II puntata: DALLA SELEZIONE ALLA MANIPOLAZIONE
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Le biotecnologie => Cosa sono le biotecnologie? => Breve storia delle biotecnologie - la produzione del vino - la produzione della birra - la produzione del pane - la produzione di formaggi, burro e yogurt => Dalla selezione alla manipolazione => Applicazioni delle biotecnologie - nella ricerca di base - nella ricerca applicata - in medicina - nella bonifica ambientale - nelle applicazioni industriali - in campo agro-alimentare => Il dibattito sulle biotecnologie IN QUESTO NUMERO 1 Febbraio 2005 - © baol.it Dalla selezione alla manipolazione Come abbiamo visto finora, le biotecnologie per molti secoli si sono basate sulla selezione di ceppi particolari di organismi viventi (microrganismi) e sul loro utilizzo. Un radicale cambiamento di prospettiva è cominciato sin dal 1865, quando il monaco Gregorio Mendel gettò le basi della moderna genetica proprio grazie ad un esperimento condotto incrociando piante di pisello. Studi successivi condussero alla comprensione dei meccanismi molecolari alla base dell'ereditarietà dei caratteri (vd anche speciale "storia del DNA"). 1 Febbraio 2005 - © baol.it Dalla selezione alla manipolazione Le conoscenze acquisite in campo genetico furono presto trasferite in campo biotecnologico; numerose tecniche furono adottate nella prima metà del '900 per generare piante mutanti, studiarne le caratteristiche e, se migliori rispetto alla pianta selvatica, propagarle in coltura. Una svolta decisiva, sempre nel settore delle biotecnologie agroalimentari, si ebbe agli inizi degli anni '80. Tre gruppi distinti di ricercatori annunciarono infatti nel 1983 di aver inserito geni batterici in piante; si trattava di geni per la resistenza ad alcuni antibiotici inseriti in piante sperimentali. Erano nate le prime piante transgeniche. 1 Febbraio 2005 - © baol.it Dalla selezione alla manipolazione Questi ed altri studi hanno determinato l'affermazione delle biotecnologie come tecniche in grado di utilizzare gli organismi viventi per realizzare trasformazioni chimiche utili all'uomo. Oggi le biotecnologie sono talmente affermate che è difficile immaginare un settore industriale in cui non vengano utilizzate. Analizzeremo in seguito alcuni esempi di utilizzo di biotecnologie nella ricerca di base, nella ricerca applicata, nella bonifica ambientale, nelle applicazioni industriali, in medicina ed infine in campo agro-alimentare. 1 Febbraio 2005 - © baol.it Applicazioni delle biotecnologie Nella ricerca di base (1/5) Un esempio di come le biotecnologie vengano usate nella ricerca di base è quello della creazione di topi transgenici, utili nella ricerca di base in campo biomedico. Utilizzando le nuove tecniche della genetica molecolare, è possibile introdurre un gene esterno (transgene) nella linea germinale di una cavia, in modo che la progenie risulti portatrice del carattere transgenico. Diversi metodi sono stati utilizzati nel tempo per la generazione di topi transgenici; una metodologia recente è quella descritta nella pagina successiva. 1 Febbraio 2005 - © baol.it Applicazioni delle biotecnologie Schema di generazione di un topo transgenico. per i termini tecnici vd speciale "storia del DNA" 1 Febbraio 2005 - © baol.it Applicazioni delle biotecnologie Nella ricerca di base (3/5) Il topo così creato è un organismo geneticamente modificato. Ma quali sono i geni esogeni che vengono inseriti, e perchè? Usualmente i geni inseriti sono geni umani di cui ancora non si conosce la funzione, ed il fine dell'inserimento è proprio quello di scoprirla. Infatti, uno dei punti di partenza per comprendere a cosa serve un gene è di osservare cosa accade ai mutanti, cioè a quegli organismi nei quali quel gene è inattivo. 1 Febbraio 2005 - © baol.it Applicazioni delle biotecnologie Nella ricerca di base (4/5) Così, quando i ricercatori isolano un gene umano dalle funzioni ignote, per comprenderne la funzione inseriscono nel topo una sequenza inattiva del gene isolato, rimpiazzando quello stesso gene presente nell'animale. In questo modo viene creato un particolare tipo di topo transgenico, il topo knock-out, privo cioè di quella certa funzione genica. Basterà quindi osservare il topo knock-out per comprendere la funzione del gene in questione (ad esempio, se il topo perde l'udito, si deduce che il gene in questione è coinvolto nei meccanismi dell'udito, e la sua alterazione provoca la sordità). 1 Febbraio 2005 - © baol.it Applicazioni delle biotecnologie Nella ricerca di base (5/5) L'uso del topo per questi scopi nasce dalla particolare similitudine tra il genoma umano e quello del roditore. Il primo topo knock-out è stato creato nel 1988, e da allora sono state centinaia le cavie prive di una certa funzione genica, che hanno consentito ai ricercatori di comprendere i meccanismi molecolari alla base di decine di malattie genetiche umane; 17 premi Nobel sono stati vinti grazie a studi sui topi transgenici. Tuttavia a distanza di anni dall'uso delle prime cavie è necessaria ora una seria riflessione sull'uso di questi animali che, proprio grazie alle accresciute conoscenze scientifiche, potrebbero essere sempre più spesso risparmiati e sostituiti da altri modelli biologici. 1 Febbraio 2005 - © baol.it Le biotecnologie Lo speciale continua nel prossimo numero con i seguenti argomenti: => Applicazioni delle biotecnologie - nella ricerca applicata 1 Febbraio 2005 - © baol.it
