Recensione del libro

Titolo: Vita di Galileo
Autore: Bertold Brecht
Editore: Einaudi

Tra le varie tipologie consentiteci, personalemente ho scelto, forse qualcosa di classico, ma pur sempre interessante, la biografia del primo vero scienzioato, fondatore del metodo sperimentale: Galileo. Ma a differenza delle solite biografie scritte sempre allo stesso modo, ho cosiderato il testo teatrale di Bertold Brecht che non ti elenca semplicemente gli avvenimenti della sua vita, ma quelli più importanti, permettendoti di vivere la storia con il personaggio.
Bertolt Brecht è il principale drammaturgo tedesco del Novecento. Nato nel 1898 ad Augusta - Baviera, scoprì presto il suo amore per il teatro. Il suo esordio in teatro era fortemente influenzato dall'Espressionismo, ma presto sviluppò la teoria del "teatro epico" secondo cui lo spettatore non doveva immedesimarsi, ma era invitato a tenere una distanza critica per riflettere su quello che si vedeva in scena. Lo spettatore doveva imparare qualcosa. Il teatro di Brecht offre una grande varietà di storie e casi umani. Quando tornò in Germania, nel 1949, fondò a Berlino Est un proprio teatro, il "Berliner Ensemble", dove cercò di realizzare le sue idee, facendo diventare questo teatro uno dei più affermati in Germania. Morì nel 1956 a Berlino. La commedia nasce negli anni che precedono immediatamente la Seconda guerra mondiale e che vedono sperimentare la bomba atomica. La figura di Galileo, lo scienziato che con le sue rivoluzionarie intuizioni rischia di mettere a repentaglio gli equilibri teologici e sociali del suo tempo e che si piega alla ritrattazione per timore della tortura e per mancanza di agonismo eroico, è la metafora dello scienziato moderno, dell'intellettuale perseguitato dall'inesorabile binomio scienza-fanatismo.
 Nel 1609 Galileo Galilei ha già compiuto vari esperimenti riguardo al rivoluzionario sistema copernicano creato tra la fine del XV secolo e l'inizio del XVI da Niccolò Copernico. Inoltre egli ha anche pubblicato a Firenze, luogo dove compie le sue ricerche e i suoi insegnamenti presso prestigiose accademie assistito anche dalla figlia Virginia, molti dialoghi e trattati sulla nuova scienza. Galileo ha scoperto il vero uso di uno strumento molto particolare chiamato cannocchiale, ovvero quello di studiare e visionare oggetti e pianeti lontanissimi dal luogo su cui è puntato. Grazie al cannocchiale Galilei ha compreso il modo in cui si muove e agisce l'Universo e soprattutto ha dichiarato la veridicità della posizione centrale del Sole anziché la Terra, come affermavano molti filosofi del passato incluso Aristotele. Tuttavia il periodo in cui Galileo si rivela essere più prolifico è anche segnato profondamente dagli eventi della Santa Inquisizione la quale cerca di impedire alle nuove teorie proposte dai rivoluzionari come Copernico o Keplero, in quanto mettono seriamente in discussione, secondo i suoi membri, la reale esistenza di Dio e di Gesù. Così quando Galileo pubblica il Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo, il papa Urbano VIII con l'appoggio del Cardinal Bellarmino convoca immediatamente un concilio a Roma con imputato lo stesso Galilei. L'opera di Brecht si concentra proprio sul processo tenutosi tra il 1632 e il 1633 che vedrà costretto Galileo ad abiurare a ritirare le sue dottrine giuste, ma condannate come eretiche dalla Chiesa cattolica.

La commedia dello scienziato pisano, mi è risultata piacevole, dal momento che ci viene presentato un uomo sotto i suoi aspetti (carattere, piaceri,sensazioni). Infatti Galileo risulta essere uno scienziato a cui piace la bella vita e il buon cibo; ma ciò gli permette di vivere quella sua genialità che la Chiesa voleva nascondere.

  La figura di Galileo mantiene oggi una notevole attualità proprio tematizzando la figura degli scienziati "deboli", subalterni al potere politico.La sconfitta subita della scienza si trasformerà però in un certo modo in vittoria; infatti Galileo durante il suo isolamento svilupperà altri studi affidati ad Andrea, suo discepolo, al

fine di divulgarne il contenuto in tutta Europa. La conclusione che possiamo trarre dal testo, è che la scienza deve essere libera da vincoli: tutti hanno il diritto di sviluppare le proprie ricerche e comunicarne le scoperte.

La ricerca scientifica deve essere considerata come uno strumento di sviluppo.

