beadle e tatum2
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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.
