Cap. 2 - Ateneonline

Biologia molecolare 2/ed
Robert F. Weaver
Copyright © 2009 – The McGraw-Hill Companies srl
CAPITOLO 2
PER IL RIPASSO
1. Avery e colleghi da una parte ed Hershey and Chase dall’altra scelsero differenti strategie
sperimentali per verificare l’ipotesi che il DNA fosse il materiale genetico. Avery e collaboratori
estesero il lavoro di Griffiths della trasformazione in Streptococcus pneumoniae. Era noto che
forme virulente di S. pneumoniae uccise al calore erano in grado di trasformare un ceppo non
virulento in un ceppo letale per i topi. Avery e colleghi dimostrarono che la distruzione o la
rimozione (chimica o enzimatica) di proteine ed RNA dell’estratto con capacità trasformante da S.
pneumoniae virulenti non aveva effetto sulla sua capacità di trasformare batteri non virulenti. Al
contrario, la distruzione della componente a DNA alterava la capacità di tasformare batteri non
virulenti. Inoltre, essi dimostrarono che il principio trasformante aveva le caratteristiche fisicochimiche del DNA, e non delle proteine.
Invece, Hershey and Chase utilizzarono E. coli e il batteriofago T2 come modello sperimentale. In
maniera simile ad Avery e colleghi, anche nel loro esperimento essi differenziarono tra DNA e
proteine. Il loro esperimento era progettato in modo da poter determinare quale componente del
batteriofago, il DNA o le proteine, fosse capace di riprogrammare o trasformare un organismo
procariotico, nella fattispecie, E. coli. Sotto questo aspetto il loro lavoro era simile a quello di Avery e
colleghi, tendendo a dimostrare, contro il comune concetto in voga in quell’epoca, per cui le proteine
costituissero il materiale geneticoEssi sfruttarono la diversa composizione chimica di DNA e proteine,
per marcare selettivamente la componente proteica del fago T2 con metionina 35S, o la componente a
DNA con 32P. Essi rimossero la componente proteica del fago da E. coli in un frullatore, per separare
meccanicamente gli involucri fagici attaccati all’esterno delle cellule di E. coli dalle cellule stesse.
Utilizzando la marcatura radioattiva essi furono in grado di seguire il DNA e le proteine,
determinando che la componente a DNA era quella presente all’interno di E. coli, dimostrando che il
DNA è il materiale genetico.
2. Struttura generale di un deossinucleoside monofosfato.
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3.
4. La base purinica adenina forma due legami a idrogeno con la timina. La base purinica guanina
forma tre legami a idrogeno con la citosina. La base pirimidinica timina forma due legami a
idrogeno con l’adenina. La base pirimidinica citosina forma te legami a idrogeno con la guanina..
5. Un tipico profilo di denaturazione di un DNA duplex.
Tm= Temperatura di fusione
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6. La temperatra di fusione aumenta all’aumentare del contenuto in GC del campione di DNA. Ciò è
in relazione alla presenza di tre legami a idrogeno nelle coppie di basi GC, rispetto ai due legami
delle coppie AT. Il legame a idrogeno aggiuntivo giustifica la maggiore richiesta di energia
termica per la separazione di coppie di basi GC, rispetto alle coppie AT.
% guanina più
citosina
Tm (oC)
7. La densità di un campione di DNA aumenta all’aumentare del contenuto in GC. Ciò è in relazione
alla maggiore densità della coppia GC, che occupa un ridotto volume per mole, rispetto alle coppie
AT. Al contrario, le coppie di basi AT occupano un volume per mole maggiore delle coppie di
basi GC, il che le rende meno dense.
% guanina più
cytosina
Densità
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8.
Acido nucleico 1
Acido nucleico 2
Denatura il DNA al calore
Incuba in condizioni che favoriscono la formazione del duplex (alta forza ionica)
Molecole ibride di DNA
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PER L’APPROFONDIMENTO
1.
a. Il peso molecolare medio di una coppia di basi è di 660 Dalton (0.660 kD). Per un virus di
1,0 X 105 kD il numero di coppie di basi è il peso molecolare dell’intero genoma, diviso il
peso molecolare medio di una coppia di basi.
1 X 105 kD/0,660 kD = 1,5 X 105 bp
b. In una molecula di DNA ci sono 10.4 bp per giro d’elica. Il numero di giri d’elica in una
molecula di DNA è quindi pari alla lunghezza della molecola di DNA, diviso per 10,4.
1,5 X 105 bps/10,4 bp/giro = 1,4 X 104 giri
c. La spaziatura tra le coppie di basi è 3,32 X 10-4 m. La lunghezza di una molecola di DNA
è quindi pari al numero di coppie di basi, moltiplicato per la lunghezza di una singola
coppia di basi.
(1,5 X 105 bp) X (3,32 X 10-4 m/bp) = 50 m
2. Una proteina di taglia media ha una massa molecolare di 40.000 Dalton, ed il peso molecolare
medio di un amminoacido è pari a 110 Dalton. Quindi, una proteina media è composta da 364
amminoacidi. Essendo richiesti tre nucleotidi per codificare un amminoacido, saranno necessari
almeno 1092 nucleotidi per codificare una proteina media. Un genoma virale di 12.000 bp potrà
quindi codificare 11 proteine.
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