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07/11/2018
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1866 MENDEL IPOTIZZA L’ESISTENZA DEI GENI1869 MIESCHER SCOPRE IL DNA1885 FLEMMING DESCRIVE I CROMOSOMI E ZACHARIAS
DIMOSTRA IL LORO ELEVATO CONTENUTO IN DNA1902 SUTTON E BOVERI PROPONGONO IL RUOLO DEI
CROMOSOMI NELLA EREDITARIETA’1902 GARROD: RAPPORTO TRA EREDITARIETA’ E
PRODUZIONE DI ENZIMI1919 LEVENE: STRUTTURA DEI NUCLEOTIDI1928-1944 GRIFFITH E AVERY: IL DNA PUO’ CONTENERE
UNA INFORMAZIONE GENETICA1949-1957: PAULING E INGRAM L’INFORMAZIONE
GENETICA CONTROLLA LE CARATTERISTICHE CHIMICHE E LA SEQUENZA AMINOACIDICA DI UNA PROTEINA
1952 HERSHEY E CHASE: L’INFORMAZIONE GENETICA DI UN VIRUS E’ COSTITUITA DA DNA
1953 WATSON E CRICK: MODELLO A DOPPIA ELICA DELLA STRUTTURA DEL DNA
1953-1964: DECIFRAZIONE DEL CODICE GENETICO
SUTTON E BOVERI
I GENI DI MENDEL
VG (Giallo)
Gameti V, G
CROMOSOMI
XY (Maschio)
Gameti X, Y
V G
VV
VV Verde VG Giallo
VV Verde VG Giallo
X Y
XX
XX Femmina XY Maschio
XX Femmina XY Maschio
xVV (Verde)
Gameti V, Vx
XX (Femmina)
Gameti X, X
Il comportamento dei cromosomi durante la meiosi e la fecondazione è uguale a quello previsto da Mendel per i geni: I cromosomi potrebbero essere la sede dei geni
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1866 MENDEL IPOTIZZA L’ESISTENZA DEI GENI1869 MIESCHER SCOPRE IL DNA1885 FLEMMING DESCRIVE I CROMOSOMI E ZACHARIAS
DIMOSTRA IL LORO ELEVATO CONTENUTO IN DNA1902 SUTTON E BOVERI PROPONGONO IL RUOLO DEI
CROMOSOMI NELLA EREDITARIETA’1902 GARROD: RAPPORTO TRA EREDITARIETA’ E
PRODUZIONE DI ENZIMI1919 LEVENE: STRUTTURA DEI NUCLEOTIDI1928-1944 GRIFFITH E AVERY: IL DNA PUO’ CONTENERE
UNA INFORMAZIONE GENETICA1949-1957: PAULING E INGRAM L’INFORMAZIONE
GENETICA CONTROLLA LE CARATTERISTICHE CHIMICHE E LA SEQUENZA AMINOACIDICA DI UNA PROTEINA
1952 HERSHEY E CHASE: L’INFORMAZIONE GENETICA DI UN VIRUS E’ COSTITUITA DA DNA
1953 WATSON E CRICK: MODELLO A DOPPIA ELICA DELLA STRUTTURA DEL DNA
1953-1964: DECIFRAZIONE DEL CODICE GENETICO
GARROD E LA ALCAPTONURIA
LA ALCAPTONURIA È UNA MALATTIA EREDITARIA CHE PROVOCA GRAVI FORME DI ARTRITE. I PAZIENTI PRODUCONO URINE MOLTO SCURE
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GARROD SUGGERI’ CHE UN DIFETTO EREDITARIO (ERRORE IN UN GENE) POTESSE PROVOCARE LA MANCATA CAPACITÀ DI METABOLIZZARE LA TIROSINA.
