Introduzione storica al DNA

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Introduzione storica al DNA da Mind Map: Introduzione storica al DNA

1. Già dai primi anni del '900 era nota l'esistenza di una sostanza in grado di trasmettere l'informazione genetica. A scoprirlo furono A. Weismann e T.H. Morgan, i quali riuscirono a dimostrare che tale materiale si trovasse all'interno del nucleo cellulare, più precisamente nei cromosomi, tuttavia nessuno aveva fatto luce sulla natura della sostanza.

2. Nel 1928 uno scienziato di nome F. Griffith constatò, attraverso un esperimento su alcuni topi, che il batterio da lui preso in questione, (Pneumococco) era in grado di trasferire informazioni genetiche. Dapprima iniettò nel topo un ceppo di Pneumococco ''S'' (capsulato, quindi VIRULENTO), notando che la cavia moriva di polmonite. Successivamente iniettò un ceppo di Pneumococco ''R''( non capsulato, quindi NON VIRULENTO) e ovviamente il topo non si ammalava. Iniettando quindi nel topo, una soluzione contenente batteri del ceppo ''S'' uccisi tramite shock termico, quest'ultimo, come previsto, non riscontrava problemi. Iniettando all'interno del topo però una miscela di batteri ''S'' uccisi tramite shock termico e batteri vivi ''R'', contrariamente a quanto ci si aspettava, il topo si ammalava e moriva. Griffith potè quindi affermare che, attraverso l'azione di una qualche sostanza, il batterio ''R'' acquisiva la capacità di sintetizzare autonomamente la capsula polisaccarida riscontrabile nel ceppo ''S''. Questa sostanza, che si pensava essere di natura proteica, venne chiamata ''fattore di trasformazione'' o ''principio trasformante''.

3. Pochi anni dopo, O.T. Avery, riuscì a fare chiarezza sulla composizione del materiale genetico, che non era di natura proteica, bensì era il DNA. I suoi esperimenti vennero svolti sulla base di quelli precedentemente svolti da Griffith. Avery sottopose alcuni campioni contenenti Pneumococchi di ceppo ''S'' (uccisi tramite shock termico) a trattamenti diversi, nello specifico 3, uno per ogni tipo di macromolecola biologica presumibilmente responsabile della trasformazione genetica: Proteine, RNA, DNA. Il campione contenente batteri morti ''S'', trattato con DNAsi (l'enzima responsabile della degradazione del DNA) era l'unico in cui, in seguito all' aggiunta di batteri ''R'' non presentava la presenza di batteri ''S'', per cui distruggendo il DNA non avveniva alcun trasferimento di informazione genetica. Quindi senza dubbio proprio tale sostanza era quella responsabile della ''trasformazione''.

4. Nel 1952 l'esperimento di Hershey-Chase non solo dimostra definitivamente le ipotesi avanzate negli studi precedenti, ma prova anche che è lo stesso DNA a penetrare nelle cellule e a dirigere l'assemblaggio di nuove. Per farlo si servirono del Batteriofago T2, un virus che infetta principalmente il batterio E. Coli. Infettarono con tale virus due colonie di E. Coli, che vennero poi marcate con degli isotopi di P e S , due elementi riscontrabili rispettivamente negli acidi nucleici e nelle proteine ( fosforo 32 e zolfo 35). Successivamente i virus vennero separati dalla superficie dei batteri tramite centrifuga, e l'analisi a raggi X rivelò una grande concentrazione di fosforo sul fondo della provetta, dove precipitano i batteri morti, in cui era penetrato il virus mentre la parte surnatante della soluzione presenta un'elevata concentrazione di zolfo. Traendo le conclusioni; è il DNA a penetrare nella molecola e non il '' rivestimento'' di natura proteica del virus.

5. Quindi, non appena scoperta la natura della sostanza, gli scienziati approfondirono le loro ricerche per determinare l'esatta struttura tridimensionale di una molecola così complessa. I primi a ipotizzare la struttura a doppia elica della molecola furono M. Wilkins e R. Franklin, quest'ultima, ebbe un'intuizione geniale, ovvero quella di eseguire una cristallografia a raggi X per identificare la struttura della molecola, una vera novità per l'epoca. Tuttavia i meriti andarono a J. Watson e F. Crick, che giunsero definitivamente alla conclusione che il DNA era costituito da due lunghi filamenti (nucleotidi) avvolti a spirale, conclusione che valse loro il premio Nobel per la medicina nel 1962, secondo alcuni ingiustamente, in quanto la vera ''pioniera'' fu proprio la Franklin.