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").
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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.
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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.
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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.
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Applicazioni delle biotecnologie
Schema di
generazione
di un topo
transgenico.
per i termini
tecnici vd
speciale "storia
del DNA"
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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.
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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).
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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.
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Le biotecnologie
Lo speciale continua nel prossimo
numero con i seguenti argomenti:
=> Applicazioni delle biotecnologie
- nella ricerca applicata
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