GARROD DIMOSTRO’ CHE LA MALATTIA ERA EREDITARIA ED ERA DOVUTA AD UNA INCAPACITA’ DI METABOLIZZARE NORMALMENTE UNO DEI 20 AMINOACIDI, LA TIROSINA, PRODUCENDO COMPOSTI TOSSICI CHE IN PARTE VENGONO ESCRETI CON LE URINE, PROVOCANDO UNA COLORAZIONE SCURA . QUESTI COMPOSTI SI ACCUMULANO NELLE ARTICOLAZIONI E SONO RESPONSABILI DELL’ARTRITE
RIDUCENDO CON LA DIETA L’INTRODUZIONE DELL’AMINOACIDO SI PREVENGONO I DANNI
Oggi diremmo: UN GENE ⇒ UN ENZIMA
ALTRA MALATTIA EREDITARIA DOVUTA AD UNA INCAPACITA’DI METABOLIZZARE NORMALMENTE UN AMINOACIDO, LA FENILALANINA E’ LA FENILCHETONURIA. IN QUESTA MALATTIA VENGONO PRODOTTI COMPOSTI TOSSICI CHE PROVOCANO DANNI ALLA CELLULE NERVOSE, RESPONSABILI DI GRAVE RITARDO MENTALE
RIDUCENDO LA FENILALANINA NELLA DIETA SI PREVENGONO I DANNI
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FENILALANINA TIROSINA
TIROXINA
MELANINA
COMPLETA OSSIDAZIONE
FENILCHETONIIN ECCESSO
COMPOSTI TOSSICI (FENILCHETONURIA)
CARENZA = ALBINISMO
CARENZA = IPOTIROIDISMO
Fenilalanina idrossilasi
Acido Omogentisico
Omogentisico Ossidasi ALCAPTONURIA
1866 MENDEL IPOTIZZA L’ESISTENZA DEI GENI1869 MIESCHER SCOPRE IL DNA1885 FLEMMING DESCRIVE I CROMOSOMI E ZACHARIAS
DIMOSTRA IL LORO ELEVATO CONTENUTO IN DNA1902 SUTTON E BOVERI PROPONGONO IL RUOLO DEI
CROMOSOMI NELLA EREDITARIETA’1902 GARROD: RAPPORTO TRA EREDITARIETA’ E
PRODUZIONE DI ENZIMI1919 LEVENE: STRUTTURA DEI NUCLEOTIDI1928-1944 GRIFFITH E AVERY: IL DNA PUO’ CONTENERE
UNA INFORMAZIONE GENETICA1949-1957: PAULING E INGRAM L’INFORMAZIONE
GENETICA CONTROLLA LE CARATTERISTICHE CHIMICHE E LA SEQUENZA AMINOACIDICA DI UNA PROTEINA
1952 HERSHEY E CHASE: L’INFORMAZIONE GENETICA DI UN VIRUS E’ COSTITUITA DA DNA
1953 WATSON E CRICK: MODELLO A DOPPIA ELICA DELLA STRUTTURA DEL DNA
1953-1964: DECIFRAZIONE DEL CODICE GENETICO
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Nucleotide (Adenosina monofosfato)
Nucleoside (Adenosina)
Un Desossi Ribonucleotide
AdeninaDesossiribosio
H
ZUCCHERO
H
DNAdeossiribosio
H
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A G
C T
Phoebus Levene chiarisce la struttura dei nucleotidi.
Ma poi fa un errore:
Pensando che nel DNA le quantità relative dei quattro nucleotidi fossero
uguali (A = T = C = G) Levene propose che la molecola fosse un
tetranucleotide o una ripetizione di tetranucleotidi sempre uguali
AT
G C
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Una molecola come quella proposta da Levene è chiaramente troppo semplice per poter essere responsabile dell’informazione genetica
……..A-T-C-G-A-T-C-G-A-T-C-G …………
Sarebbe come se il nostro linguaggio fosse formato soltanto da
….ABCDABCDABCDABCD……
Quali informazioni potrebbe portare?
