FANTASTICO, ALLORA HAI IL DNA!

Sei una creatura vivente?

Oggetto di ricerca e

pubblicazioni

scientifiche

Al centro di episodi di cronaca

nera

Protagonista

indiscusso di gialli in ogni loro

forma: libri, film,

telefilm

•Oggi è quasi automatico associare la parola DNA a ciò che viene trasmesso di generazione in generazione perché il figlio assomigli ai genitori • Per noi non è poi così incomprensibile pensare che quel ciò sia un messaggio in codice con le istruzioni per la costruzione del nuovo essere vivente•Non fu sempre così e il percorso per arrivare a questa conoscenza è stato veramente lungo e complesso .

Vediamone alcune tappe

In un caldo giorno d’ agosto, a Crevalcore, un grande scienziato, Marcello Malpighi, sta effettuando una serie di osservazioni al microscopio su uova di gallina, per studiare lo sviluppo del pulcino.

•Microscopio ancora primitivo•Caldo eccessivo e quindi stadi di sviluppo dell’embrione avanzati in modo anomalo•Mancanza di studi sull’uovo non deposto

Lo portano a queste conclusioniCrevalcore, 10

marzo 1628 – Roma, 29 novembre 1694

Sec XVII

Marcello Malpighi

Noi vediamo il successivo manifestarsi di parti , senza mai riuscire a captare l’origine di

ciascuna di esse

Questa idea fu subito colta da filosofi e religiosi nacque così il preformismo

Nicolas Malebranche

Dobbiamo ritenere tutti i corpi umani e di animali che

compariranno sulla terra fino alla consumazione dei secoli come il prodotto diretto della creazione originale. In altre parole, che le prime donne siano state create con tutti i successivi individui della stessa specie contenuti in

esse.

Parigi 6 agosto 1638- Parigi 13 ottobre 1715

Jan Swammerdam biologo e microscopista influenzato dalle sue idee religiose affermò:

12 Febbraio, 1637 –17 Febbraio, 1680

Jan Swammerdam

In natura non vi è generazione ,ma accrescimento di parti preesistenti. Così si spiega il peccato originale poiché tutti

gli uomini erano contenuti già nelle viscere di Adamo ed Eva. Quando la

riserva di uova sarà terminata, la razza umana si estinguerà

Gli embrioni erano preformati nelle uova o negli spermatozoi?

All’inizio del XVIII secolo il preformismo era saldamente affermato e il quesito era :

Gautier d’Agoty (1718-1785) pittore e microscopista , disegnò un microscopico cavallo in uno spermatozoo equino e notò le grandi orecchie nel corrispondente “animalculo” del somaro.

OSSERVAZIONENel 1722 venne calcolato, su semplice interpretazione della Bibbia, a meno di 6000 anni l’età del mondo

In quel caso il numero di conigli contenuti nel primo coniglio, sarebbe stato dell’ ordine di 105!!!!!!!!

Eppure, molti biologi e microscopisti dell’epoca, continuarono a ritenere valida questa teoria

Quando gli strumenti d’ indagine divennero migliori, le idee incominciarono a prendere direzioni diverse.

Un genitore non produce solo un piccolo embrione, che deve semplicemente crescere, ma anche una serie di istruzioni precise su come fare l’embrione. Tali istruzioni sono incluse in un codice lineare, come un nastro su cui viene scritto un messaggio in alfabeto Morse. Esse devono venir decifrate e messe in pratica perché ne emerga una forma riconoscibile come l’embrione vivente.Inoltre, poiché è assurdo pensare che tutte le istruzioni genetiche fossero presenti sin dall’inizio del mondo, deve esserci anche un ben preciso meccanismo di copiatura o duplicazione

Quelle che seguono sono solo alcune tappe del processo che ha portato gli uomini a scoprire il

DNA

DALL’OMUNCOLO AL MESSAGGIO

Breve storia del DNA

All’inizio dell’ 800, il cibo si differenziava per aspetto, odore e gusto, ma si riteneva che un alimento in grado di soddisfare la fame equivalesse a qualsiasi altro. Con lo sviluppo della chimica, divenne chiaro che i cibi presentavano una diversa natura chimica, e perciò potevano avere un diverso effetto sul corpo umano

1827 William Prout (1785-1850

Classificazione del cibo

William Prout (1785-1850) divise il cibo in tre vaste classi , che oggi chiamiamo carboidrati proteine grassi. Naturalmente questa non era e non è una classificazione esaustiva, ma rappresentò un passo avanti per la comprensione della dietetica.

