Escuela Superior Politécnica del LitoralFacultad de Ciencias de la Vida Genética ABOUT THIS WORKSHEET This worksheet complements the Click and Learn “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 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 percentage of African elephants are killed each year? (Show your work.) 𝑫𝒆𝒇𝒖𝒏𝒄𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 𝑴𝒐𝒓𝒕𝒂𝒍𝒊𝒅𝒂𝒅 = × 𝟏𝟎𝟎 𝑷𝒐𝒃𝒍𝒂𝒄𝒊𝒐𝒏 𝟓𝟎, 𝟎𝟎𝟎 𝑴𝒐𝒓𝒕𝒂𝒍𝒊𝒅𝒂𝒅 = × 𝟏𝟎𝟎 𝟒𝟕𝟎, 𝟎𝟎𝟎 𝑴𝒐𝒓𝒕𝒂𝒍𝒊𝒅𝒂𝒅 = 𝟏𝟎, 𝟔% Aproximadamente un 10,6% de elefantes Africanos son asesinados cada año c. In one or two sentences, summarize Dr. Wasser’s research and how it is being used to conserve elephants. 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 Garamba. 3. Look at the map provided and list the region or countries the majority of African elephants inhabit. www.BioInteractive.org Published August 2016 /Revised September 2016 Page 1 of 9 What do the bands on the gel represent? Cada una de las bandas representan fragmentos de ADN. 4.. 8. Place a check next to the characteristic(s) that are shared. List three sources to obtain elephant DNA for analysis. Click on Technique. A common misconception about DNA fingerprinting is that the analysis has to do with actual fingerprints. DNA profiling is also called DNA fingerprinting.org Published August 2016 /Revised September 2016 Page 2 of 9 . STRs at specific loci have shared characteristics between individuals and/or alleles.e. 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. Estiercol www. Y la semejanza como todos sabemos ambas son únicas para cada individuo. 5. nucleotides CTA Flanking Same number of x sequence units 7. Made up of Unit. i.BioInteractive. Look at the gel on the screen. Explain one similarity and one difference between a human being’s pattern of bands on an electrophoresis gel and a human fingerprint. que en conjunto muestran un patrón de bandas que conforman el perfil de ADN de cada elefante 6. Mali Cameroon Burundi Ivory Coast General African Republic Dar es Salaam Nigeria Republic of Congo Malawi Benin Angola Kenya Dakar Namibia Addis Araba Guinea Zambia Johannesburg Lagos Mozambique Eritrea Proceed to the How DNA Profiling Works section. What does “STR” stand for? Es un tipo de secuencia altamente variable que consiste en repeticiones de tándem cortas (Short Tandem Repeats). 14. Scientists typically amplify multiple STR fragments from an individual in a single PCR. Watch the animation on the polymerase chain reaction under Technique. Would you expect the fragment to be the same size in all the elephants? Explain your answer. Colmillos Tejido corporal 9. Why does DNA migrate to the positive electrode? Debido a que el DNA está cargado negativamente. debido a que un tamaño mayor de fragmento implicaría que haya una menor distancia de la migración gel. 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. Dado que los elefantes analizados son de diferentes especies. These primers are then used to amplify the STR fragment from 10 different elephants. are the two elephants in the gel on the left homozygous or heterozygous? How do you know? www. A scientist makes primers specific to a particular STR fragment in elephants. Why are flanking sequences important for amplifying STR fragments? Son importantes debido a que logran amplificar el DNA mediante la unión de cebadores. 11.BioInteractive. Run the gel in the Technique section by pressing the Start button.org Published August 2016 /Revised September 2016 Page 3 of 9 . 13. Explain how they are able to do that. Proceed to the Application section and look at the gel. 15. se esperaría que sus fragmentos sean distintos. For Marker C. y ya que positivo y negativo se atraen por atracción electromagnética este tiende a dirigirse al lado positivo. Por un proceso denominado Reacción en Cadena de Polimerasa más conocida como PCR 12. 10. What is the relationship between the size of a DNA fragment and the distance it migrates in the gel? Su relación podría denominarse inversa. mientras que lo de la izquierda son más pequeños Approximately what size is the largest fragment (bp)? ___190____ Smallest? ____60___. para luego obtener finalmente una muestra de ADN que contiene copias de fragmentos de STR únicos. Debido a que aparecen dos bandas de gel al presionar el marcador C. www. 2. 4. These two elephants come from two different populations that are geographically distant from one another. Complete the problems under the Review section. 