2023 EXTRACCIÓN DE ADN DEL PLÁTANO ALUMNOS DOCENTE COACALLA CUTIMBO, JORGE LUIS COLANA COAYLA, SHIRLEY VANESSA YUNGURI HUAMANI, SUNMI MARIAN AMESQUITA GONZALEZ, MELANY PRUDENCIO MAMANI, INGRID YHANIRA CACERES QUIROGA, MARIA FERNANDA SOTO GONZALES, HEBERT HERNAN CURSO BIOTECNOLOGIA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL “Año De La Unidad, La Paz Y El Desarrollo” INFORME: “EXTRACCIÓN DE ADN DEL PLÁTANO” Trabajo Presentado por: Coacalla Cutimbo, Jorge Luis Colana Coayla, Shirley Vanessa Yunguri Huamani, Sunmi Marian Amesquita Gonzalez, Melany Prudencio Mamani, Ingrid Yhanira Caceres Quiroga, Maria Fernanda Curso: Biotecnología Docente: Soto Gonzales, Hebert Hernan ILO-PERU Junio, 2023
ÍNDICE l. INTRODUCCIÓN.................................................................................................................3 2. OBJETIVOS......................................................................................................................... 4 2.1. Objetivo General........................................................................................................... 4 2.2. Objetivos específicos.....................................................................................................4 3. JUSTIFICACIÓN................................................................................................................ 4 4. MARCO TEÓRICO............................................................................................................ 5 4.1. ADN.............................................................................................................................. 5 4.2. Extracción de ADN en frutas........................................................................................ 6 4.3. Aislamiento de ADN.....................................................................................................6 4.4. Precipitación de ADN.................................................................................................. 7 5. MATERIALES Y PROCEDIMIENTO............................................................................. 8 5.1.Materiales....................................................................................................................... 8 5.2. Procedimiento................................................................................................................9 6. RESULTADOS y DISCUSIÓN......................................................................................... 15 8. CONCLUSIONES..............................................................................................................16 7. RECOMENDACIONES....................................................................................................16 9. CUESTIONARIO...............................................................................................................17 10. BIBLIOGRAFÍA..............................................................................................................18 2
l. INTRODUCCIÓN La extracción de ADN es un proceso fundamental en el campo de la biología molecular, ya que nos permite obtener el material genético de un organismo para su posterior estudio y análisis. En este informe de laboratorio, nos centraremos en la extracción de ADN de un fruto,el plátano, científicamente conocido como Musa paradisiaca, es una fruta ampliamente consumida en todo el mundo y su extracción de ADN se ha convertido en una práctica común en los laboratorios, debido a su disponibilidad, bajo costo y a los resultados visuales impresionantes que se pueden obtener. El ADN, o ácido desoxirribonucleico, es la molécula que almacena la información genética en los seres vivos y está presente en todas las células, incluidas las de los plátanos. La extracción de ADN del plátano nos permite observar directamente este material genético, que se presenta en forma de hebras viscosas y translúcidas.Durante el proceso de extracción de ADN, se emplearán técnicas y reactivos específicos para romper las células del plátano y liberar el ADN contenido en su núcleo. Esto se logra mediante la ruptura de las membranas celulares y la posterior precipitación del ADN a través de la adición de diferentes sustancias.El objetivo de este informe de laboratorio es describir y detallar el procedimiento utilizado para extraer ADN del plátano, así como analizar los resultados obtenidos y discutir su importancia en el campo de la biología. La extracción de ADN del plátano es un experimento importante ya que nos permite comprender el mundo de la genética,también aprender mejor cómo se estructura y organiza la información genética en los seres vivos y a través de esta experiencia práctica, podremos apreciar la importancia del ADN como la base fundamental de la vida y cómo su extracción puede proporcionarnos conocimientos valiosos sobre la diversidad genética y la evolución de las especies 3
