Escuela Superior Politécnica del Litoral Facultad de Ciencias de la Vida Genética ABOUT THIS WORKSHEET http://www.hhmi.org/biointeractive/csi-wildlife). ). This worksheet complements the Click and L earn “CSI Wildlife.” ( http://www.hhmi.org/biointeractive/csi-wildlife
ESTUDIANTE Susan Pamela Vera De La Cruz
PROCEDURE As you proceed through the interactive, follow the instructions and answer the questions in the space provided. 1. Read the Read the introduction and watch the opening video. a. What is a keystone species? El video hace referencia que cuando se habla de especies claves, significa que cuando sacas a esta especie de su ecosistema, todas las cosas empiezan a descifrarse; es quiere decir que estas especies contribuyen a la existencia del ecosistema en que habitan.
b. Dr. Wasser states that approximately 50,000 African elephants are killed each year. According to the video, it is estimated that there are around 470,000 African elephants. If these numbers are correct, approximately what what percentage of African elephants are killed each year? (Show your work.)
=
×
=
, , ,
×
= , % Aproximadamente un 10,6% de elefantes Africanos son asesinados cada año
c.
summarize Dr. Wasser’s research and how it is being used to conserve elephants. In one or two sentences, summarize
Analizan a través de pruebas de ADN de los colmillos, para conocer de dónde provinieron estos objetos de marfil que son comercializados, para que así se pueda aplicar la ley. CASE ONE: 2. Watch the crime scene video on the first slide of Case One. Explain the goal of the case.
Su objetivo es identificar el origen de dónde provino el marfil, para conocer mediantes pruebas de ADN si estos colmillos encontrados, eran de elefantes provenientes del parque Nacional Nacional Garamba. 3. Look at the map provided and list the region or countries the majority of African elephants inhabit.
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Mali Ivory Coast Nigeria Benin Dakar Guinea Lagos
Cameroon General African Republic Republic of Congo Angola Namibia Zambia Mozambique
Burundi Dar es Salaam Malawi Kenya Addis Araba Johannesburg Eritrea
Proceed to the How DNA Profiling Works section. 4. What does “STR” stand for? Es un tipo de secuencia altamente variable que consiste en repeticiones de tándem cortas (Short Tandem Repeats). 5. Look at the gel on the screen. What do the bands on the gel represent? Cada una de las bandas representan fragmentos de ADN, que en conjunto muestran un patrón de bandas que conforman el perfil de ADN de cada elefante 6. STRs at specific loci have shared characteristics between individuals and/or alleles. Place a check next to the characteristic(s) that are shared.
x
Made up of
Unit, i.e.,
nucleotides
CTA
Flanking
Same number of
sequence
units
7. DNA profiling is also called DNA fingerprinting. A common misconception about DNA fingerprinting is that the analysis has to do with actual fingerprints. Explain one similarity and one difference between a human being’s pattern of bands on an electrophoresis gel and a human fingerprint. La Diferencia que los distinguen es que las huellas digitales son visibles y fácil de detectar sin embargo las huellas digitales de ADN sin cargas que se encuentran dentro de las células. Y la semejanza como todos sabemos ambas son únicas para cada individuo.
8. Click on Technique. List three sources to obtain elephant DNA for analysis.
Estiercol
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Colmillos Tejido corporal
9. Watch the animation on the polymerase chain reaction under Technique. Why are flanking sequences important for amplifying STR fragments? Son importantes debido a que logran amplificar el DNA mediante la unión de cebadores, para luego obtener finalmente una muestra de ADN que contiene copias de fragmentos de STR únicos.
10. A scientist makes primers specific to a particular STR fragment in elephants. These primers are then used to amplify the STR fragment from 10 different elephants. Would you expect the fragment to be the same size in all the elephants? Explain your answer. Dado que los elefantes analizados son de diferentes especies, se esperaría que sus fragmentos sean distintos. 11. Scientists typically amplify multiple STR fragments from an individual in a single PCR. Explain how they are able to do that. Por un proceso denominado Reacción en Cadena de Polimerasa más conocida como PCR 12. What is the relationship between the size of a DNA fragment and the distance it migrates in the gel? Su relación podría denominarse inversa, debido a que un tamaño mayor de fragmento implicaría que haya una menor distancia de la migración gel. 13. Why does DNA migrate to the positive electrode? Debido a que el DNA está cargado negativamente, y ya que positivo y negativo se atraen por atracción electromagnética este tiende a dirigirse al lado positivo.
