Le biotecnologie: principi di base Ilaria Ciabatti Dipartimento di Virologia e Biotecnologie Progetto formativo aziendale BIOTECNOLOGIE: PRINCIPI E CONCETTI DI BASE Roma, 26-28 ottobre 2004 Roma, 22-24 novembre 2004 Firenze, 15-17 dicembre 2004 Cosa sono le biotecnologie Procedimenti basati su processi biologici per l’ottenimento di beni e servizi Cosa sono le biotecnologie (protocollo di Cartagena sulla prevenzione dei rischi biotecnologici) Biotecnologie moderne: – tecniche in vitro dell'acido nucleico, compresa la ricombinazione del DNA e l'inoculazione diretta dell'acido nucleico in cellule o organuli – fusione di cellule al di fuori della famiglia tassonomica, che superano le naturali barriere fisiologiche della riproduzione o della ricombinazione e che sono diverse dalle tecniche tradizionali utilizzate nell'allevamento e nella selezione Settori coinvolti • • • • • • • Terapeutico Diagnostico Agricolo Alimentare Ambientale Chimico Informatico Le molecole della vita Proteine Il DNA L’unità funzionale del DNA sono i geni Quanto somigliano i loro geni ai nostri? Un altro uomo 100% Scimpanzè 98% Topo 92% Drosofila 44% Lievito 26% Piante 18% Ladoppia doppiaelica elicadel delDNA DNA La 5’5’5’ 3’ 3’3’3’ 5’ Gli accoppiamenti tra le basi azotate Gli accoppiamenti tra le basi azotate La doppia elica del DNA La doppia elica del DNA L’RNA DNA vs RNA Le proteine Amminoacido La replicazione del DNA Incorporazione di un nucleotide in una catena di DNA La replicazione del DNA è semiconservativa Leading strand Lagging strand Trascrizione e traduzione: dal DNA alle proteine Il codice genetico 1a posizione (5' end) 2a posizione A G 3a posizione (3' end) S S S S Tyr Y Tyr Y STOP STOP Cys C Cys C STOP Trp W U C A G Pro Pro Pro Pro P P P P His H His H Gln Q Gln Q Arg Arg Arg Arg R R R R U C A G A Ile I Ile I Ile I Met M Thr Thr Thr Thr T T T T Asn N Asn N Lys K Lys K Ser S Ser S Arg R Arg R U C A G G Val Val Val Val Ala A Ala A Ala A Ala A Asp D Asp D Glu E Glu E Gly G Gly G Gly G Gly G U C A G U C U Phe F Phe F Leu L Leu L Ser Ser Ser Ser C Leu Leu Leu Leu • L L L L V V V V 1 codone 2 codoni 3 codoni 4 codoni 6 codoni negli eucarioti nei procarioti La trascrizione La struttura base di un gene La trascrizione La trascrizione La trascrizione Pre-mRNA processing