En el proceso de Enseñanza y Aprendizaje de la Ciencia, uno de los aspectos más interesantes, dentro de las tareas docentes, es la creación de medios y recursos didácticos que atraigan a los jóvenes hacia temas que pudieran lucir abstractos, por la imposibilidad de vincularlos directamente con la cotidianidad. Uno de estos es sin dudas el referido al microscópico mundo celular.

Al respecto, es bueno recordar que en post pasados, me referí a la expresión génica, con base en el proceso de traducción o síntesis de proteínas, como catapulta de la información hereditaria recogida en el núcleo celular, mediante la transcripción en el ARN mensajero que, en seguida, es leído por los ribosomas. Esta vez, corresponde dar una mirada en cierto modo retrospectiva a esto -y globalizante-, pero, desde un enfoque pedagógico, con miras hacia la #Educación-STEM .

En relación a lo anterior, resulta importante acotar que se trata de una experiencia –por demás interesante-, desarrollada en el proceso de formación científica de los profesionales de la docencia y el seguimiento a los postgraduados que imparten el curso de Ciencias Biológicas, en el tercer año de educación media general. Allí, nuestros egresados, quienes además han podido ser preparadores de unidades curriculares, promueven el interés de los futuros bachilleres, mediante la construcción colectiva de medios y recursos infográficos.

Las infografías científicas o diagramas (a mano alzada), permiten a los alumnos aprovechar su gran capacidad creativa, para –tras la lectura analítica de los contenidos-, proponer formas inusuales de presentación temática, con palabras y frases claves, dibujos y secuencias interpretativas de la biología, con particular énfasis (en esta ocasión) en el Ciclo Celular.

El Ciclo Celular está referido al conjunto de eventos que experimenta una célula desde su inicio como unidad, el crecimiento y desarrollo sucesivos, hasta su división en dos, transitando por la denominada interfase y posterior mitosis o meiosis –según se trate de un ente germinativo primordial o somático-.

La interfase, incluye intervalos de gran crecimiento denominados G1 (GAP), fase “S” de duplicación semiconservativa del ADN, sucedida de otro momento de crecimiento y productividad metabólica denotado como G2. Una vez ocurridas estas fases, la empresa celular se encuentra en condiciones de asumir el reto de dividirse para generar nuevas unidades (clonación natural) si se trata de células somáticas; en tanto que si ocurre en las gónadas, del tejido germinativo primordial se derivaran 4 espermatozoides o un óvulo y tres cuerpos polares, según se trate de macho o hembra.

Las fases de G1 y G2, se caracterizan por gran actividad metabólica, en la que la respiración celular, síntesis de proteínas, glucogénesis, lipogénesis, glucólisis, gluconeogénesis y, según el tipo de células, procesos autotróficos dependientes e independientes de la luz generadores de oxígeno, ATP, NADPH+ que se transan en la encrucijada de vías metabólicas citoplasmática, así como en los orgánulos involucrados.

Este interesante conjunto de transacciones metabólicas, precede y sucede un macro evento de réplica semiconservativa del material genético, denominado Fase “S” garantizando la provisión de los insumos necesarios para su completación, dada la importancia de tener suficiente cantidad de ADN a repartir en los sucesos de la división celular mitótica o Meiótica.

¿Cómo propiciar en las mentes juveniles el interés por el Ciclo Celular?

Los docentes de Ciencias Naturales, podemos recurrir a nuestro portafolios de medios y recursos didácticos, eligiendo por ejemplo, las denominadas Infografías Científicas, cuyo valor pedagógico y lúdico anima a las curiosas mentes juveniles para que creen secuencias diagramáticas y discursivas que, luego de interpretaciones y posterior comprensión generan la recursividad cognoscitiva, procedimental, valorativa y actitudinal, cónsona con los procesos biológicos objeto de estudio.

En este caso se observa un trabajo infográfico referido al ciclo celular –como un todo-,detallando algunas de las características resaltantes de la interfase y la mención a algunos aspectos de interés de la división celular. Noten, que los estudiantes se valen de palabras y frases relevantes asociadas con imágenes que por analogía, representan el proceso comprendido. Pueden usar representaciones estrictamente biológicas o analogías que llamen su atención como anclas interpretativas.

División Celular cuando se trata de Células Germinativas

Una vez finalizada la interfase, cuando son células germinativas ováricas o testiculares, los estudiantes representan en su infografía científica la opción referida a la ovogénesis o espermatogénesis, cuyo fin divisional está centrado en la producción de unidades celulares (gametos) con carga cromosómica reducida a la mitad correspondiente a su especie, vale decir, de diplode (2n) a hapliode (n), con el propósito de garantizar la restitución una vez que se concrete la fecundación.