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. Why do you think scientists use multiple markers to identify individual elephants? Para disminuir el error al momento de analizar el perfil de ADN. esto indica que el individuo es heterocigoto.org Published August 2016 /Revised September 2016 Page 4 of 9 . If the gel were to show data from two elephants that were siblings.BioInteractive. so you cannot exclude these choices without running the experiment multiple times. you can definitely eliminate the elephants in lanes 1. ya que es casi improbable que dos individuos contengan los mismos perfiles de ADN. ya que si ambos elefantes tienen el mismo perfil implicaría que son el mismo individuo. Sometimes PCR fails and instead of having two bands you end up with just one. Explain why. 8 𝑟𝑒𝑝𝑒𝑡𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 − − − − 32 𝑝𝑏 10 𝑟𝑒𝑝𝑒𝑡𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 − − − − 𝑥 𝑝𝑏 𝟑𝟐 × 𝟏𝟎 𝒙= 𝟖 𝒙 = 𝟒𝟎 𝒑𝒃 + 9 flanking sequence 49 pb 19. would their profiles be more or less similar? Why? Podría decirse que no. 17. On the other hand. Show the equation you used to calculate the number of base pairs in the 10-repeat unit below. 18. puesto que en algunos casos podría aparecer un individuo con el mismo número de pares de bases para un tipo de marcador. and 6. si fuera homocigoto aparecería solo una banda 16. 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. Watch the video on the “Case Solved” slide.org Published August 2016 /Revised September 2016 Page 5 of 9 . What is the relative allele frequency of the smallest marker fragment? Explain what this value means.BioInteractive. Name two properties of a good marker and explain why good markers are important. dependiendo si son haploides o diploides. Dado que el patrón de la banda no va hacer la misma en algunas partes y varia significativamente. Señalan diferentes regiones del genoma Muestra variación en la secuencia del ADN FREQUENCY PRIMER 21. 22. The gel shows a DNA profile of the elephant you identified in Case One. provocando errores al momento del análisis es por esto que se utilizan varios marcadores 20. www. 048.09. 26. 24.) 𝐹𝐻127 = 2(0. Why would a scientist choose one of these methods over the other? Un científico debería elegir calcular las frecuencias de los alelos utilizando los perfiles genéticos de las poblaciones de los elefantes. What does 2pq represent? Why is it important to “double” (multiply by 2) this frequency? Representa a un individuo heterocigoto.08)(0. they would have needed to calculate frequencies using genetic profiles from elephant populations throughout Africa. sin embargo las especulaciones son positivas ya que se basan en la lógica. From the example. ya que esta podría decirse que no se basa en especulaciones como lo realizaron ya que encontraron el camión cerca de tres parques.05) = 0.El valor más pequeño fue 0.008 www. so scientists calculated allele frequencies using the genetic profiles of elephant populations from just those parks. 23.008 and the heterozygous frequency of the FH67 marker is 0. pero no abarcan un estudio completo de los lugares en donde se encontrarían los elefantes. If they had no idea of the source of the ivory. es decir que puede heredar de madre o padre. what does p2 represent? Significa la probabilidad de que un individuo herede una copia de su madre y una de su padre 25. Y es importante doblar la frecuencia dado que un individuo tiene 2 posibilidades de obtener un genotipo heterocigoto. the homozygous frequency of the FH71 marker is 0. este valor representa que con el marcador específico el individuo contiene menor pares de bases en su perfil de ADN. Looking at the calculation for profile probability. pero no se asegura que sea solo de estos. The truck containing the ivory was equally distant from three different parks.org Published August 2016 /Revised September 2016 Page 6 of 9 . a.BioInteractive. What is the heterozygous frequency of the FH127 marker? (Show your work. se observa que el carril mostro los alelos de un elefante para varios marcadores. Watch the short video in the “Building a Reference Map” 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.0036 c. Study the gel in the Building a Reference Map section.05) = 0. para cada población de elefantes para originar el marfil 29.org Published August 2016 /Revised September 2016 Page 7 of 9 .) 𝐹𝐻127 = 2(0. In Case One.12 ∗ 10−8 CASE TWO 27. el carril tiene los alelos para todos los elefantes de la muestra en una población de un marcador. mientras que las muestras A y B porque cada una representa una población.) 