1866 MENDEL IPOTIZZA L’ESISTENZA DEI GENI1869 MIESCHER SCOPRE IL DNA1885 FLEMMING DESCRIVE I CROMOSOMI E ZACHARIAS
DIMOSTRA IL LORO ELEVATO CONTENUTO IN DNA1902 SUTTON E BOVERI PROPONGONO IL RUOLO DEI
CROMOSOMI NELLA EREDITARIETA’1902 GARROD: RAPPORTO TRA EREDITARIETA’ E
PRODUZIONE DI ENZIMI1919 LEVENE: STRUTTURA DEI NUCLEOTIDI1928-1944 GRIFFITH E AVERY: IL DNA PUO’ CONTENERE
UNA INFORMAZIONE GENETICA1949-1957: PAULING E INGRAM L’INFORMAZIONE
GENETICA CONTROLLA LE CARATTERISTICHE CHIMICHE E LA SEQUENZA AMINOACIDICA DI UNA PROTEINA
1952 HERSHEY E CHASE: L’INFORMAZIONE GENETICA DI UN VIRUS E’ COSTITUITA DA DNA
1953 WATSON E CRICK: MODELLO A DOPPIA ELICA DELLA STRUTTURA DEL DNA
1953-1964: DECIFRAZIONE DEL CODICE GENETICO
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GLI ESPERIMENTI DI GRIFFITH (1928)PNEUMOCOCCHI DI CEPPO S, PATOGENI
LA DIFFERENZA TRA IL CEPPO S E IL CEPPO R STA NELLA CAPACITA’ DI DI SINTETIZZARE UNA CAPSULA CHE LO PROTEGGE DALLE DIFESE DELL’OSPITE, QUINDI NELLA PRESENZA DI UN ENZIMA
S
MUORE DI POLMONITE
PNEUMOCOCCHI DI CEPPO R, NON PATOGENI
R
SOPRAVVIVE
BATTERI DI CEPPO S UCCISI CON IL
CALORE
S
SOPRAVVIVE
BATTERI DI CEPPO S UCCISI CON IL
CALORE INSIEME A CEPPO R VIVI
S R
MUORE DI POLMONITE
NEL SANGUE DEL TOPO SI TROVANO DEI BATTERI DI CEPPO S VIVI !
S
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IPOTESI DI SPIEGAZIONE:
SPERIMENTANDO SULLA SECONDA IPOTESI AVERY (1944) DIMOSTRO’ CHE IL DNA (e non altre sostanze) ESTRATTO DAI BATTERI S MORTI O VIVI, SE AGGIUNTO AD UNA COLTURA DI BATTERI R VIVI, LI TRASFORMAVA GENETICAMENTE IN S, RESTITUENDO LA CAPACITA’ DI PRODURRE LA CAPSULA.
I BATTERI DI CEPPO R SI SONO TRASFORMATI IN S GRAZIE A QUALCHE SOSTANZA CONTENUTA NEI BATTERI DI CEPPO S ANCHE SE MORTI
I BATTERI DI CEPPO S SONO RESUSCITATI GRAZIE AD UN MIRACOLO OPERATO DAI BATTERI R (O DA ALTRI)
LA PRIMA IPOTESI NON E’ VERIFICABILE.
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Il risultato di AVERY mostra che il DNA può trasportare di una informazione, capace di influenzare le caratteristiche di un organismo, trasmissibile di generazione in generazione: QUINDI UNA INFORMAZIONE GENETICA
La virulenza dei batteri di ceppo S ottenuti grazie alla trasformazione indotta dal DNA si trasmette alle generazioni batteriche successive.
Il risultato fu accolto con scetticismo da molti studiosi: Il DNA era considerato una molecola semplice, come il tetranucleotide di Levene. In quegli anni la attenzione degli scienziati era rivolta soprattutto alle proteine e molti erano convinti che i geni dovessero essere formati da proteine, più complesse di ogni altra molecola conosciuta
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1866 MENDEL IPOTIZZA L’ESISTENZA DEI GENI1869 MIESCHER SCOPRE IL DNA1885 FLEMMING DESCRIVE I CROMOSOMI E ZACHARIAS
DIMOSTRA IL LORO ELEVATO CONTENUTO IN DNA1902 SUTTON E BOVERI PROPONGONO IL RUOLO DEI
CROMOSOMI NELLA EREDITARIETA’1902 GARROD: RAPPORTO TRA EREDITARIETA’ E