Recensione Blog: "Chiedilo a Tania"

Quest'anno il nostro professore, come lavoro estivo, ci ha consegnato da fare la recensione di un blog e di un libro. Come blog ho scelto "Chiedilo a Tania-science fo passion", sito che ho utilizzato molto, soprattutto per studiare e prepararmi in biologia. Esso nasce da un'idea di Tania Tanfoglio, insegnante laureata in scienze biologiche con una grande passione di tutte le discipline scientifiche. Il blog si incentra soprattutto sulla biologia, in particolare sul DNA, le cause delle mutazioni, scienziati e malattie. E' molto ricco d'informazioni dallo stile semplice e sobrio, comprensibile a tutti. Ci sono ogni volta, a fine argomento, esercizi per migliorare e mettere a frutto ciò che avete appreso, e prepararvi così ad una verifica. Personalmente, come si è già potuto capire, do un giudizio più che positvo, dato che il blog è stato assai utilizzato da me dandomi sempre buoni risultati, e credo che in futuro mi tornerà utileLa cosa che ho apprezzato di più è la scelta per cui Tania ha deciso di creare questo blog:

fare divulgazione scientifica significa avvicinando le persone alle discipline scientifiche, spesso considerate complesse e troppo lontane dalla vita quotidiana, in modo semplice e comprensibile al più ampio numero di persone possibile. Con questo blog, spera di trasmettere il suo entusiasmo a chi avrà voglia di soffermarsi a leggere qualcosa disconosciuto. Quindi affrettatevi e andate subito a visitarlo!

Un altro anno è volato...

L'anno si sta concludendo e le ore di biologia si possono contare sulle dita delle mani.... ma tranqulli, perchè vi terrò comunque compagnia quest'estate con tutti gli approfondimenti e chiarimenti che non ho avuto tempo di cercare durante l'anno scolastico.... "Adesso vi saluto, perchè il mio tempo si è concluso..."

Genetica di popolazione ed equilibrio di Hardy-Weinberg

Inanzitutto, cosa si intende per population? Una popolazione è definita come un gruppo di organismi della stessa specie che si riproducono tra loro in un certo spazio e in un determinato periodo di tempo. Quindi, quando si considera la variabilità genetica, si parla di genetica di popolazioni.
Già durante il Novecento gli scienziati si chiedevano in che modo sia gli alleli dominanti sia quelli recessivi possono rimanere all'interno delle popolazioni. Ma perchè l'allele dominante non "domina" su quello recessivo, eliminandolo totalmente? L'inglese Hardy e il tedesco Weinberg cercarono di dare una risposta. Essi dimostrarono come la ricombinazione genetica non modifica la composizione del pool genetico,ovvero l'insieme di tutti gli alleli di tutti i geni presenti nei vari individui di una popolazione. Esaminararono una popolazione "perfatta", con le seguenti caratteristiche:
1) non si verificano mutazioni significative, cioè non viene alterato il gene;
2) non devono avvenire immigrazioni ed emigrazioni (flusso genico);
3) la popolazione deve essere molto grande, cosicchè si verifichi la probabilità con cui un dato allele compare in un gamete e coincide con la sua normale frequenza;
4) l'accoppiamento degli individui è casuale;
5) tutti gli alleli hanno lo stesso successo riproduttivo, i discendenti possono sopravvivere e riprodursi. La ricombinazione genetica, che si verifica negli organismi diploidi, non modifica l'insieme di tutti gli alleli della popolazione. L'equilibrio di cui parlavano i due scienziati fu formulato così:

Morgan e la Drosophila

Thomas Hunt Morgan fu il primo a notare il fatto che i geni che si trovano sui cromosomi sessuali potessero essere ereditari, e per verificare ciò, scelse  il moscerino della frutta o Drosophila Melanogaster come organismo modello per i suoi esperimenti. La loro particolarità è che possiedono solo quattro cromosomi.
Durante i vari incroci, apparve un moscerino con gli occhgi bianchi (maschio affetto da mutazione) e lo fece accoppiare con una femmina dagli occhi rossi e in tutta la generazione F1 erano presenti solo moscerini con occhi rossi, facendo supporre che il fenotipo fosse recessivo.
Morgan incrociò allora gli individui della generazione F1 tra di loro, ma non si manifestò il rapporto 3:1 tra dominante e recessivo che si attendeva. Erano solo maschi gli individui con gli occhi bianchi. Lo scienziato incrociò

il primo maschio occhi bianchi con una femmina della generazione F1 eterozigote.
Dai risultati ottenuti dedusse che il gene per il colore degli occhi é presente solo sul cromosoma X e che l’allele per il carattere occhi bianchi dovesse essere recessivo.
In seguito ai risultati ottenuti Morgan non solo confermò che sono i cromosomi a trasportare i geni, ma anche che alcuni geni possono essere trasportati solo da cromosomi legati al sesso (X e Y).