Nel 1869, la classificazione degli

alimenti in grassi carboidrati e proteine sembrava ancora del tutto soddisfacente.

1869Acido nucleico

Un biochimico svizzero Johann Friedrich Miescher (1844-1995), isolò una sostanza, tratta dai residui di cellule del pus, che non apparteneva a nessuna di queste categorie. Conteneva sia azoto che fosforo.

Miescher portò questa nuova scoperta a Hoppe-Seyler

( scopritore della lecitina, con caratteristiche simili) il quale esaminò la questione. Quandofurono certi dele osservazioni resero pubblica la scoperta

Poiché il materiale sembrava aver origine nel nucleo delle cellule, fu chiamato dapprima nucleina e poi, dato che aveva proprietà acide, acido nucleico.

Friedrich Miescher ( 1844-1995) da poco laureatosi in medicina all’Università di Basilea, nel tentativo di separare dal nucleo dei globuli bianchi, contenuti nel pus di bende chirurgiche utilizzate, si imbatté dopo estrazione del materiale nucleare in un composto che analizzò e scoprì essere acido e contenere, tra l’altro, il 14% di N, 3% di P e il 2% di S

• Felix Hoppe Seyler ( 1825 1885) fu il primo ad ottenere lecitina pura e a introdurre il termine “protidi” oggi proteine. Inoltre condusse studi sulla clorofilla e nel 1862 scoprì l’emoglobina

Tre quarti di secolo più tardi si riuscì ad apprezzare

l’importanza della scoperta e si incominciò ad analizzarne

la struttura

1885 Albrecht Kossel (1853-1927)

purine e pirimidine

Albrecht Kossel (1853-1927) si mise a studiare questa sostanza. Nel 1885 ne aveva ricavato sostanze quali le purine a doppio anello (studiate da Fisher nel1884) e le pirimidine, le cui molecole erano costituite da un unico anello di atomi, 4 di carbonio e due di azoto.

Isolò due diverse purine: adenina e guanina, e tre diverse pirimidine uracile, citosine, e timina.. Dedusse anche la presenza di una molecola di zucchero, ma non riuscì a capire quale.

C’era molto da fare, ma questo fu considerato un inizio e Kossel vinse il premio nobel per la medicina nel 1910

1909Phoebus Aaron Theodore Levene (1869

1840) Ribosio

Il chimico americano d’origine russa Phoebus Aaron Theodore Levene (1869 1840)

Estrasse dall’acido nucleico uno zucchero e lo identificò per ribosio

Aveva una molecola a cinque atomi di carbonio . Non era contenuto in tutti i campioni di acido nucleico, ma quelli che lo contenevano furono chiamati RNA acido ribonucleico dalle iniziali dei termini inglesi.

Ci vollero altri 20 anni per identificare lo

zucchero contenuto nei campioni di acido nucleico che non

contenevano il ribosio

1929 Phoebus Aaron Theodore

Levene (1869 1840 desossiribosio

Levene identifica il desossiribosio, con molecola uguale a quella del ribosio tranne che per un ossigeno mancante.

Vi erano quindi due tipi di acido nucleico: l’acido ribonucleico

RNAe

l’acido desossiribonucleico

DNA.Il Dna si trovava nei cromosomi.

1944 Oswald Theodore Avery DNA

Materiale genetico

Oswald Theodore Avery (Halifax, 21 ottobre 1877 – Nashville, 2 febbraio 1955) e i suoi collaboratori elaborarono un esperimento che dimostrava che

ERA POSSIBILE TRASFORMARE UNA VARIETÀ DI BATTERI R ( RUVIDI) IN UNA VARIETÀ S (LISCIA) SOMMINISTRANDO AI BATTERI R UNA SOSTANZA ESTRATTA DAI BATTERI S.

Purificando il più possibile la sostanza aggiunta, essi arrivarono a dimostrare che altri non era se non

DNA.

Una scoperta da Nobel , ma lo scienziato morì troppo presto per riceverlo.

