per què a la pràctica cal triturar una bona quantitat de material.
L'ADN obtingut amb el protocol escolar no és pur: precipita juntament amb proteïnes (histones) i lípids. Un equip proposa afegir suc de pinya natural (ric en bromelaïna,…
L'ADN obtingut amb el protocol escolar no és pur: precipita juntament amb proteïnes (histones) i lípids. Un equip proposa afegir suc de pinya natural (ric en bromelaïna, un enzim proteasa) al filtrat abans d'afegir l'alcohol. Un altre equip proposa escalfar el filtrat a $100\ ^\circ\text{C}$ durant $15$ minuts per eliminar les impureses proteiques.
Avalua ambdues propostes: justifica quina de les dues és adequada explicant l'acció de la proteasa sobre les histones, i prediu l'efecte contraproduent que tindria bullir la mostra sobre la molècula d'ADN.
Aplicacions de l'extracció d'ADN
En una investigació forense es recull una minúscula mostra biològica (un cabell amb arrel que conté tot just unes desenes de cèl·lules). Un alumne afirma: «Podem fer…
En una investigació forense es recull una minúscula mostra biològica (un cabell amb arrel que conté tot just unes desenes de cèl·lules). Un alumne afirma: «Podem fer servir el protocol casolà de la maduixa: triturem, afegim rentavaixelles, sal i alcohol, i després llegim els gens amb una lupa». Rebat la seva afirmació identificant tres limitacions insalvables d'aquest mètode escolar i justifica quines tècniques avançades (com l'amplificació per PCR o la purificació enzimàtica) són imprescindibles en un laboratori real per analitzar la mostra.
Per identificar un sospitós, un laboratori talla les mostres d'ADN amb enzims i sotmet els fragments a electroforesi en un gel d'agarosa: a) Si l'ADN té càrrega neta…
Per identificar un sospitós, un laboratori talla les mostres d'ADN amb enzims i sotmet els fragments a electroforesi en un gel d'agarosa:
- a) Si l'ADN té càrrega neta negativa a causa dels seus grups fosfat, dedueix raonadament cap a quin pol elèctric (positiu o negatiu) migraran els fragments en connectar el corrent.
- b) Si una mostra conté fragments d'ADN de $300$ parells de bases i d'altres de $2500$ parells de bases, prediu quins quedaran més allunyats del pouet de càrrega a la malla del gel i justifica el motiu físic.
- c) Interpreta què significaria que el patró de bandes del sospitós coincideixi exactament en posició i nombre amb el de la mostra trobada al lloc del delicte.
Controls i límits d'una extracció escolar
Una extracció escolar de teixit vegetal permet observar un precipitat enriquit en ADN, barrejat amb altres substàncies; els filaments visibles no són una doble hèlix individual. La doble hèlix és massa petita per veure-la a simple vista.