PRODUZIONE DI ENZIMI1919 LEVENE: STRUTTURA DEI NUCLEOTIDI1928-1944 GRIFFITH E AVERY: IL DNA PUO’ CONTENERE
UNA INFORMAZIONE GENETICA1949-1957: PAULING E INGRAM L’INFORMAZIONE
GENETICA CONTROLLA LE CARATTERISTICHE CHIMICHE E LA SEQUENZA AMINOACIDICA DI UNA PROTEINA
1952 HERSHEY E CHASE: L’INFORMAZIONE GENETICA DI UN VIRUS E’ COSTITUITA DA DNA
1953 WATSON E CRICK: MODELLO A DOPPIA ELICA DELLA STRUTTURA DEL DNA
1953-1964: DECIFRAZIONE DEL CODICE GENETICO
1949-1957: L’INFORMAZIONE GENETICA CONTROLLA LE CARATTERISTICHE CHIMICHE DI
UNA PROTEINA
LA ANEMIA FALCIFORME(Sickle Cell Anaemia)
LA ANEMIA FALCIFORME E’ UNA GRAVE FORMA DI ANEMIA EREDITARIA, MOLTO DIFFUSA SOPRATTUTTO NELL’AFRICA TROPICALE ED EQUATORIALE (OLTRE CHE IN ALCUNE REGIONI DELL’ AMERICA CENTRO-
MERIDIONALE)
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Anemia Falciforme
NEGLI INDIVIDUI OMOZIGOTI, I GLOBULI ROSSI, NEL SANGUE VENOSO, PRESENTANO FORMA ALTERATA, A FALCE
I GLOBULI ROSSI DEFORMATI OSTRUISCONO I CAPILLARI, SONO FRAGILI E SI EMOLIZZANO, PROVOCANDO L’ANEMIA. L’OSTRUZIONE DEI CAPILLARI PROVOCA DANNI AI TESSUTI
NELLA FORMA OMOZIGOTE LA MALATTIA RISULTA LETALE NELLA MAGGIOR PARTE
DEI CASI ENTRO I PRIMI ANNI DALLA NASCITA.
GLI INDIVIDUI ETEROZIGOTI SOPRAVVIVONO E SONO QUASI NORMALI, PUR POTENDO PRESENTARE CRISI EMOLITICHE IN CONDIZIONI PARTICOLARI (ESPOSIZIONE AD ALCUNI FARMACI, CARENZA DI OSSIGENO)
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L’INFORMAZIONE GENETICA CONTROLLA LE CARATTERISTICHE CHIMICHE DI UNA PROTEINA
L’ANALISI ELETTROFORETICA DIMOSTRA CHE LA EMOGLOBINA DEGLI INDIVIDUI AFFETTI DA ANEMIA FALCIFORME HA UNA CARICA ELETTRICA DIVERSA DALLA EMOGLOBINA NORMALE, RISULTANDO CARICA PIU’ POSITIVAMENTE
L. PAULING 1949
Hb normale
Hb S
1 2
1: individuo normale2: malato di anemia falciforme
+
-
NELL’ANALISI ELETTROFORETICA UN CAMPIONE CONTENENTE UNA MISCELA DI PROTEINE DIVERSE VIENE SOTTOPOSTO A UN CAMPO ELETTRICO. LE DIVERSE PROTEINE SI SEPARERANNO MIGRANDO CON UNA VELOCITA’ CHE DIPENDE DALLA LORO CARICA E DALLA LORO MASSA
+ -
L’EMOGLOBINA DEI MALATI DI ANEMIA FALCIFORME (HbS) MIGRA PIU’ VELOCEMENTE VERSO IL POLO NEGATIVO, HA QUINDI CARICA PIU’ POSITIVA
Supporto (Es. Carta assorbente)
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ESEMPIO DI TRACCIATO ELETTROFORETICO. Le proteine vengono colorate per permetterne la visualizzazione
1 individuo normale2 malato di anemia falciforme (omozigote)3 individuo eterozigote HbA/HbS
Hb normale
Hb S
1 2 3+
-
Gli individui omozigoti producono soltanto la emoglobina anomala.Gli eterozigoti producono sia la forma normale che la forma anomala
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Pauling’s Prediction (1949)
In base alle caratteristiche della emoglobina S si può
prevedere che in condizioni di bassa ossigenazione queste
molecole possano interagire producendo dei complessi fibrosi insolubili, che precipitano all’interno del globulo rosso.
