En una primera etapa se’t proporcionen per escrit diverses seqüències d’un codi a desxifrar junt amb les seqüències d’un altre missatge relacionat trobats a un laboratori de biologia als anys seixanta. Se’t demana que expliques tot el que pugues sobre el codi que relaciona el text (ATCG,...) amb els missatges corresponents (Leu, Ala, Lys,..), com si fos un jeroglífic, hauràs d’anotar totes les observacions i conclusions, fins a la síntesi de l'activitat. Se’t proporcionaran fragments del codi però no tots alhora, sinó que es farà seqüencialment, en etapes de 5 minuts cadascuna, amb un nivell de complexitat creixent. En una segona etapa, una vegada resolt el jeroglífic anterior i haver demostrat la teua capacitat per a la resolució d’enigmes amb codis per desxifrar comptaràs amb l’historial clínic de quatre pacients per tal d’esbrinar si hi ha relació entre l’expressió dels seus gens i les malalties neurodegeneratives. No partiràs de zero, hi ha tallers inicials on t’informaràs sobre les malalties neurodegeneratives i la seua relació amb la genètica.

1. Francesc Collado
4t ESO
IES Bovalar (Castelló)
En una primera etapa se’t proporcionen per escrit diverses seqüències d’un codi a desxifrar junt
amb les seqüències d’un altre missatge relacionat trobats a un laboratori de biologia als anys
seixanta. Se’t demana que expliques tot el que pugues sobre el codi que relaciona el text
(ATCG,...) amb els missatges corresponents (Leu, Ala, Lys,..), com si fos un jeroglífic, hauràs
d’anotar totes les observacions i conclusions, fins a la síntesi de l'activitat. Se’t proporcionaran
fragments del codi però no tots alhora, sinó que es farà seqüencialment, en etapes de 5 minuts
cadascuna, amb un nivell de complexitat creixent.
En una segona etapa, una vegada resolt el jeroglífic anterior i haver demostrat la teua capacitat
per a la resolució d’enigmes amb codis per desxifrar comptaràs amb l’historial clínic de quatre
pacients per tal d’esbrinar si hi ha relació entre l’expressió dels seus gens i les malalties
neurodegeneratives. No partiràs de zero, hi ha tallers inicials on t’informaràs sobre les malalties
neurodegeneratives i la seua relació amb la genètica.
Etapa 1 | Entrenament
Part I - Desxifrem un codi
Es proporcionen tres seqüències d’un codi de lletres majúscules i totes elles són codificants per a
un missatge d’agrupacions de tres lletres, la primera amb majúscula. en grups de 4
investigadors haureu de trobar totes les ralacions possibles entre ambdues seqüències per tal de
desxifrar el codi. Teniu 5 minuts.
Crèdits del projecte: Adaptació de Francesc Collado a partir dels projectes Hacking the code i
Hunting for a gene del professor Jordi Domènech dins de ProyectandoBioGeo per a 4t d’ESO per
als passos inicials.
Reconeixement – No Comercial – Compartir Igual (by-nc-sa): No es permet un ús comercial
de l’obra original ni de les possibles obres derivades, la distribució de les quals s’ha de fer amb
una llicència igual a la que regula l’obra original