2. OBJETIVOS 2.1. Objetivo General ● Analizar las características fisicoquímicas del ácido nucleico que le conforma el ADN del plátano con reactivos caseros. 2.2. Objetivos específicos ● Aplicar una técnica sencilla para obtener ADN del plátano. ● Comprender el proceso para la extracción del ADN. ● Aislamiento del ADN usando sal y detergente como una alternativa rápida y no contaminante. 3. JUSTIFICACIÓN Todo organismo vivo está formado por la ampliamente estudiada y conocida molécula de ADN. Sabemos que los organismos vivos provienen de una única célula ancestral llamada LUCA. Este hecho nos indica que entre organismos vivos compartimos mucho más de lo que a veces nos podríamos llegar a imaginar. El ADN es una molécula que almacena las “instrucciones” que dirigen el desarrollo de cualquier ser vivo y que es portadora a su vez de la información hereditaria. Se trata de una molécula de proporciones gigantescas comparada con el tamaño celular y a su vez está formado por dos cadenas antiparalelas y complementarias formadas por la sucesión de desoxirribonucleótidos. Estos nucleótidos a su vez están compuestos cada uno por un monosacárido (pentosa: desoxirribosa), una molécula de ácido fosfórico, y una base nitrogenada que puede ser: Guanina, citosina, adenina o timina. Las moléculas de ácido fosfórico y desoxirribosa se unen y quedan hacia fuera formando el “esqueleto externo” de azúcar fosfato, mientras que 4
las bases quedarán enfrentadas internamente con las de la cadena complementaria apareando A-T y C-G, lo que constituye realmente la información genética; la sucesión o secuencia de bases nitrogenadas de una cadena. Para poder estudiar esta molécula con detalle se precisa generalmente su aislamiento de la célula, y para ello es necesario un conjunto de material e instrumentos de laboratorio. Es por ello, que este experimento pretende ser un acercamiento simple y sencillo a la técnica de extracción de ADN del plátano que se puede realizar con materiales de la vida cotidiana. 4. MARCO TEÓRICO 4.1. ADN El ácido desoxirribonucleico o también llamado ADN, es la molécula compleja que se encuentra dentro de cada célula de nuestro cuerpo y dentro de otros organismos, éste contiene y transporta información genética o hereditaria para el desarrollo y el funcionamiento de un organismo, la mayor parte del ADN es encontrada en el núcleo celular. La información en el ADN se almacena como un código compuesto por cuatro bases químicas, adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T). Las bases de ADN se emparejan entre sí, adenina (A) con timina (T) y citosina (C) con guanina (G); para formar unidades llamadas pares de bases. Cada base también está unida a una molécula de azúcar y una molécula de fosfato. Juntos (una base, un azúcar y un fosfato) se llaman nucleótidos. Los nucleótidos están estructurados en dos hebras largas que forman una espiral llamada doble hélice. La estructura de la doble hélice es algo parecido a una 5
escalera, los pares de bases forman los peldaños de la escalera y las moléculas de azúcar y fosfato. Una propiedad importante del ADN es que puede replicarse o hacer copias de sí mismo. Cada hebra de ADN en la doble hélice puede servir como patrón para duplicar la secuencia de bases. Esto es fundamental cuando las células se dividen, porque cada nueva célula (célula hija) necesita tener una copia exacta del ADN presente en la célula antigua (célula madre). 4.2. Extracción de ADN en frutas La extracción de ADN de un vegetal o fruta se obtiene con romper o lisar con detergentes la pared celular, la membrana plasmática y la membrana nuclear para dejar libre el ADN y hacer que precipite en alcohol, para poder visualizar las fibras del ADN, este es un experimento casero en el que se utilizan materiales que se disponen con facilidad en casa. La extracción de ADN de una muestra celular se basa en el hecho que los iones salinos son atraídos hacia las cargas negativas del ADN, permitiendo su dispersión coloidal y posterior extracción de la célula. Se empieza por lisar (romper) las células, vaciándose su contenido molecular, procediendo con su protección frente a enzimas que puedan degradarlo, para conseguir finalmente su aislamiento, haciéndolo precipitar en alcohol. 4.3. Aislamiento de ADN Para lograr que el ADN de un organismo pueda separarse del individuo, en primer lugar, deben romperse la pared celular y la membrana plasmática para lograr tener acceso al núcleo de la célula, también esto se realiza para dejar libre al ADN y pueda 6
