Il DNA come base molecolare dell`ereditarieta`

Il DNA come base molecolare dell ereditarieta
Il materiale genetico deve soddisfare alcuni criteri specifici:
Contenere informazioni complesse (variegate) -per dare origine a
tutta la molteplicita’ delle forme viventiEssere:
presente in tutte le forme viventi
stabile e capace di replicazione fedele
capace di subire modificazioni permanenti (mutazioni)
Far parte dei cromosomi
Definire un fenotipo (codificare…)
Controllare la produzione di proteine (ipotesi un gene, una proteina A. Garrod- Beadle e Tatum -Neurospora-)
Di cosa sono fatti i geni ?
Fino all inizio degli anni 1950 la maggior parte dei ricercatori
riteneva che le proteine fossero la base molecolare
dell eredita
Il tardivo riconoscimento del DNA come base molecolare
dell eredita fu in gran parte dovuto alla mancanza di
conoscenze precise sulla sua composizione e soprattutto sulla
sua struttura
Importanti contributi alla comprensione della chimica, della
struttura e del ruolo del DNA come molecola dell eredita
Johann F. Miescher (1868/9) nel laboratorio di Hoppe-Seyler, Tubingen
Isolo’ una sostanza sconosciuta, che poteva essere precipitata
acidificando la soluzione salina usata per l’estrazione, risospesa in
soluzione alcalina; resistente alle proteasi, con elevato contenuto in
fosforo e priva di zolfo…. nucleina
Richard Altmann (1889) ritenne di aver purificato un componente della
nucleina…acido nucleico
Albrecht Kossel
identifica i
componenti della
nucleina: purine,
pirimidine, zucchero,
fosfato e stabilisce
che la nucleina e un
componente
fondamentale della
cromatina
Phoebus Levene and Hermann Steudel (~1910) (Rockfeller Inst. NYC)
proposero che l acido nucleico fosse composto da unita identiche di
tetranucleotidi
Max Delbruck …DNA, so stupid a substance…
Erwin Chargaff. Risultati della cromatografia su carta per analizzare la composizione
del DNA (1949).
Londra, 1928, Frederick
Griffith, medico
interessato allo
pneumococco…
Dawson e Sia (1931) ripeterono l esperimento senza iniettare cellule di streptococco nei
topi, ma mischiando IIR e lisati di cellule IIIS in provetta e poi piastrando le cellule su
piastre di coltura
IIR
IIR + IIIS inattivate
Avery, MacLeod e McCarty (1944): il principio
trasformante in S. pneunomiae e il DNA
no proteine
no DNA
no RNA
Phage Church
Max Delbruck
Emory Ellis
Salvador Luria
…
Alfred Hershey
Martha Chase
…
James Watson
Batteriofago T4
Il batteriofago T2 ed il suo ciclo vitale
Il ciclo vitale di questo batteriofago ha dato
l opportunita di sviluppare un esperimento
elegantemente semplice…
L esperimento ha dimostrato che le proteine rimangono
fuori la cellula ospite mentre e il DNA ad entrare
L esperimento di Hershey and Chase (1952)
Il capside proteico viene staccato senza che questo comprometta la possibilita di
formare nuove particelle fagiche
La funzione primaria delle proteine e pertanto quella di proteggere e
trasportare il materiale genetico
…a powerful new proof that DNA is the primary genetic material.
James Watson
Non e sempre il DNA ad essere la base molecolare dell eredita
Nel 1956 Heinz Fraenkel-Conrat e Bea Singer dimostrano che
nel virus TMV l informazione genetica e portata dall RNA.
Scrapie (Suffolk sheep) e prioni
Stanley Prusiner: la malattia e sia causata da prioni sia trasmessa da prioni
prioni; PrP = protease resistan protein
Foto 51. Diffrazione a raggi X di una molecola di DNA ottenuta da Rosalind Franklin.
Il pattern e consistente con struttura elicoidale ed una disposizione regolare delle
Pierce,
basi azotate, perpendicolari all
asseGENETICA,
dell elicaZanichelli
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Pierce, GENETICA, Zanichelli
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Erwin Chargaff. Risultati della cromatografia su carta per analizzare la composizione
Pierce, GENETICA, Zanichelli
del DNA (1949).
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Conformazioni tautomeriche delle
basi.GENETICA,
Ammino e Zanichelli
la conformazione preferenziale di C;
Pierce,
cheto quella della G.
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I legami idrogeno tra le basi del DNA
Pierce, GENETICA, Zanichelli
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Adenina e Citosina non possono formare legami idrogeno
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