Cavallette e... Sutton

Cavalletta Verdiana

Walter Texas Ranger

                      

                     VS


Walter Sutton, studiando la produzione di gameti delle cavallette (ma il più bel passatempo deve ancora arrivare) e grazie ai progressi della microscopia, rimase colpito dal parallelismo tra le sue osservazioni e la legga della segregazione. Riteneva, infatti, che i cromosomi fossero i portatori dei geni e i due alleli di ogni unità d'informazione si trovassero sui cromosomi omologhi, ovvero simili. Grazie alla meiosi, un gamete poteva contenere solo uno dei due alleli; da ciò si potè dedurre che gli alleli si possono ricombinare in modo diverso dando vita a nuove combinazioni per ogni carattere.

Un pò di logica

Epistasi

Dominanza Incompleta

Codominanza

Come vi anticipavo, anziché inserire delle spiegazioni, a questo punto dell'anno è ora di verificare le vostre competenze (tranquilli non sono un professore). Comunque vi inserirò delle immagini di casi particolari e il suo nome e provate voi a trovare un significato. Buon divertimento! (un giorno vi svelerò i loro significati...)

Contro Mendelliamo

Tuttavia, con il passare degli anni, molti scienziati tentarono di ripercorrere il cammino fatto dal monaco e nel 1902 il biologo olandese Hugo de Vries scoprì che la trasmissione ereditaria dei caratteri non avveniva in modo perfetto e delineato come dimostrato da Mendel. L'olandese notò che in alcuni casi si mostrava un carattere che non si era mai presentato; egli, a questo punto, introdusse il concetto di Mutazione come variazione casuale vantaggiosa oppure svantaggiosa.
Nei prossimi post vi citerò alcuni esempi.

Un monaco.. un pò troppo FURBETTO

Considerato dalla comunità scientifica il padre della genetica, Mendel, un monaco agostiniano ceco, si occupò in maniera "rigorosa" dello studio sulla trasmissione dei caratteri ereditari. Gli esperimenti furono condotti su delle piante di pisello, e le tre leggi da lui formulate, tutt'oggi ancora in discussione per la loro veridicità, viene ricordato soprattutto per il suo rigoroso metodo scientifico. Comunque incrociando tra loro due linee pure, osservò che la generazione successiva presentava soltanto uno dei caratteri dei genitori, formulando, dunque, il concetto di dominante e recessivo.
Da ciò formulò le sue tre leggi:
1) Legge della dominanza: dall'incrocio tra due organismi che differiscono tra loro per una coppia di caratteri si ottengono solo individui che mostrano il carattere dominante;
2) Legge della segregazione: ogni individuo ha coppie di fattori (alleli) per ogni unità ereditaria (gene) e i membri di una coppia segregano nella formazione dei gameti;
3) Legge dell'assortimento indipendente: dall'incrocio di due eterozigoti della prole si ottiene una seconda generazione in cui i caratteri segregano in maniera del tutto indipendente dando origine a nuove combinazioni in proporzioni definite.
Con il passare del tempo, e quindi, con l'avanzata di nuovi strumenti, gli scienziati si accorsero che le leggi ottenute erano, in un certo senso volute appositamente per far quadrare i calcoli. Infatti contemporanei a Mendel non credevano del tutto alle sue parole ( e facevano bene), lasciando un dubbio.

ADDIO DNA

Abbiamo concluso la storia del DNA.... per iniziare quella della GENETICA. In questa parte, incontreremo frati furbetti, scienziati innamorati della Drosophila melanogaster (o moscerino della frutta) e galli un po' troppo crestati.... Resta il fatto che sarà una delle parti più interessanti.