ser observado con facilidad. Para lograr este objetivo se utiliza desoxicolato de sodio o algún otro compuesto como el detergente, ya que este permite la acción de romper la pared celular y las membranas plasmáticas y nuclear. Una vez realizado este proceso se debe proteger al ADN aislado de enzimas que puedan degradarlo y para ello es que se utiliza alcohol isopropílico, con el fin de lograr la precipitación del ADN. El alcohol es utilizado para precipitar el ADN que en agua es soluble pero una vez en contacto con el alcohol, éste se desenrolla y se precipita en la interfase entre el alcohol y el agua. 4.4. Precipitación de ADN Para precipitar el ADN a partir de pequeños volúmenes de muestra, se recomienda hacer la extracción en frío con el fin de lograr recuperar la mayor cantidad de ADN. Si bien el ADN es soluble en agua, se suele utilizar medios como el isopropanol ya que este permite una precipitación pronta pero a menor concentración. Por ello es que se utilizan medios más efectivos como el etanol, el ADN es mucho más soluble y presenta una mayo concentración de material genético al precipitarse, el proceso se realiza utilizando los medios de solubilidad a bajas temperaturas. Y para la extracción de ADN a partir de grandes volúmenes de muestra, se recomienda el uso de solventes como el isopropanol, a temperatura ambiente y con tiempos de incubación muy cortos para lograr una correcta precipitación del ADN. 7
5. MATERIALES Y PROCEDIMIENTO 5.1.Materiales MATERIALES IMAGEN REFERENCIAL Alcohol isopropilico Algodón Detergente líquido Plátano Cloruro de sodio Mortero Probeta 50 ml 8
Vaso Precipitado Embudo Papel Parafilm Tubos de Ensayo 5.2. Procedimiento a) Paso 1: preparación de solución salina-jabonosa Preparamos una solución salina-jabonosa compuesta con 100 ml de agua (media taza), 10 ml de detergente (1 cucharada) y 13 gr de NaCl o sal de cocina (una cucharada). Figura 1. Medir el agua destilada. 9
Figura 2. Medir y agregar el detergente líquido. Figura 3. Medir la sal de cocina y agregar. b) Paso 2: preparación del plátano Pelamos y cortamos en cubos pequeños, luego lo trituramos en un mortero. Figura 4. Cortar el plátano. 10
Figura 5. Triturar el plátano en el mortero. c) Paso 3: adición de la solución de sal y detergente a la fruta En el mortero con el plátano triturado vertemos la solución salina-jabonosa y continuamos el proceso de romper las frutas. Figura 6. Agregar la solución salina - jabonosa al mortero. 11
d) Paso 4: separación del material sólido, proteínas y lípidos Pasamos por papel de filtro para retirar el grueso de la sopa de fruta y luego, a través del algodón, hasta obtener 5 ml del líquido filtrado en un tubo de ensayo o 50 ml en un frasco. El jugo de fruta salado-jabonoso se cuela y se filtra para quitar los sólidos, proteínas y lípidos a la solución acuosa del ADN. Figura 7. Agregar la solución del mortero al filtro. Figura 8. Filtrar la solución. 12
Figura 9. Medir el líquido obtenido. Figura 10. Dividir en dos partes iguales el líquido. e) Paso 5: precipitación del ADN por acción del alcohol Sobre el jugo de fruta, vertemos lentamente por las paredes del tubo de ensayo el ISOPROPANOL frío. Figura 11. Agregar el isopropanol frío. 13
Figura 12. Colocar el parafilm. Figura 13. Agitar lentamente. Dejamos reposar unos minutos. Debe aparecer una capa blanquecina gelatinosa. Figura 14. Precipitación del ADN 14
6. RESULTADOS y DISCUSIÓN Figura 15.. Resultado Extracción del ADN La extracción de ADN del plátano se llevó a cabo con éxito, como se puede apreciar en la imagen adjunta, el procedimiento utilizado se basó en la combinación de métodos químicos y físicos para romper las membranas celulares y liberar el ADN de las células del plátano. En este caso, el alcohol isopropílico utilizado en la precipitación del ADN ayudó a separarlo de los demás componentes celulares. Al añadir el alcohol, el ADN se precipitó debido a su insolubilidad en alcohol frío. Esto permitió su observación y posterior recolección. Los resultados fueron los esperados, lo que incluye la obtención de una solución acuosa de ADN libre de proteínas y lípidos, así como la precipitación del ADN en forma de una capa blanquecina gelatinosa. Estos resultados demuestran la efectividad de la técnica de extracción de ADN y su aplicabilidad como ejemplo para estudios genéticos, forenses y de biología molecular. 15