2. Tot seguit tindreu 5 minuts més per desxifrar tres seqüències més. Alerta, hi ha canvis que
aporten informació.
Repetim de nou amb tres seqüències més un parell de voltes. Al final, en 20 minuts haureu
investigat la informació que contenen 4 fulls amb 3 seqüències cadascun.
Part II - Desxifrem el codi amb els canvis que vulguem
Cada equip de treball demanar 4 mutacions, o canvis en les seqüències que ja teniu, per a testar
les hipòtesis sobre el funcionament del sistema. El professor, donarà en resposta quina seqüència
tindria el resultant, i confirmareu o descartareu les hipòtesis.
Fitxes amb els codis: https://sites.google.com/a/xtec.cat/hacking-the-code/indications-for-
teachers#TOC-References.
Part III - Compartim els resultats
Al final de l'activitat, cada equip presentareu oralment els resultats a la resta de grups, que els
contrastaran amb els propis. A més d'explicar les hipòtesis a les que heu arribat, les heu de
justificar, explicant els experiments dissenyats i les conclusions. Després de cada exposició, es
decidirà quines conclusions s'aproven de manera general. Quan una conclusió siga acceptada per
tots els alumnes, l’anotarem a la pissarra, representant l'acord de la comunitat científica.
Un vegada consensuat el codi, discutirem de quina manera s’ha arribat al coneixement, partint
d'una llista de preguntes al voltant de l'experiència:
● Has parlat amb algú durant el procés?
● Has comprovat el que deies d'alguna manera?
● S'ha arribat en algun moment a conclusions contradictòries/complementàries?
● Com s'ha resolt?
● Totes les conclusions han estat igual de sòlides?
● Com ho has fet per a millorar-ne la solidesa?
● Has descobert alguna cosa nova seguint una proposta d'algú altre? ...

3. Etapa 2 | Aplicació
Heu resolt el jeroglífic anterior, de manera que sou experts en codis. N’aplicarem ara un, el codi
genètic. Com a tancament de l'activitat, veurem que les seqüències amb les que hem treballat són
seqüències d’un codi molt important en Biologia, trebalat per Niremberg i Khorana (1965) en la
que aquests dos investigadors van descobrir el codi per estudis d'associació entre seqüències i
els seus pèptids corresponents, és a dir, en un exercici d'identificar pautes molt similar al que heu
realitzat vosaltres.
En una sessió de Taller treballarem el Dogma Central de la Biologia Molecular (processos de
transcripció i traducció). Farem activitats amb EDpuzzle i relitzareu una infografia del procés.
Part I : Gens candidats d'anàliside microarray
El nostre objectiu és identificar gens candidats a exercir un paper en la neurodegeneración
(mitjançant la promoció o atenuació del procés). Tenim dades de diferents pacients humans,
incloses les seues dades clíniques relacionades amb la neurodegeneración i les dades de
microarrays dels nivells d'expressió de 49 gens en el seu teixit cerebral (Coix 3, Utb-5).
Comparareu el nivell d'expressió de cada gen entre els diferents pacients. Com més fort siga la
marca, major serà el nivell d'expressió.
Tracteu d'interpretar quin és el paper que aquests gens estan exercint en la neurodegeneració,
tenint en compte les diferents històries clíniques dels pacients. Fes-ho emplenant la taula de
proposta d'hipòtesi per als tres gens que considereu més interessants.
Seleccioneu ara dos dels gens candidats a ser estudiats a través d'estratègies bioinformátiques.
Idees clau a tenir en compte
● L'expressió gènica és regulada (activada o inhibida) per diferents estímuls a través del seu
promotor.
● Ambients diferents activen diferents gens com a resposta a l'equilibri dels efectes.
● Alguns gens poden actuar com supressors d'un procés, i altres gens poden actuar com a
promotors d'un procés.
● Diferents promotors tenen en compte diferents nivells endògens d'expressió i, per tant,
diferents regulacions d'un procés.