1950 Erwin Chargaff

equilibrio delle basi negli acidi nucleici

Erwin Chargaff (1905- 2002) biochimico austriaco. usando la tecnica di cromatografia su carta riuscì a separare, in DNA di diverse specie, la molecola del DNA nelle sue basi costituenti e a determinarne la loro percentuale . I suoi studi sulla composizione delle basi , indicarono che la quantità di purine è sempre uguale a quella di pirimidine.

Tali ricerche portarono Erwin Chargaff a formulare alcune fondamentali considerazioni sulle caratteristiche del DNA utilissime per gli sviluppi successivi.

1952 Rosalind Elsie Frankling (1920-

1958) diffrazione a raggi X del DNA

Rosalind Elsie Frankling, biofisica inglese,condusse accurati studi di diffrazione ai raggi X su campioni di Dna, deducendone , che la molecola dovesse essere a spirale ( scala a chiocciola) con i gruppi fosforici che legavano assieme le unità.

Rosalind Frankling era molto scrupolosa e non intendeva annunciare il risultato senza accurati controlli. Inoltre, essendo una donna, i suoi collaboratori tendevano ad ignorarla. Fatto sta che il frutto del suo lavoro andò a beneficio di altri.

1953Doppia elica

L’opera di Chargaff e della Franklin avevano fornito le informazioni necessarie per dedurre la struttura del DNA. Il passo determinante fu compiuto da Watson e CricK. I due scienziati utilizzarono un’importante fotografia della Franklin , sottrattale da il suo superiore il fisico Maurice Wilkins.

Watson e Crick non riconobbero mai il sostanziale aiuto della scienziata nella loro scoperta neanche dopo la morte di lei, quando comunque non avrebbe più potuto ricevere il Nobel.Non solo. Nel libro “La doppia elica” Watson parla della Franklin con assoluto disprezzo.Dal momento che la scoperta del modello si basò essenzialmente sui dati di Rosalind Franklin, ancora oggi esistono pareri molto eterogenei nella comunità scientifica su chi avrebbe dovuto ricevere il Nobel.

Che cosa è il DNA ?

Il Dna è un polimero organico composto da monomeri chiamati nucleotidi

I nucleotidi sono formati da tre componenti: il deossiribosio (uno zucchero pentoso), una base azotata ( collegata al deossiribosio con un legame N glicosidico) e un gruppo fosfato

Nella formazione dei nucleotidi possono essere utilizzate quattro diverse basi azotate:adenina, citosina, guanina, timina.

La sequenza in cui si dispongono le basi azotate fornisce l’informazione genetica

Il DNA è quindi una macromolecola e contrariamente a quanto si possa pensare, non è stabileGli studi di Thomas Lindhal, negli anni 70. avevano messo in evidenza la facilità con cui si degrada. Per consentire la sopravvivenza, ci devono essere dei meccanismi di riparazione, che combattono questo processo. I tre premi Nobel hanno scoperto e spiegato i tre principali meccanismi che permettono al Dna di ripristinare la sua struttura.

2015 meccanismi di riparazione del

DNA.

Il Premio Nobel per la Chimica 2015 è stato assegnato congiuntamente a Thomas Lindahl , Paul Modrich e Aziz Sancar " per studi sui meccanismi di riparazione del DNA.”

Aziz Sancar Thomas Lindahl Paul Modrich

Premio Nobel per la Chimica

In tema di macromolecole e premi

Nobel, ecco l’unico Nobel per la chimica

assegnato a uno scienziato italiano

1963 Il Premio Nobel per la Chimica

Il Premio Nobel per la Chimica 1963 è stato assegnato congiuntamente a Karl Ziegler e Giulio Natta " per le loro scoperte nel campo della chimica e tecnologia delle macromolecole”

Giulio Natta Karl Ziegler

Fonti

Le basi biochimiche della vita- F.R. Jevons- Mondadori 1965

Notizie sul preformismo

Cronologia delle scoperte e notizie

I. Asimov- Cronologia delle scoperte scientifiche- Pan 1991

http://www.chimicare.org/blog/storia-della-chimica-2/storia-scoperta-degli-acidi-nucleici-1-parte-prima-strutturistica-watson-crick/

Fine