viernes, 24 de julio de 2015

EXTRACCIÓN CASERA DE ADN

Equipo Investigador:
Estudiantes:
Ø  PAJARES VÁSQUEZ, FRANCESCO
Ø  TALTALEAN GOICOCHEA, ESTEFANIA
Ø  ROSALES VERDE, FRANCO JORDANO
Ø  PLASENCIA GAMBOA, MARÍA FERNANDA

Asesora:
              Marianela Vásquez Gamarra



1.        PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1.        Problema:
¿De qué manera podemos extraer y observar el ADN de un producto natural? 

1.2.        Objetivos:
Ø  Utilizar unas sencillas técnicas para poder extraer el ADN de un producto natural
Ø  Observar la estructura fibrilar del ADN.

1.3.        Justificación:
La investigación realizada servirá de mucho; en muchas instituciones ya que carecen de material de laboratorio como en este caso el microscopio que es un poco costoso y también para que socializar el concepto, que en perspectiva y una vez aprendido por la población, puedan entender las distintas enfermedades congénitas; de esa manera se pueda elaborar la calidad de vida, tomando medidas preventivas.

2.        IMPORTANCIA
La función principal del ADN es mantener a través del código genético la información necesaria para crear un ser vivo idéntico a aquel del que proviene (o muy similar, en el caso de mezclarse con otra cadena como es el caso de la reproducción sexual o de sufrir mutaciones).
Por sus funciones y propiedades, entre ellas podemos podemos resaltar que:
1.- El ADN controla la actividad de la célula.
2.- En ciertos casos, comúnmente derivados del caso anterior, el ADN puede llegar a tener cierta conductividad, según un estudio realizado.
Por todo lo mencionado cabe destacar la importancia de este proyecto en la extracción de ADN, para tratar de entender que tan significativo es el conocer  sobre este tema del ADN.

3.        MARCO TEÓRICO

¿Qué es el ADN?
ADN es la abreviatura del ácido desoxirribonucleico (en inglés, DNA). Constituye el material genético de los organismos. Es el componente químico primario de los cromosomas y el material del que los genes están formados.
El ADN fue identificado inicialmente en 1868 por Friedrich Miescher, biólogo suizo, en los núcleos de las células del pus obtenidas de los vendajes quirúrgicos desechados y en el esperma del salmón. Él llamó a la sustancia nucleína, aunque no fue reconocida hasta 1943 gracias al experimento realizado por Oswald Avery
La estructura del ADN es una pareja de largas cadenas de nucleótidos. La estructura de doble hélice del ADN fue descubierta en 1953 por James Watson y Francis Crick. Una larga hebra de ácido nucleico está enrollada alrededor de otra hebra formando un par entrelazado. Dicha hélice mide 3,4 nm de paso de rosca y 2,37 nm de diámetro, y está formada, en cada vuelta, por 10,4 pares de nucleótidos enfrentados entre sí por sus bases nitrogenadas.
Sólo tenemos un 30% más de genes que un diminuto gusano, el cual tiene solo un milímetro de longitud y posee 959 células, en tanto que nosotros alrededor de 100 billones. Y mientras que los seres humanos poseemos aproximadamente 100.000 millones de neuronas, el diminuto gusano cuenta unicamente con 302.
En comparación con el arroz nos va aún peor, puesto que un grano de arroz tiene muchos más genes que una persona, y todavía no se le ha ocurrido ni la más tonta de las ideas.

¿QUÉ ES UNA ENZIMA?
Las enzimas son proteínas que ayudan a que las reacciones químicas ocurran con mayor rapidez. Sin enzimas nuestros cuerpos se detendrían en seco.
En este experimento, las enzimas que estamos utilizando provienen del ablandador de carnes y cortan las proteínas tal como un par de tijeras.
Después del paso del detergente, la última pregunta fue: ¿Qué es lo que tienes en tu sopa de arvejas?
Las membranas celular y nuclear han sido rotas, al igual que todas las membranas de los organelos, como las que rodean a las mitocondrias y cloroplastos. Entonces ¿qué es lo que queda?
-        Proteínas
-        Carbohidratos (azúcares)
-        ADN
El ADN en el núcleo de la célula está moldeado, doblado y protegido por proteínas. El ablandador de carne corta las proteínas separándolas del ADN.



FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS
1º.- La extracción de ADN requiere una serie de etapas básicas: En primer lugar tiene que romperse la pared celular y la membrana
Plasmática para poder acceder al núcleo de la célula. A continuación debe romperse también la membrana nuclear para
Dejar libre el ADN. Los detergentes utilizados como lavavajillas emulsionan los lípidos de las membranas celulares y las rompen.
2º.- La sal evita la unión de las proteínas al ADN.
3º.- Para aislar el ADN hay que hacer que precipite en alcohol. El ADN es soluble en agua, pero cuando se encuentra en alcohol se desenrolla y precipita en la interface entre el alcohol y el agua.
Además de permitirnos ver el ADN, el alcohol separa el ADN de
Otros componentes celulares, los cuales son dejados en la solución acuosa.

4.        MATERIALES Y MÉTODO
MATERIALES:
-    Alcohol 96° muy frio
-    Detergente líquido
-    Enzimas (ablandacarne) (Si no tienes, usa jugo de piña o solucion limpialentillas)
-    Sal de mesa
-    Agua destilada o mineral
-    Fuente de ADN (vegetales, carne, etc)
-    Vasos
-    Licuadora
-    Colador
-    Tubo de ensayo de vidrio
MÉTODO: Teórico – experimental

5.        PROCEDIMIENTO
Para este experimento preferimos usar arvejas verdes. A continuación los pasos a seguir para la obtención del ADN:
·           Pon en una licuadora:
-          Tu fuente de ADN (más o menos 100 ml o 1/2 de taza de arvejas )
-          Un pellizco grande de sal de mesa (menos de 1 ml o 1/8 de cucharadita)
-          Agua fría. El doble de la cantidad de tu fuente de ADN (más o menos 200 ml o 1 de taza)
         
         
Licua todo a alta velocidad por 15 segundos.
El licuado separa las células de las arvejas unas de otras, por lo que ahora tienes una muy diluida sopa de células de arvejas.
·           Vierte tu sopa de células de arvejas a través de un colador dentro de otro contenedor (como una taza medidora por ejemplo).

¿Cuánta sopa de arvejas tienes? Añade como 1/6 de esa cantidad de detergente líquido (más o menos 30 ml o dos cucharadas soperas) y mézclalo. Deja reposar la mezcla entre 5 y 10 minutos.
Vierte la mezcla en tubos de ensayo u en otros contenedores pequeños de vidrio, cada uno como 1/3 lleno.
Vierte la mezcla en tubos de ensayo u en otros contenedores pequeños de vidrio, cada uno como 1/3 lleno.
Prueba usar uno de estos detergentes o el que sea que tengas a mano.

·           Añade un pellizquito de enzima a cada tubo de ensayo y agítalo suavemente. iSe cuidadoso! Si lo agitas demasiado fuerte romperás en ADN haciéndolo más difícil de ver.
Usa ablandador de carne como enzima. Si no puedes encontrar ablandador, intenta usar jugo de piña o solución limpiadora para lentes de contacto.

·           Ladea tu tubo de ensayo y lentamente vierte el alcohol (isopropílico al 70-95% o alcohol etílico) sobre la pared del tubo de manera que forme una capa sobre la mezcla de arvejas. Sigue virtiendo hasta que tengas en el tubo aproximadamente la misma cantidad de alcohol que de mezcla de arvejas.

El ADN se elevará desde la mezcla de arvejas hasta la capa de alcohol. Puedes usar un palito de madera u otro tipo de gancho para arrastrar el ADN que está en el alcohol.
El ADN es una larga y pegajosa molécula a la que le gusta formar grumos.
¡Felicitaciones! ¡Acabamos de completar una extracción de ADN!


6.        RESULTADOS
-        Se obtuvo una solución acuosa verdosa, la cual fue la materia prima para la observación del ADN.
-        Se observó el ADN de las arvejas, la cual tiene formas helicoidales alargadas.
-        El ADN se aprecia de la misma forma, para cualquier tipo de vegetales.