Es importante destacar que el ADN extraído de esta manera puede contener contaminantes y fragmentos de otros componentes celulares. Sin embargo, el objetivo principal de la extracción de ADN de plátano es obtener una muestra suficiente para su visualización. 8. CONCLUSIONES El procedimiento de extracción de ADN del plátano ha sido exitoso, ya que se ha logrado obtener una capa blanquecina gelatinosa que corresponde al ADN precipitado. El uso de una solución salina-jabonosa ha sido efectivo para romper las células del plátano y liberar el ADN contenido en su núcleo. El filtrado a través de papel de filtro y algodón ha permitido separar el material sólido, proteínas y lípidos de la solución acuosa del ADN, obteniendo así un extracto más puro. La adición de alcohol isopropílico frío ha inducido la precipitación del ADN, formando una capa blanquecina que indica la presencia de la molécula. 7. RECOMENDACIONES ● Es importante tener en cuenta que la calidad y pureza del ADN extraído puede variar dependiendo de la calidad y frescura del plátano utilizado. Se recomienda utilizar plátanos maduros y frescos para obtener resultados óptimos. ● Durante el proceso de trituración del plátano, es recomendable evitar la formación de burbujas de aire, ya que pueden interferir con la posterior precipitación del ADN. Se debe realizar la trituración de manera suave y constante. ● Para obtener un extracto de ADN de mayor concentración, se puede aumentar la cantidad de plátano utilizado y ajustar proporcionalmente la cantidad de reactivos utilizados en la solución salina-jabonosa. ● Es importante manipular el alcohol isopropílico con precaución, ya que es inflamable. Se recomienda realizar esta parte del procedimiento en un área bien ventilada y alejada de fuentes de ignición. 16
9. CUESTIONARIO a) ¿Cuál es el papel de la trituración? La trituración desempeña un papel importante en el proceso de extracción de ADN, ya que ayuda a romper las células y liberar el material genético contenido en su interior. Al triturar el tejido vegetal, como la cáscara de plátano, se rompen las paredes celulares y se liberan los componentes celulares, incluyendo el ADN b) ¿Cuál es el papel de la adición del detergente? El detergente líquido ayuda a romper las membranas celulares, que están compuestas por lípidos. Las moléculas de detergente ayudan a romper las membranas celulares y liberar el ADN del núcleo. c) ¿Cuál es el papel de la sal cloruro de sodio? La sal cloruro de sodio se utiliza para formar una solución salina-jabonosa que ayuda a romper las células y liberar el ADN. Además, las altas concentraciones de iones sodio que se unen a los grupos fosfato del ADN reducen las fuerzas repulsivas entre las cadenas y permiten que el ADN se pliegue sobre sí mismo haciéndolo insoluble. d) ¿Para qué sirve el alcohol en la extracción del ADN? El alcohol, ya sea etanol o isopropanol, se utiliza para precipitar el ADN. Al agregar el alcohol frío, el ADN se vuelve insoluble y forma una malla filamentosa blanquecina que puede ser recuperada enrollándose en una varilla de vidrio o palito de madera. 17
10. BIBLIOGRAFÍA ● Isabel Matos (M.A. (2021, September 27). Cómo extraer ADN de un plátano. YuBrain. https://www.yubrain.com/ciencia/biologia/como-extraer-adn-de-un-platano/ ● iesdoctorajosefadelosreyes. (2019). PRÁCTICA DE BIOLOGÍA: EXTRACCIÓN DEL ADN DE UN PLÁTANO. | IES Dra. Josefa de los Reyes. Juntadeandalucia.es. https://blogsaverroes.juntadeandalucia.es/iesdoctorajosefadelosreyes/practica-de-biolo gia-extraccion-del-adn-de-un-platano/ ● Cómo extraer ADN de un plátano. (2019, April 13). Cómo Extraer ADN de Un Plátano.https://www.greelane.com/es/ciencia-tecnolog%C3%ADa-matem%C3%A1tic as/ciencia/how-to-extract-dna-from-a-banana-373317/ ● Laura Martínez Martín. (2015). EXTRACCIÓN DE DNA Experimento con reactivos de la vida cotidiana. http://genetica.uab.cat/base/documents/genetica_gen/Laura%20Mart%C3%ADnez%2 0Mart%C3%ADn2015_4_19P21_19.pdf ● La pared celular, O. R. o. L. C. D., el ADN y hacer que precipite en alcohol, la M. P. y. la M. N. P. D. L., & del ADN., P. P. V. las F. (s/f). Extracción de ADN a partir de verduras y/o frutas. Juntadeandalucia.es. Recuperado el 30 de junio de 2023, de https://www.juntadeandalucia.es/educacion/portals/abaco-portlet/content/79824452-6 72b-42a7-b101-0830334dd516 ● ¿Qué es el ADN? (s/f). Medlineplus.gov. Recuperado el 30 de junio de 2023, de https://medlineplus.gov/spanish/genetica/entender/basica/adn/ 18
ANEXOS 19