Il Dna - Suore Salesiane dei Sacri Cuori

IL MATERIALE
EREDITARIO
E LE TAPPE FONDAMENTALI
DELLA SUA SCOPERTA
Primi anni del 1800
Si conosceva l’esistenza e la
localizzazione del nucleo della cellula,
ma non si sapeva che in esso era
localizzato il materiale ereditario.
1869 – Miescher (chimico svizzero)
Isolò il composto contenuto all’interno
del nucleo di molte cellule e lo chiamò
nucleina. Scoprì che era un acido ricco
di fosforo ed infatti in seguito fu
denominato acido nucleico.
1910 - Morgan
Dimostrò che i caratteri ereditari (già
studiati da Mendel alla fine dell’800) si
trovavano nei cromosomi.
1920 - Levene
Scoprì l’esistenza, nelle cellule, di due
tipi di acidi nucleici pressoché identici
perché costituiti in proporzioni uguali
da: uno zucchero pentoso, un gruppo
fosfato ed una base contenente azoto.
Intuì che gli a.n. erano costituiti da
unità ripetute che chiamò nucleotidi.
P: fosfato
B: base azotata
Z: zucchero pentoso
1928 – Griffith (batteriologo inglese)
L’esperimento del
«principio
trasformante»
L’unico errore fu di
credere che fosse di
natura proteica
1944 – Avery, McLeod, McCarthy
Idearono un esperimento per determinare la natura di questo
«principio trasformante».
Tardi anni ‘40 - Chargaff
Osservò che la quantità di A presente
nelle cellule era sempre uguale alla
quantità di T, mentre la quantità di G
era sempre uguale alla quantità di C.
Inoltre, le molecole di DNA
possedevano sempre una proporzione
uguale di purine e pirimidine.
1952 – Hershey e Chase
Grazie a degli esperimenti compiuti sui
batteriofagi (virus che infettano i
batteri) fornirono alla comunità
scientifica la prova definitiva che il
materiale ereditario è costituito da
Dna.
Non appena gli scienziati si convinsero
che il materiale genetico era il Dna,
cominciarono le ricerche per conoscere
l’esatta struttura tridimensionale di
questa molecola. Si sperava che la
conoscenza della struttura del Dna
potesse fornire la risposta a due
domande: in che modo il Dna si duplica
fra una divisione nucleare e l’altra, e come
esso dirige la sintesi proteica.
1953 – Rosalind Franklin
Ebbe per prima l’idea di utilizzare
una particolare tecnica chiamata
cristallografia ai raggi X per studiare
la struttura del Dna.
Riuscì a stabilire che la struttura era
elicoidale, che c’erano due filamenti e
che i gruppi P si trovavano
all’esterno della molecola.
1953 – Watson e Crick
Senza questi risultati, Watson e
Crick non avrebbero mai potuto
proporre la struttura del Dna che
oggi tutti conosciamo e che valse
loro il Premio Nobel nel 1962.
Struttura del Dna
https://www.youtube.com/watch?v=RqCJqx6bO5A
1959 – Kornberg
Premio Nobel per la scoperta del
processo di duplicazione del Dna nella
cellule batteriche.
Duplicazione del Dna
Il Dna contiene il progetto di funzionamento dell’intero organismo, ovvero tutte le
istruzioni necessarie per la sintesi delle proteine che determinano le caratteristiche di
un individuo (es. colore dei capelli, gruppo sanguigno, forma dei fiori e delle foglie...).
La sua duplicazione avviene nella fase S del ciclo cellulare ed è una duplicazione
semiconservativa poiché le due molecole di DNA saranno costituite ciascuna da un
filamento nuovo ed un filamento parentale.
Duplicazione del Dna
Duplicazione del Dna
Classe virtuale
http://libropiuweb.mondadorieducation.it/studente/librocontenuti/33366
https://www.youtube.com/watch?v=tUdQhI4LBmo
1958
Premio Nobel a Beadle e Tatum per la teoria:
un gene-un enzima
Cosa è un gene e cosa è un enzima?
Un gene è una particolare sequenza di nucleotidi (quindi di
Dna) che è in grado di dirigere la sintesi di un enzima.
Un enzima è una proteina coinvolta nelle reazioni metaboliche
la cui produzione avviene sotto il controllo di uno specifico
tratto di Dna.
Successivamente la teoria non si è rivelata vera al 100% ed è
stata migliorata dapprima nella teoria un gene-una proteina
(perchè si scoprì che i geni codificavano anche per molecole
proteiche che non svolgevano la funzione di enzimi) e
successivamente nella teoria un gene-un polipeptide (poichè
esistono anche proteine multimeriche come per es. l’Hb ed in
quel caso un solo gene codifica solo per una parte di quella
proteina).
I geni sono organizzati diversamente nei procarioti e negli eucarioti
Dna codificante
Dna non codificante
Di tutto il Dna presente nelle nostre cellule, solo il 3% è
rappresentano da geni veri e propri, il restante 97% è composto da
Dna non codificante che quindi non viene tradotto in nessuna
proteina e che venne soprannominato «Junk Dna» perchè
inizialmente non se ne conosceva alcuna funzione.
Oggi sappiamo che la maggior parte del nostro Dna (la parte non
codificante) è importantissima perchè:
• è ciò che consente di distinguere un individuo da un altro poichè in quei
tratti risiedono la maggior parte delle differenze;
• influenza il livello di espressione dei geni veri e propri per cui anche
mutazioni a carico degli introni possono avere ripercussioni negative
sull’organismo;
• ha una funzione protettiva dei geni (telomeri)
http://learn.genetics.utah.edu/content/labs/extraction/
Per l’esperimento di estrazione del DNA in classe (gruppi da 3):
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pezzo di banana
1 cucchiaio/forchetta di plastica o acciaio
3 bicchieri di plastica possibilmente trasparenti (no colorati)
1 piatto piano o fondo
1 colino