7.        DISCUSIÓN
-       Mediante el procedimiento experimental se obtuvo el ADN de los vegetales, pudiendo observar su forma; lo cuales confirman o reafirman la teoría.
-       Después de varios experimentos enla obtención de ADN se obtuvo la misma forma fibrilar del ADN.
-       Los materiales a usar deben ser medidas exactas siguiendo el procedimiento indicado, para no tener  tendríamos errores experimentales.

8.        CONCLUSIONES
-       Se utilizó técnicas sencillas usando materiales caseros, para la obtención del ADN de los vegetales (en este caso arvejas).
-       Se obtuvo la forma fibrilar del ADN.
  


ANEXOS



Fig. 01. Presentación de los materiales a usar



 
Fig. 02. El grupo de trabajo reconociendo los materiales.



Fig. 03. Introduciendo las arvejas en la licuadora.


 
Fig. 04. Introduciendo líquidos junto con las arvejas.



 
Fig. 05. Agregando los demás materiales.


Fig. 06. Colando la materia prima para la obtención del ADN


Fig. 07. Colando a la  materia prima el detergente líquido.


 
Fig. 08. Vertiendo la solución a la probeta.


 
Fig. 09. Mostrando la probeta con nuestra solución acuosa.


 
Fig. 10. Experimentando con el enzima (limpiador de lentes).


 
Fig. 11. Mostrando nuestra experimento.


 

Fig. 12. El grupo mostrando su proyecto final.

martes, 23 de diciembre de 2014

Calorímetro Adiabático casero

Se agradece a los estudiantes participantes en este proyecto.



A continuación el informe del la construcción del calorímetro adiabático:



OBJETIVOS

·   Fabricar un calorímetro adiabático casero y comprobar su funcionamiento.


FUNDAMENTO TEÓRICO

Calorímetro:

El calorímetro es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. Es decir, sirve para determinar el calor específico de un cuerpo, así como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos. El tipo de calorímetro de uso más extendido consiste en un envase cerrado y perfectamente aislado con agua, un dispositivo para agitar y un termómetro. Se coloca una fuente de calor en el calorímetro, se agita el agua hasta lograr el equilibrio, y el aumento de temperatura se comprueba con el termómetro. Si se conoce la capacidad calorífica del calorímetro (que también puede medirse utilizando una fuente corriente de calor), la cantidad de energía liberada puede calcularse fácilmente. Cuando la fuente de calor es un objeto caliente de temperatura conocida, el calor específico y el calor latente pueden ir midiéndose según se va enfriando el objeto.



Características:

  Un calorímetro idealmente puede ser insensible a la distribución espacial de las fuentes de calor dentro de él .Si este objetivo es alcanzado, entonces la potencia puede en principio ser medida a cualquier frecuencia por disipación en el calorímetro y determinar la correspondiente potencia dc que da la misma lectura que la potencia no conocida.
 Por supuesto la tarea de diseñar un calorímetro que sea completamente insensible a la distribución de calor, no es posible y lo mejor que puede alcanzarse es construir un instrumento el cual tenga un conocido factor de corrección, estos factores de corrección son evaluados de una combinación de mediciones y cálculos, tenemos la eficiencia efectiva:
 La eficiencia efectiva (e.e.) es un parámetro relativamente estable para más instrumentos y siendo adimensional es independiente del sistema de unidades usado. Para la mayor parte de los calorímetros la e.e. puede ser evaluada con una incertidumbre de 0.1% a 1 GHz, 0.2 % a 40 GHz y 0.5 % a 100 GHz.
 Las correspondientes incertidumbres en los valores de la potencia absorbida o de microondas serán naturalmente un poco mayores que los dados, ya que dependen por ejemplo de los conectores
 Aunque el principio de medición de potencia por medio de sus efectos caloríficos es uno de los viejos métodos, los calorímetros actuales tienen sus orígenes en los desarrollos de los años 40 y 50.