𝐹𝐻9 = (0. In the gel under the Applications section. 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.08)(0. 30.048 𝐹𝐻71 = (0. What is the homozygous frequency of the FH19 marker? (Show your work.BioInteractive.12 × 1. Explain how this relationship affects their relatedness. (Show your work. Calculate the probability of an elephant having this exact DNA profile using all four markers. mientras que en el caso 2 según se utilizara la técnica de rastreo del lugar o sindicado del que vino el marfil 28. you were looking for a match with an individual elephant. These differences are due to geographic distance and the length of time since their ancestors separated from one another.24) = 0. How does this gel differ from the gels you studied in Case One? En el caso de estudio número 1. mientras que en el caso 2 . Esta relación se afecta dado que los investigadores tratan de buscar coincidencias en cada muestra de marfil.0036 𝐹𝐻67 = 2(0.0081 𝑀𝑖𝑠𝑚𝑜 𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑙 𝑔𝑒𝑛𝑒𝑡𝑖𝑐𝑜 = 1. www.06)2 = 0. Watch the crime scene video and read the Case Two introduction on the first slide.06)2 = 0.09)2 = 0.008 𝐹𝐻9 = (0. b.10)(0. Elephant populations differ from one another. Uno de los 16 marcadores STR.BioInteractive. Mas bandas. On the next page. Wasser linked these seized ivory tusks to which country? ______Tanzania____________ IVORY TRADE 38. Knowing this information. Why does this approach make more sense than choosing three populations that are geographically close to one another? Porque al estar distantes geográficamente. The three populations of savanna elephants that were chosen for further analysis are geographically distant from one another. Forest elephants and savanna elephants diverged over 2.5 million years ago. lo cual facilita al momento de identificar de que poblaciones viene el marfil 35. or South page. el gel en cambio muestra los alelos para el marcador encontrados en una muestra de marfil incautado. or those of two forest elephants that live far apart from one another? Explain your reasoning.31. 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. so some researchers think they should be classified as different species. If the scientist had collected 20 dung samples. población 1 y población 2 32. or the same number of bands on the gel? Explain your answer. El alelo A puede estar en dos distintas poblaciones.org Published August 2016 /Revised September 2016 Page 8 of 9 . would you expect more bands. si esto es debido a que una muestra de fragmento tiene dos alelos distintos en la secuencia de ADN de cada individuo. If an ivory sample has two alleles that are also found in a population sample. Answer the questions in the Review section. Watch the video on the “Stopping Illegal Poaching” slide. se puede utilizar para la distinción de grupo y este es denominado como el marcador FH127. fewer bands. does that tell you with certainty that the ivory sample came from that population? Explain your answer. which population did you eliminate? ____norte_________ Which marker(s) allowed you to make this choice? Marker FH48 36. Name two reasons elephant populations are threatened. By analyzing many more markers and all the populations. On the Eliminating North. debido al aumento en el número de muestras 33. which population did you eliminate? ______sur_____ Which marker(s) helped you make this choice? Marker FH60 37. Proceed to the Finding a Location section. Dr. en poblaciones de elefantes forestales y de sabana 34. existirá mayor diferencia alélica tendrán poblaciones. East. www. ya que tienen un rol específico como algunos animales. but the United States is the second largest market. es decir que esparcen la semilla de algunas plantas a otro lugar a través de su estiércol en el caso de los elefantes.org Published August 2016 /Revised September 2016 Page 9 of 9 . ya que son semilleros. Based on your knowledge of this term.BioInteractive. elephants are a keystone species. y así poder prevalecer el ecosistema. Protección de hábitats naturales de elefante Implementar leyes de gestión y conservación 40. www. al igual que las guatusas que también son grandes depósitos de semilla. Es importante para la ecología. Name two actions that you could take to reduce elephant poaching. Most of the ivory is bought by Asian countries. Economía Falta el concientización 39. In summary. explain in your own words why it is important to the ecology and ecosystems of Africa to save the elephant populations.