BIOLOGIA
Beadle e Tatum
III Liceo SCIENTIFICO
Prof. Patrizia MOSCATELLI
[email protected]
www.ianua.com/patrizia/scuola
Liceo statale “Volterra” – Ciampino(RM)
Slid
Che rapporti ci sono tra
proteine e geni?
Le prime relazioni ipotizzate fra DNA e proteine sono state:
• un gene – un enzima
• un gene – una proteina
• un gene – un polipeptide
I primi esperimenti sono stati fatti utilizzando la muffa del
pane Neurospora crassa
Ciclo vitale
di
Neurospora
crassa
Non si ha
autofecondazione.
Esistono due tipi di
individui:
A e a,
entrambi aploidi.
Genetica biochimica
Beadle e Tatum: un gene – un enzima
Colture di Neurospora crassa
Terreno minimo: Sali inorganici, una fonte di Carbonio
(glucosio o saccarosio), una fonte di azoto, biotina
Terreno completo: terreno minimo + tutti gli amminoacidi,
tutti i nucleotidi e vitamine
Individui prototrofi e auxotrofi (o mutanti nutrizionali)
Isolamento di mutanti nutrizionali
1 Da un ceppo di tipo selvatico
2 si prelevano dei conidi che
vengono sottoposti a raggi X per
mutagenizzarli
3 si incrociano con un ceppo di
tipo selvatico così da avere
cellule diploidi
7 i conidi di ogni provetta
vengono fatti crescere su
terreno minimo così da
individuare i mutanti
nutrizionali
4 nei corpi fruttiferi si
formano le spore
aploidi
5 che, prelevate
singolarmente vengono
trasferite
separatamente nelle
provette di coltura
6 centinaia di provette
contenenti terreno
completo vengono
inoculate con singole
spore
Individuato il ceppo
mutante, si procede
alla sua coltura
utilizzando terreni
minimi addizionali
L’assenza di crescita su terreno minimo è
indice di presenza di un mutante nutrizionale
Individuazione del mutante nutrizionale
I conidi del ceppo mutante vengono fatti crescere:
1 in terreno minimo addizionato con vitamine
2 in terreno minimo addizionato con amminoacidi
3 in terreno minimo (controllo)
4 in terreno completo (controllo)
Si procede all’individuazione dell’amminoacido richiesto
Esperimenti di Beadle e Tatum
Mutanti di Neurospora auxotrofi per l’arginina, o argCeppi diversi portano la mutazione in tre diverse regioni del
genoma: arg-1, arg-2 e arg-3
Mutanti arg-3 crescono solo se al terreno minimo si aggiunge
arginina; mutanti arg-2 se vengono aggiunte arginina o
citrullina; mutanti arg-1 se vengono aggiunte arginina o
citrullina o ornitina
Beadle e Tatum deducono le catene di rezioni
biochimiche (e l’ordine di azione dei geni) dalle
molecole che si accumulano nei mutanti
Esperimenti di Beadle e Tatum:
un gene – un enzima
Conclusioni: arg-1, arg-2 e arg-3 codificano per tre
enzimi che intervengono in successione nella
conversione di un precursore in ornitina, di questa in
citrullina, e di questa in arginina
arg-1
enzima 1
precursore
arg-2
arg-3
enzima 2
enzima 3
ornitina
citrullina
arginina
UN GENE – UNA PROTEINA
Nel 1953 Frederick Sanger
ottiene la prima sequenza
polipeptidica completa,
l’insulina bovina.
Sanger aveva dimostrato la costanza della sequenza
aminoacidica delle proteine, cioè la stessa proteina ha
sempre gli stessi amminoacidi, nello stesso ordine.
UN GENE – UNA SEQUENZA
POLIPEPTIDICA
Negli anni 1954 1957 Vernon
Ingram si dedicò allo studio
della molecola di emoglobina.
Analizzò l’emoglobina
selvatica (HbA) e quella che
provoca l’anemia falciforme
(HbS), scoprendo che una
singola sostituzione
amminoacidica è la causa
della creazione di una proteina
mutante responsabile di tutte
le patologie umane connesse
a questo tipo di anemia.