Haemoglobin fibres
Haemoglobin fibres
The fibres distort the red blood cells
The fibres distort the red blood cells
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Effect of sickling on blood flow
IN CONDIZIONI DI BASSA OSSIGENAZIONELE CELLULE FALCIFORMI, DEFORMATE E ALLUNGATE, BLOCCANO I CAPILLARI PIU’ SOTTILI E OSTACOLANO IL FLUSSO DEL SANGUE
Vernon Ingram, 1957Vernon Ingram, 1957
L’emoglobina S ha una mutazione:Glu 6 → Val (catena β)
L’INFORMAZIONE GENETICA CONTROLLA LA SEQUENZA AMINOACIDICA DI UNA PROTEINA
Questo spiega la differenza di carica:Glu ha carica negativaVal è priva di carica
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1 vhltpeeksa vtalwgkvnv devggealgr llvvypwtqr ffesfgdlst pdavmgnpkv
61 kahgkkvlga fsdglahldn lkgtfatlse lhcdklhvdp enfrllgnvl vcvlahhfgk
121 eftppvqaay qkvvagvana lahkyh 146 (e = acido glutamico)
Hb β (normale)
1 vhltpveksa vtalwgkvnv devggealgr llvvypwtqr ffesfgdlst pdavmgnpkv
61 kahgkkvlga fsdglahldn lkgtfatlse lhcdklhvdp enfrllgnvl vcvlahhfgk
121 eftppvqaay qkvvagvana lahkyh 146 (v = valina)
Hb S (patologica)
L’Emoglobina normale è un tetramero, formato da due catene α e da due catene β
Come per quasi tutti i geni (e quindi per le proteine) ESISTONO DIVERSE VARIANTI DI CATENE α E DI CATENE β, alcune funzionalmente normali ed alcune patologiche
Hb α
Hb I
Hb G
Hb Norfolk
Hb Boston
Hb Philadelphia
Hb β
Hb S
Hb C
Hb E
Hb Milwaukee
Hb Zurich
CATENE α CATENE β
L’HbS NON E’ UN CASO UNICO
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LA PRODUZIONE EREDITARIA DI UNA PROTEINA ANOMALA DERIVA DA UN ERRORE VERIFICATOSI NEL DNA (MUTAZIONE) E POI TRASMESSO AI DISCENDENTI TRAMITE LA REPLICAZIONE DEL DNA
OGGI SAPPIAMO CHE LA COMPARSA DI QUESTI ERRORI E’ CASUALE E MOLTO RARA
NELLA POPOLAZIONE UNA MUTAZIONE CON CONSEGUENZE GRAVI COME LA HbS DOVREBBE ESSERE MOLTO RARA, VISTO CHE I MALATI MUOIONO IN ETA’ INFANTILE E QUINDI NON POSSONO RIPRODURSI: LA SUA ABBONDANZA DOVREBBE ESSERE UGUALE ALLA FREQUENZA DI MUTAZIONE
PERCHE’ IN AFRICA, E PERCHE’ COSI’ ABBONDANTE ?
LA DISTRIBUZIONE DELLA HbS NON E’ CASUALE: (QUASI SOLTANTO IN AFRICA) E LA MUTAZIONE NON E’ AFFATTO RARA (IN ALCUNE REGIONI CIRCA IL 40% DELLA POPOLAZIONE E’ PORTATORE DEL GENE
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Distribution of
Plasmodium falciparum
(malaria)
Distribution of
Hb S allele
LA DISTRIBUZIONE DELLA ANEMIA FALCIFORME E DELLA MALARIA IN AFRICA E IN ASIA (LA MALARIA CAUSA NEL MONDO CIRCA 700000 MORTI OGNI ANNO, MOLTI DI PIU’ FINO A POCHI ANNI OR SONO)
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Hb S carriers are more resistant
to malaria
Anopheles
Mosquito
Plasmodium
Gli individui eterozigoti per HbS sono protetti nei confronti della MALARIA. Per questo motivo, nei paesi a forte incidenza malarica questo gene è stato selezionato positivamente e, in alcune
regioni dell’Africa la sua frequenza raggiunge il 40%,
con un’alta proporzione di eterozigoti nella popolazione
Gli omozigoti normali vengono selezionati negativamente dalla malaria, gli omozigoti S vengono selezionati negativamente dalla anemia falciforme, gli eterozigoti risultano quindi avvantaggiati.
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LA PRESENZA DEL GENE S IN AMERICA E’LA CONSEGUENZA DELLA TRATTA DEGLI SCHIAVI DALL’AFRICA E DELLA PRESENZA DELLA MALARIA NELL’AMERICA TROPICALE
PERCHE’ IN SUD AMERICA ?