4. Part II: Anàlisi in silico
Donada la seqüència del gen seleccionat, heu d'investigar si hi ha gens homòlegs en ratolí (Mus
musculus) i quina funció biològica juguen aquests gens en el ratolí mitjançant l'anàlisi de les seues
dades bioquímiques i patrons d'expressió. (Si trobem un gen homòleg en Mus musculus, és molt
probable que desenvolupe funcions similars en Mus musculus i humans, per la qual cosa ens
dóna una pista sobre la funció del gen que estem estudiant).
Per a açò, haureu de seguir tres passos:
1. Trobeu la traducció més consistent del cDNA
2. Trobeu els gens homòlegs que codifiquen proteïnes homòlogues en Mus musculus.
3. Establiu el patró d'expressió i la funció del gen homòleg en Mus musculus.
Utilitzareu les eines de recerca bioinformática per a les recerques genètiques In silico. Seguiu els
passos descrits en "Com procedir" i copieu tots els seus resultats i conclusions en la pàgina
"Quadern de laboratori bioinformàtic" que creareu al vostre portfoli (ENLLAÇAR!)
Al final d'aquest pas, sereu capaços de justificar si el gen que heu triat és probable que participe
en processos neurodegenerativos.
Com procedir:
Seguireu diversos passos, i en cada pas haureu d'ordenar les vostres conclusions al Quadern de
Laboratori Bioinformàtic.
1) Trobeu la traducció més consistent del cDNA.
● Obriu l'eina bioinformática Expasy per a traduir automàticament el ADNc del gen triat en
tots els marcs possibles.
● Seleccioneu la traducció més consistent.
● Guardeu els vostres resultats i classifiqueu les vostres conclusions en el vostre Quadern
de Laboratori de Bioinformàica.
2) Trobeu gens homòlegs en ratolí i obteniu informació sobre la seua funció biològica en el ratolí.
● Obriu l'eina de cerca NCBI per a cercar altres proteïnes similars en el ratolí (Mus
musculus). BLAST-P cercarà en les bases de dades www proteïnes similars a les
proteïnes que pegueu en el quadre de cerca.
● Després de pegar la seqüència de proteïnes en el quadre de cerca, i pressionant el botó
BLAST, deixeu que cerque uns segons.

5. ● Seleccioneu la seqüència més alta de Mus musculus ( homòleg putatiu del seu gen en el
ratolí) i escriviu el seu nom. Descarteu els gens homòlegs d'altres espècies. Quan estiga
seleccionat, cerqueu informació sobre el seu rol biològic fent clic en la secció Gene del
menú Informació relacionada de la dreta.
● Mireu les informacions (especialment la secció GeneRIF) per a trobar pistes sobre la
funció d'aquest homòleg del gen que estàs estudiant. Algunes pistes per a interpretar la
funció:
○ Paraules que indiquen òrgans, teixits o tipus cel·lulars: astròcits, renals, epidèrmics,
osteoclast, retina, ...
○ Paraules que indiquen les categories de proteïnes: hormona, receptor, lligant, ...
○ Paraules que indiquen accions: suprimir, activar, créixer, degenerar, protegir,
transportar, ...
● Confirmeu els vostres resultats en la cerca de UniProt Blast. Mira també per a l'estructura
3D de la seua proteïna.
● Guardeu els vostres resultats en el vostre "Quadern de laboratori bioinformàtic".
3) Establiu la idoneïtat dels patrons d'expressió del Mus musculus homòleg amb una funció
neurodegenerativa relacionada. Utilitzeu les informacions següents per a analitzar els patrons
d'expressió.
● Obriu l'atlas EMAGE Mouse per al patró d'expressió de gens de ratolí.
● Escriu el nom de Mus musculus homòleg del teu gen i pressiona "Go" per a començar la
cerca.
● Recopileu les dades i els patrons d'expressió (text i imatges).
● Guardeu els vostres resultats en el vostre "Quadern de laboratori bioinformàtic".
4) Conclusió d'aquest pas: Amb totes aquestes dades del gen homòleg en Mus musculus, heu de
ser capaços de decidir si el gen humà que heu triat per a estudiar encara pot ser un bon candidat
per a desenvolupar un paper en la neurodegeneración en els éssers humans. Escriviu-lo en el
vostre "Quadern de laboratori bioinformàtic".

