O2b - OGM - Scienze in Pratica

O2b - Screening di prodotti OGM e bioinformatica
Destinatari
Classi IV e V
Screening di prodotti OGM
Obiettivi didattici
Verificare la presenza, in alimenti di origine vegetale, di elementi di controllo, associati a
modificazioni genetiche, come il promotore P35S appartenente al Virus del Mosaico del Cavolfiore
(CaMV).
Prerequisiti
Cellula eucariota, struttura del DNA e DNA polimerasi.
Descrizione
L'esperimento, condotto su farine vegetali, prevede l'individuazione di un frammento del promotore
P35S, e si articola in tre fasi: estrazione e purificazione del DNA dei campioni in esame,
amplificazione della sequenza nucleotidica indagata attraverso la reazione a catena della polimerasi
(PCR) e analisi dei frammenti amplificati tramite gel elettroforesi. Il P35S è un promotore, ovvero
una sequenza nucleotidica che consente all'RNA polimerasi di trascrivere il gene ad essa associato.
Nei casi di manipolazione del DNA è necessario abbinare al gene, che viene inserito nel genoma della
cellula ospite, un promotore che ne garantisca l'espressione fenotipica. Promotore e gene vengono
trasferiti nell'ospite previo inserimento in un plasmide vettore, in grado di veicolare il costrutto
(promotore-gene) nell'organismo bersaglio. Se nel gel elettroforetico è presente una banda di 195 bp,
si può concludere che il prodotto analizzato contiene un frammento del P35S, associato al gene
esogeno, e quindi il vegetale di provenienza è un OGM. Se non appare nessuna banda si può
concludere che il prodotto in esame non è stato manipolato. Come controllo della corretta esecuzione
dell’esperimento, si analizza anche una sequenza nucleotidica che fa parte del corredo genetico dei
plastidi (cloroplasti, cromoplasti…), presenti in tutte le cellule vegetali. Questa sequenza, che si trova
all'interno del gene trnL (gene legato alla sintesi delle proteine), subisce le stesse procedure a cui
viene sottoposto il P35S. Se nel gel appare una banda di circa 500 bp (il numero delle basi varia a
seconda della specie), l'esperimento è stato condotto correttamente.
Esercitazioni di Bioinformatica
Obiettivi didattici
Far conoscere agli studenti le potenzialità della bioinformatica nelle scienze della vita.
Prerequisiti
DNA, acidi nucleici e struttura proteine.
Descrizione
La bioinformatica è il campo della scienza in cui biologia ed informatica si fondono in un'unica
disciplina per facilitare nuove scoperte e determinare nuovi paradigmi computazionali sul modello
dei sistemi viventi. È una materia interdisciplinare poiché oltre all'informatica e alla biologia
coinvolge discipline quali la matematica applicata, la statistica, la chimica, la biochimica e nozioni
di intelligenza artificiale. Dopo una parte introduttiva sulla bioinformatica uguale per tutti, a seconda
dello stage richiesto, gli studenti potranno svolgere varie attività: consultare banche dati genetiche,
acquisire conoscenze su sequenze di geni e da queste ricavare informazioni sulle proteine
corrispondenti, visualizzare la struttura delle proteine. Gli studenti potranno inoltre utilizzare semplici
programmi di supporto alle pratiche di laboratorio e potranno effettuare un piccolo studio sulla
genetica delle popolazioni. Gli studenti a fine modulo saranno in grado di interrogare banche dati
biologiche e imparare a gestirle ed utilizzarle per ottenere utili informazioni nel campo delle scienze
della vita.