PERCHE’ NON IN ITALIA, DOVE LA MALARIA ERA ENDEMICA FINO AI PRIMI DECENNI DEL XX SECOLO O IN ASIA, DOVE LA MALARIA È ANCORA MOLTO DIFFUSA?
LA DISTRIBUZIONE DELLA MALARIA E DELLA TALASSEMIA: Altre anomalie a carico del sangue possono proteggere parzialmente dalla malaria(TALASSEMIA, EMOGLOBINA C, CARENZA G6PD)
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1866 MENDEL IPOTIZZA L’ESISTENZA DEI GENI1869 MIESCHER SCOPRE IL DNA1885 FLEMMING DESCRIVE I CROMOSOMI E ZACHARIAS
DIMOSTRA IL LORO ELEVATO CONTENUTO IN DNA1902 SUTTON E BOVERI PROPONGONO IL RUOLO DEI
CROMOSOMI NELLA EREDITARIETA’1902 GARROD: RAPPORTO TRA EREDITARIETA’ E
PRODUZIONE DI ENZIMI1919 LEVENE: STRUTTURA DEI NUCLEOTIDI1928-1944 GRIFFITH E AVERY: IL DNA PUO’ CONTENERE
UNA INFORMAZIONE GENETICA1949-1957: PAULING E INGRAM L’INFORMAZIONE
GENETICA CONTROLLA LE CARATTERISTICHE CHIMICHE E LA SEQUENZA AMINOACIDICA DI UNA PROTEINA
1952 HERSHEY E CHASE: L’INFORMAZIONE GENETICA DI UN VIRUS E’ COSTITUITA DA DNA
1953 WATSON E CRICK: MODELLO A DOPPIA ELICA DELLA STRUTTURA DEL DNA
1953-1964: DECIFRAZIONE DEL CODICE GENETICO
Un FAGO, virus che infetta batteri, si poggia sulla superficie
di un batterio
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Il fago inserisce qualcosa all’interno del batterio
Il batterio infettato produce numerosissime copie del fago.
Evidentemente ciò che il primo fago aveva inserito nel
batterio conteneva l’informazione per produrre nuovi fagi.
Che cosa aveva inserito? I fagi sono costituiti soltanto da
poche proteine e da DNA.
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1866 MENDEL IPOTIZZA L’ESISTENZA DEI GENI1869 MIESCHER SCOPRE IL DNA1885 FLEMMING DESCRIVE I CROMOSOMI E ZACHARIAS
DIMOSTRA IL LORO ELEVATO CONTENUTO IN DNA1902 SUTTON E BOVERI PROPONGONO IL RUOLO DEI
CROMOSOMI NELLA EREDITARIETA’1902 GARROD: RAPPORTO TRA EREDITARIETA’ E
PRODUZIONE DI ENZIMI1919 LEVENE: STRUTTURA DEI NUCLEOTIDI1928-1944 GRIFFITH E AVERY: IL DNA PUO’ CONTENERE
UNA INFORMAZIONE GENETICA1949-1957: PAULING E INGRAM L’INFORMAZIONE
GENETICA CONTROLLA LE CARATTERISTICHE CHIMICHE E LA SEQUENZA AMINOACIDICA DI UNA PROTEINA
1952 HERSHEY E CHASE: L’INFORMAZIONE GENETICA DI UN VIRUS E’ COSTITUITA DA DNA
1953 WATSON E CRICK: MODELLO A DOPPIA ELICA DELLA STRUTTURA DEL DNA
1953-1964: DECIFRAZIONE DEL CODICE GENETICO
Watson e Crick
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“Non è sfuggito alla nostra attenzione il fatto che l’appaiamento specifico che abbiamo postulato suggerisce immediatamente un possibile meccanismo di copiatura del materiale genetico.”