6. Idees clau a tenir en compte
● Els gens contenen algunes parts que es tradueixen a proteïna (Exons), i algunes parts que
no són (Introns).
● Quan es tradueix a proteïna, cada combinació de tres nucleòtids d'ADN (A, T, C, G)
constitueix un codó que codifica un aminoàcid, que pot ser representat per tres (Cys, Lys,
His, ...) o un lletra (C, K, H, ..).
● Per a treballar en experiments de biologia molecular, quan s'extrau, el ARNm es
transforma artificialment a cDNA, que és una versió de la seqüència codificant del gen
sense introns.
● Hi ha diversos marcs de lectura per a una seqüència d'ADN donada.
● Alguns gens es conserven entre espècies a través de l'evolució. Quan conserven tant la
seua estructura (patrons de seqüència) com la seua funció, ho cridem gens homòlegs.
● L'estudi de gens homòlegs en altres animals pot portar-nos informació sobre aquests gens
en els éssers humans.
● La funció genètica és coherent amb el seu patró d'expressió. Els gens amb un patró
d'expressió associat als teixits neurològics -cervell, nervis- són més propensos a exercir un
paper específic en la neurodegeneració.
Pregunta guia
Ets capaç de trobar relació entre un fragment de gen seleccionat i malalties neurodegeneratives?
Competències i Estàndards d’Aprenentatge1
Durant aquest projecte treballareu les següents competències i estàndards d’aprenentatge:
Competències
● CCLI: competència comunicació lingüística.
● CMCT: competència matemàtica i competències bàsiques en ciència i tecnologia.
● CD: competència digital.
● CAA: competència aprendre a aprendre.
● CSC: competències socials i cíviques.
● SIEE: sentit d’iniciativa i esperit emprenedor.
● CEC: consciència i expressions culturals.
1
Reial decret 1105/2014, de 26 de desembre, pel qual s’estableix el currículum bàsic de l’educació secundària obligatòria i del
batxillerat. (LOMQE)
Decret 87/2015, de 5 de juny, del Consell, pelque establix el currículumi desenrotlla l'ordenació general de l'Educació Secundària
Obligatòria i el Batxillerat en la Comunitat Valenciana

7. Estàndards d’Aprenentatge
Bloc 1. Metodologia científica i projecte d’investigació.
1.1. Integra i aplica les destreses pròpies dels mètodes de la ciència.
2.1. Utilitza arguments per justificar les hipòtesis que proposa.
3.1. Utilitza diferents fonts d’informació i es recolza en les TIC per elaborar i presentar les
seves recerques.
4.1. Participa, valora i respecta el treball individual i grupal.
5.1. Dissenya petits treballs de recerca sobre animals i/o plantes, els ecosistemes del seu
entorn o l’alimentació i la nutrició humana per a la seva presentació i defensa a l’aula.
5.2. Expressa amb precisió i coherència, tant verbalment com per escrit, les conclusions
de les seves recerques.
Bloc 2. L’evolució de la vida
8.1. Reconeix i explica en què consisteixen les mutacions i els seus tipus.
9.1. Reconeix els principis bàsics de la genètica mendeliana i resol problemes pràctics
d’encreuaments amb un o dos caràcters.
10.1. Resol problemes pràctics sobre l’herència del sexe i l’herència lligada al sexe.
11.1. Identifica les malalties hereditàries més freqüents i el seu abast social. 12.1.
Diferencia tècniques de treball en enginyeria genètica.
Productes
En acabar el projecte s’hauran de lliurar els productes següents:
● Conclusions del desxifrat del codi (grups de 4 | Escrit a les fitxes lliurades i debat)
● Infografia del Dogma Central de la Biologia Molecular
● Quadern de laboratori bioinformàtic
● Solucionar les qüestions plantejades a EDpuzzle (Individual)
Tots els productes han de presentar-se a través del portafoli individual.
Els productes que no consten al vostre portafoli no són avaluables.
Avaluarem tant el procés de treball com els productes (individual i en grup) mitjançant
autoavaluació i coavaluació.