14. Run the gel in the Technique section by pressing the Start button. Which elephant (left or right) has both the largest and smallest fragments? Los fragmentos del elefante que se encuentra en la derecha son más grandes, mientras que lo de la izquierda son más pequeños Approximately what size is the largest fragment (bp)? ___ 190 ____ Smallest? ____60 ___. 15. Proceed to the Application section and look at the gel. For Marker C, are the two elephants in the gel on the left homozygous or heterozygous? How do you know?
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Debido a que aparecen dos bandas de gel al presionar el marcador C, esto indica que el individuo es heterocigoto, si fuera homocigoto aparecería solo una banda
16. These two elephants come from two different populations that are geographically distant from one another. If the gel were to show data from two elephants that were siblings, would their profiles be more or less similar? Why? Podría decirse que no, ya que si ambos elefantes tienen el mismo perfil implicaría que son el mismo individuo, ya que es casi improbable que dos individuos contengan los mismos perfiles de ADN. 17. Why do you think scientists use multiple markers to identify individual elephants? Para disminuir el error al momento de analizar el perfil de ADN, puesto que en algunos casos podría aparecer un individuo con el mismo número de pares de bases para un tipo de marcador. 18. Complete the problems under the Review section. Show the equation you used to calculate the number of base pairs in the 10-repeat unit below.
8 32 10 =
×
= + 9 flanking sequence 49 pb
19. Sometimes PCR fails and instead of having two bands you end up with just one. The elephants represented in lanes 3 and 5 could have been a match to the ivory sample if you failed to amplify one allele in either the ivory or the sample, so you cannot exclude these choices without running the experiment multiple times. On the other hand, you can definitely eliminate the elephants in lanes 1, 2, 4, and 6. Explain why.
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Dado que el patrón de la banda no va hacer la misma en algunas partes y varia significativamente, provocando errores al momento del análisis es por esto que se utilizan varios marcadores
20. Watch the video on the “Case Solved” slide. Name two properties of a good marker and explain why good markers are important.
Señalan diferentes regiones del genoma Muestra variación en la secuencia del ADN
FREQUENCY PRIMER 21. How do you determine an allele’s relative frequency?
A través de la proporción de individuos que contribuyen un determinado alelo dentro de una población, dependiendo si son haploides o diploides.
22. The gel shows a DNA profile of the elephant you identified in Case One. What is the relative allele frequency of the smallest marker fragment? Explain what this value means.
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El valor más pequeño fue 0,09, este valor representa que con el marcador específico el individuo contiene menor pares de bases en su perfil de ADN. 23. The truck containing the ivory was equally distant from three different parks, so scientists calculated allele frequencies using the genetic profiles of elephant populations from just those parks. If they had no idea of the source of the ivory, they would have needed to calculate frequencies using genetic profiles from elephant populations throughout Africa. Why would a scientist choose one of these methods over the other? Un científico debería elegir c alcular las frecuencias de los alelos utilizando los perfiles genéticos de las poblaciones de los elefantes, ya que esta podría decirse que no se basa en especulaciones como lo realizaron ya que encontraron el camión cerca de tres parques, pero no se asegura que sea solo de estos, sin embargo las especulaciones son positivas ya que se basan en la lógica, pero no abarcan un estudio completo de los lugares en donde se encontrarían los elefantes.
24. Looking at the calculation for profile probability, what does p2 represent? Significa la probabilidad de que un individuo herede una copia de su madre y una de su padre 25. What does 2 pq represent? Why is it important to “double” (multiply by 2) this frequency? Representa a un individuo heterocigoto. Y es importante doblar la frecuencia dado que un individuo tiene 2 posibilidades de obtener un genotipo heterocigoto, es decir que puede heredar de madre o padre. 26. From the example, the homozygous frequency of the FH71 marker is 0.008 and the heterozygous frequency of the FH67 marker is 0.048. a. What is the heterozygous frequency of the FH127 marker? (Show your work.)
127 = 2(0,08)(0,05) = 0,008
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b. What is the homozygous frequency of the FH19 marker? (Show your work.)
9 = (0,06) = 0,0036
c.