J.D.Watson, F.H.C.CrickNature, vol 171, n.4356, 25 Aprile 1953, pagg
737-738
Crick al ristorante con Watson e altri colleghi,
28 febbraio 1953
“Oggi Jim ed io abbiamo scoperto il segreto della vita”
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IL MODELLO DELLA DOPPIA ELICA
IL DNA, ACIDO DESOSSIRIBONUCLEICO, E’ UN POLIMERO FORMATO DA UNA CATENA DI MONOMERI, I NUCLEOTIDI
NEL DNA ESISTONO 4 TIPI DI NUCLEOTIDI (A T C G) DIVERSI A SECONDA DELLA BASE AZOTATA CONTENUTA
UN FILAMENTO DI DNA PUO’ ESSERE FORMATO DA MILIONI DI NUCLEOTIDI
IL NUMERO DI SEQUENZE DIVERSE CHE POSSIAMO FORMARE E’ QUINDI: 4n, DOVE n = ALCUNI MILIONI
OGNI NUCLEOTIDE DEL DNA CONTIENE UNO ZUCCHERO, IL DESOSSIRIBOSIO, UNA BASE AZOTATA E UN ACIDO FOSFORICO
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BASI AZOTATE DEL DNA
A
G C
T U
L’ RNA, ACIDO RIBONUCLEICO, E’ UN POLIMERO FORMATO DA UNA LUNGA CATENA DI MONOMERI, I NUCLEOTIDI,
NELL’RNA ESISTONO 4 TIPI DI NUCLEOTIDI (A U C G)
ESISTONO DIVERSI TIPI DI RNA, CON FILAMENTI FORMATI DA POCHE DECINE FINO A MIGLIAIA DI NUCLEOTIDI
OGNI NUCLEOTIDE DELL’ RNA CONTIENE UNO ZUCCHERO, IL RIBOSIO, UNA BASE AZOTATA E UN ACIDO FOSFORICO
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Nucleotide (Adenosina monofosfato)(AMP)
Nucleoside (Adenosina)
Un Ribonucleotide
AdeninaRibosio
Un nucleotide trifosfato: Adenosina trifosfato
Adenina
AdenosinaATP
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In una catena polinucleotidica un nucleotide si unisce al successivo mediante un legame (legame fosfodiestere) tra un gruppo acido del fosfato appartenente a un nucleotide e il gruppo ossidrile legato al carbonio 3’ dell’altro nucleotide
AdeninaRibosio
H2O
LEGAME FOSFODIESTERE
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Nucleotide (Adenosina monofosfato)
Nucleoside (Adenosina)
Un Desossi Ribonucleotide
AdeninaDesossiribosio
H
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I due filamenti sono anti-paralleli (decorrono in senso inverso uno rispetto all’altro)
IL MODELLO DELLA DOPPIA ELICA
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Il DNA è presente come doppia elica sia nei Procarioti che negli Eucarioti ed è il principale componente dei CROMOSOMI
Negli Eucarioti troviamo doppie eliche lineari (in genere più di una per cellula)
Nei Procarioti troviamo doppie eliche circolari (in genere una per cellula)
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GRAZIE ALLA COMPLEMENTARIETA’
DELLE BASI IL DNA PUO’DIRIGERE LA PROPRIA AUTO-REPLICAZIONE
1953 WATSON E CRICK
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La replicazione semiconservativa nel cromosoma batterico
Nei VIRUS possiamo trovare DNA sia a doppia elica che a elica singola, lineare o circolare
In molti virus l’informazione genetica non è sotto forma di DNA ma di RNA (RNA-virus)
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1866 MENDEL IPOTIZZA L’ESISTENZA DEI GENI1869 MIESCHER SCOPRE IL DNA1885 FLEMMING DESCRIVE I CROMOSOMI E ZACHARIAS
DIMOSTRA IL LORO ELEVATO CONTENUTO IN DNA1902 SUTTON E BOVERI PROPONGONO IL RUOLO DEI
CROMOSOMI NELLA EREDITARIETA’1902 GARROD: RAPPORTO TRA EREDITARIETA’ E
PRODUZIONE DI ENZIMI1919 LEVENE: STRUTTURA DEI NUCLEOTIDI1928-1944 GRIFFITH E AVERY: IL DNA PUO’ CONTENERE
UNA INFORMAZIONE GENETICA1949-1957: PAULING E INGRAM L’INFORMAZIONE
GENETICA CONTROLLA LE CARATTERISTICHE CHIMICHE E LA SEQUENZA AMINOACIDICA DI UNA PROTEINA
1952 HERSHEY E CHASE: L’INFORMAZIONE GENETICA DI UN VIRUS E’ COSTITUITA DA DNA
1953 WATSON E CRICK: MODELLO A DOPPIA ELICA DELLA STRUTTURA DEL DNA
1953-1964: DECIFRAZIONE DEL CODICE GENETICO