MITOSIS

La división mitótica está referida a la producción de dos células idénticas, a partir de una preexistente. Lo esencial es considerar que ocurre en las células somáticas cuya carga cromosómica diploide debe conservarse en las hijas derivadas a partir de la madre. Se desarrolla en cuatro etapas a saber: Profase, Metafase, Anafase y Telofase.

Durante la Profase, la cromatina se condensa para que los cromosomas se estructuren, la membrana nuclear –que circunda el ADN- es absorbida por el citoplasma; el nucléolo (o nucleolo) también se desestructura, deteniéndose con ello la síntesis de ARN ribosómico. En paralelo, los centrosomas y centriolos se desplazan hacia los polos, generando con sus microtúbulos el huso acromático.

Durante la metafase, los cromosomas, de forma individual (no emparejados) se alinean en el centro celular, produciendo la analogía con la placa ecuatorial, tras ser desplazados por los rieles microtubulares del huso acromático recién formado, que en seguida coadyuvan para separar (a nivel de los cinetocoros) las cromátidas hermanas, halándolas a polos diferentes de la célula, en la denominada Anafase. Mientras esto ocurre, proteínas contráctiles (miosina y actina) constriñen paulatinamente la célula a nivel central, para que este episodio baje el telón con la consecución de dos células diploides (como la original), se recobre el carácter descondensado del material genético (cromatina), reaparezcan el nucléolo y membrana nuclear, con la desestructuración del huso acromático. En la infografía, los participantes, dan cuenta de la comprensión de este proceso celular.

Meiosis.

Este tipo de división celular se lleva a cabo en dos fases, con la intención de originar de manera organizada los gametos que luego fusionarán sus pronúcleos. En un primer momento, la meta es reducir a la mitad la carga cromosómica, previo a lo cual ocurren emparejamientos de los cromosomas homólogos e intercambio de genes entre las cromátidas no hermanas de los pares paterno y maternos (entre ellos). De esa forma, las tétradas o bivalentes quedan unidas en los quiasmas donde ocurrió en entrecruzamiento (crossing-over) genético que da cuenta de la conocida variabilidad de las especies. Estos eventos se desarrollan paulatinamente en las etapas de leptoteno, cigoteno, paquiteno, diploteno y diacinesis, propios de la profase 1 (reduccional).En la profase I, van ocurriendo los eventos similares a los experimentados por la profase mitótica, en cuanto al destino de la membrana nuclear, centrosomas-centriolos,nucléolo y cromatina, entre otros detalles estructurales.

En seguida, los cromosomas homólogos -ahora recombinados- se alinean en el centro de la célula, rindiendo la Metafase I reduccional, apoyados en el huso acromático que -con sus microtúbulos- desplaza los homólogos de cada par hacia un polo diferente de la célula (Anafase I reduccional), aplicando la selección probabilística para decidir cuál de los dos irá a uno u otro lado en cada uno de los 46 casos, mientras que las proteínas contráctiles constriñen centralmente. Al término, la célula se divide y distribuye su carga entre las dos nuevas unidades. De manera opcional o breve, ocurre una interfase sin fase “S”…de tal forma que se concreta la reducción para que las células formadas sean haploides, sin lugar a dudas, tal y como se muestra en la infografía.


Luego de la rápida o inexistente interfase, ocurre una profase II, en la que el parecido con la mitosis solo es evitado por el hecho de que el material genético ahora está recombinado y representando una carga cromosómica haploide. Así mismo la metafase II se caracteriza por la alineación central de los –ahora- cromosomas individuales con genes recombinados, que dan paso a la entrega de cromátidas (recombinadas) a polos celulares contrarios durante la anafase II. La telofase 2, da término a la meiosis ecuacional, cuando cada una de las dos células formadas tras los episodios reduccionales, concreta la distribución equitativa de sus componentes.

Discusión

Para finalizar el post, los invito a mirar con detenimiento, el esfuerzo creativo y de síntesis, de estos estudiantes de ciencias biológicas del tercer año de educación media general, recordando que son jóvenes cuya edad promedio es de quince (15) años, y que además no han decidido si tomarán una carrera universitaria de carácter científico, pero que muestran una buena actitud hacia la biología, a juzgar por su propuesta creativa expresada mediante la infografía científica, mediada por sus profesores de ciencias naturales.

Otros aspectos a considerar, son los referidos al impacto motivacional que estos medios y recursos generan respecto a la socialización de los contenidos programáticos y la alfabetización científica, en el sentido de poder propiciar vocaciones hacia la biología, química, física, matemática, ingeniería y tecnología, con lo cual se abona el camino para el contundente interés por la Educación-STEM …favorecido in situ por los profesionales de la docencia.

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