VENTAJAS DE UN CALORIMETRO:

Alta precisión
Estabilidad de calibración

DESVENTAJAS DE UN CALORIMETRO:

Baja velocidad de respuesta
Muy voluminosos

Tipos de calorímetros:
  • estáticos
  • no estáticos
  • Dryload calorimeter
  • microcalorímetro
  • calorimetro de flujo

Otros tipos de calorímetros
 
  • calorímetro adiabático
  • calorímetro de cambio de estado


CALORÍMETRO ADIABÁTICO

Los calorímetros adiabáticos, se construyen de tal forma que no permiten intercambio de calor entre la celda y los alrededores, por lo tanto se emplean materiales aislantes para mantener aislado el sistema y relacionar el calor generado con la diferencia de temperatura que produce. Existen tres formas para alcanzar este objetivo:
1. Cuando la generación de calor es tan rápida, ninguna cantidad apreciable de calor puede entrar o salir de la celda durante el período en que se lleva a cabo la medida.
2. En el caso de separar la celda de los alrededores con una resistencia térmica RT infinitamente grande, de tal forma que el sistema de medida esté lo más aislado posible.
3. Por medio de controles externos que hacen que la temperatura de los alrededores sea siempre lo más semejante posible a la de la celda.
Para cumplir con las condiciones anteriores, la celda se rodea de un aislamiento que puede estar constituido por un recipiente empacado al vacío, como es el caso de los vasos Dewar, por escudos metálicos que impidan la transferencia de calor, por materiales plásticos de baja conductividad térmica o por la combinación entre varios de estos.
Durante la experiencia calorimétrica cualquier calor generado o consumido en la celda lleva a un cambio en la temperatura. En los calorímetros adiabáticos se presenta un control estricto en la temperatura de los alrededores, lo que hace necesario el uso de adecuados controles electrónicos que mantengan constante el gradiente de temperatura entre la celda y los alrededores de tal forma que el intercambio de calor entre estos sea lo más pequeña posible, en teoría nula.


USO DEL CALORIMETRO:

Para usar el calorímetro, un científico pondrá una cantidad precisa de agua pura dentro de la cámara de agua. El volumen puede variar, pero por lo general se colocan 100 mililitros. La temperatura del agua se lee y se registra y luego se mide la cantidad precisa de químicos que quieres estudiar, los pones en la cámara de reacción y cierras la tapa. Debes cuidar de cerca el termómetro por si hay cambios de temperatura. A medida que la reacción química se vaya llevando a cabo, la temperatura subirá o bajará. Si aumenta, irá hasta su pico y luego bajará. Lo contrario se da si la temperatura desciende. Es importante que anules los valores mínimos y máximos.

MATERIALES



PROCEDIMIENTO



ANÁLISIS DE DATOS

Para hallar la temperatura de equilibrio teórica utilizamos la siguiente fórmula:
-Q desprendido = Q absorbido
Q = masa * calor especifico * temperatura

PARA EL PRIMER CASO:

- (0,095 cal/gr.C * 680 gr * (Tf – 94 C)) = 0.106 cal/gr.C * 20 gr * (Tf – 25,5 C)
63600,4 – 676.6 Tf = 2,12 Tf * 54,06
678,72 Tf = 63654,46
Tf = 93,79°C

Teniendo en cuenta que Tf práctica es de 89 °C tenemos que obtener el error porcentual:

PARA EL SEGUNDO CASO:

- (0.095 cal/gr.C * 680 gr * (Tf – 83 C)) = 0.106 cal/gr.C * 20 gr * (Tf – 27 C)
56157.8 – 676.6 Tf = 2.12 Tf * 57.24
678.72 Tf = 56215.04
Tf = 82,86 °C

Teniendo en cuenta que Tf práctica es de 82 °C tenemos que obtener el error porcentual:

RESULTADOS

PARA EL PRIMER CASO:
Tf Teo = 93,79 °C
Tf  Pra = 89 °C
e% = 5,11%

PARA EL SEGUNDO CASO:

Tf Teo = 82,86 °C
Tf  Pra = 82 °C
e% = 1.04%

CONCLUSIONES

·      La realización del calorímetro fue satisfactoria.
·      Concluimos que la función del calorímetro es aislar las sustancias puestas en el para obtener una temperatura de equilibrio satisfactoria y obtuvimos que tenemos un error en cuanto a la temperatura ya sea porque nuestro calorímetro no está bien aislado o por error humano.
·       Calculamos la temperatura media del agua casi hirviendo y de un clavo de acero al cual obtuvimos resultados satisfactorios.

·       Demostramos la función de nuestro calorímetro al obtener resultados que varían con el teórico en menos del 5%.