Calculate the probability of an elephant having this exact DNA profile using all four markers. (Show your work.)
127 = 2(0,08)(0,05) = 0,008 9 = (0,06) = 0,0036 67 = 2(0,10)(0,24) = 0,048 71 = (0,09) = 0,0081 = 1,12 × 1,12 ∗ 10−
CASE TWO 27. Watch the crime scene video and read the Case Two introduction on the first slide. In Case One, you were looking for a match with an individual elephant. How does Case Two differ from Case One?
Se diferencia en que en el caso uno para analizar el perfil se utilizaban SRT para comprobar que el marfil que obtenían no eran del elefante, mientras que en el caso 2 según se utilizara la técnica de rastreo del lugar o sindicado del que vino el marfil
28. Watch the short video in the “Building a Reference Map” section. Elephant populations differ from one another. These differences are due to geographic distance and the length of time since their ancestors separated from one another. Explain how this relationship affects their relatedness. Esta relación se afecta dado que los investigadores tratan de buscar coincidencias en cada muestra de marfil, para cada población de elefantes para originar el marfil 29. Study the gel in the Building a Reference Map section. How does this gel differ from the gels you studied in Case One? En el caso de estudio número 1, se observa que el carril mostro los alelos de un elefante para varios marcadores, mientras que en el caso 2 , el carril tiene los alelos para todos los elefantes de la muestra en una población de un marcador. 30. In the gel under the Applications section, why does the ivory sample contain only two bands while the other lanes (samples A and B) have multiple bands? La muestra de marfil contiene dos bandas porque es una representación de la secuencia de ADN, mientras que las muestras A y B porque cada una representa una población.
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31. If an ivory sample has two alleles that are also found in a population sample, does that tell you with certainty that the ivory sample came from that population? Explain your answer. si esto es debido a que una muestra de fragmento tiene dos alelos distintos en la se cuencia de ADN de cada individuo. El alelo A puede estar en dos distintas poblaciones, población 1 y población 2
32. Answer the questions in the Review section. If the scientist had collected 20 dung samples, would you expect more bands, fewer bands, or the same number of bands on the gel? Explain your answer. Mas bandas, debido al aumento en el número de m uestras 33. Proceed to the Finding a Location section. Forest elephants and savanna elephants diverged over 2.5 million years ago, so some researchers think they should be classified as different species. Knowing this information, which genetic profiles would you predict would be more similar to one another: those of a forest elephant and a savanna elephant that are geographically close to one another, or those of two forest elephants that live far apart from one another? Explain your reasoning. Uno de los 16 marcadores STR, se puede utilizar para la distinción de grupo y este es denominado como el marcador FH127, el gel en cambio muestra los alelos para el marcador encontrados en una muestra de marfil incautado, en poblaciones de elefantes forestales y de sabana
34. The three populations of savanna elephants that we re chosen for further analysis are geographically distant from one another. Why does this approach make more sense than choosing three populations that are geographically close to one another?
Porque al estar distantes geográficamente, existirá mayor diferencia alélica tendrán poblaciones, lo cual facilita al momento de identificar de que poblaciones viene el marfil
35. On the Eliminating North, East, or South page, which population did you eliminate? ____norte_________ Which marker(s) allowed you to make this choice? Marker FH48 36. On the next page, which population did you eliminate ? ______sur_____ Which marker(s) helped you make this choice? Marker FH60 37. By analyzing many more markers and all the populations, Dr. Wasser linked these seized ivory tusks to which country? ______Tanzania____________ IVORY TRADE 38. Watch the video on the “Stopping Illegal Poaching” slide. Name two reasons elephant populations are threatened.
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Economía Falta el concientización
39. Most of the ivory is bought by Asian countries, but the United States is the second largest market. Name two actions that you could take to reduce elephant poaching.
Protección de hábitats naturales de elefante Implementar leyes de gestión y conservación
40. In summary, elephants are a keystone species. Based on your knowledge of this term, e xplain in your own words why it is important to the ecology and ecosystems of Africa to save the elephant populations. Es importante para la ecología, ya que tienen un rol específico como algunos animales, ya que son semilleros, al igual que las guatusas que también son grandes depósitos de semilla; es decir que esparcen la semilla de algunas plantas a otro lugar a través de su estiércol en el caso de los elefantes, y así poder prevalecer el ecosistema.
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