(L'immagine proviene dal blog del nostro elegantissimo Sosio)

Le mutazioni geniche

Con il termine mutazione genetica si intende quella variazione che avviene nella struttura molecolare di un gene e che può riguardare un solo nucleotide, o più, del DNA, come ad esempio la sostituzione di una base azotata con un'altra. Il rischio, oltre gli effetti che si potrebbero manifestare sull'individuo, è che la mutazione diventi ereditaria.
 Le mutazioni possono essere riscontrate solo tramite analisi genetiche.
Possono essere distinte in due categorie: mutazioni puntiformi e mutazioni per sequenze ripetute. Le prime sono causate da sostituzioni di basi o da aggiunta o delezioni di coppie di basi. La seconda categoria comprende le mutazioni causate sempre da aggiunta o delezioni ma di sequenze di basi ripetute.
1) Mutazioni puntiformi
Sostituzioni di basi: Determinano uno scambio di un nucleotide con un altro. possono essere: di senso (cambia un amminoacido), di non senso (cambia un codone di arresto), silente (non provoca alcun cambiamento).
2) Mutazioni per sequenze ripetute
Interessano però più di un nucleotide adiacente; in particolare interessano gruppi nucleotidici che formano una sequenza la quale si ripete più volte di seguito. Spostando il sistema di lettura, cambia l'intera sequenza di amminoacidi, creando, quindi, una mutazione.
Effetti delle mutazioni geniche
Gli effetti possono essere notevolmente diversi a seconda del tipo di mutazione e della posizione in cui questa si verifica. Una mutazione può non portare a nessuna conseguenza e questo quando interessa DNA che non codifica. Se la mutazione va invece ad alterare le sequenze codificanti, ovvero i geni, si ha una variazione nel tipo o nella quantità del corrispettivo prodotto genico.
Inoltre distinguiamo, sempre in relazione agli effetti, in:
mutazione positiva: quella che porta un vantaggio evolutivo;
mutazione neutra: quella che non risulta in un depotenziamento della capacità riproduttiva dell’individuo;
mutazione subletale: quella che rende più difficoltosa la perpetuazione riproduttiva dell’individuo;
mutazione letale: quella che non permette all’individuo di raggiungere l’età riproduttiva o non gli permette di riprodursi.
L’efficacia della mutazione, sia positiva che negativa, dipende poi dal tipo di allele mutato così creato; questo potrà essere infatti dominante o recessivo.
Quindi, le cause delle mutazioni geniche possono essere spontanee ( errori nella duplicazione del DNA, prodotti metabolici tossici, cambiamenti struttura nucleotidica) o indotte ( agenti chimici o fisici).

Il processo di traduzione

La sintesi delle proteine, nota come traduzione, come la trascrizione avviene in tre fasi e permette di legare i vari amminoacidi che andranno a costituire la catena polipeptidica delle varie proteine.
INIZIO:
questa fase comincia quando la subunità minore del ribosoma si attacca al filamento di mRNA mettendo in evidenza il primo codone. Il primo tRNA si appaia in modo tale che codone e anticodone corripondente. Ciò costituisce il complesso d'inizio e in seguito si aggiungerà la subunità maggiore.
ALLUNGAMENTO:
all'inizio della fase il secondo codone dell'mRNA si trova in corrispondenza del sito A; esso si sposterà nel sito P per far si che sopraggiunga un nuovo tRNA. I due amminoacidi si legano. L'mRNA scorre e il primo tRNA, che giunge il sito E, viene eliminato. Questo processo continua fino a quando non si saranno legati tutti gli amminoacidi necessari alla formazione di una proteina.
TERMINAZIONE:
terminata la catena polipeptidica nel sito A si inserirà una proteina detta fattore di rilascio. IN tal modo la catena si libera e si staccano le subunità del ribosoma.
Vi inserisco un link per rimandarvi ad un video che vi mostra il processo (QUI)

rRNA e tRNA

Per la sintesi proteica occorrono gli altri due tipi di RNA, già citati prima: il rRNA e il tRNA.
L'RNA ribosomiale è quello contenuto nei ribosomi, costituiti da una subunità maggiore e l'altra minore, perché avvenga la sintesi.
L'RNA di trasporto risulta essere costituito da una molecola a forma di "trifoglio". La catena termina sempre con una sequenza CCA presso l'estremità 3', presso la quale si lega un amminoacido specifico. un secondo sito di attacco si trova su una parte costituito da tre nucleotidi che formano un anticodone, complementare a un codone dell'mRNA.

Ecco un sunto delle forme dei vari RNA

Elaborazione dell'mRNA

Solitamente le sequenze dei geni codificanti per le proteine sono interrotte da sequenze che non vengono tradotte. queste sono definite introni, mentre le sequenze codificanti sono dette esoni. La loro unione costituisce il "pre-mRNA" e dunque deve maturare affinché avvenga la sintesi delle proteine.
il processo avviene in tre fasi:

1) al pre-mRNA viene aggiunto un "cappuccio" di un nucleotide (detto 7-metilguanosina) che serve all'mRNA per uscire dal nucleo e attaccarsi al ribosoma.
2) si aggiungono una serie di 200 nucleotidi contenente solo l'adenina, definita coda poli-A.
3) infine avviene lo splicing, un meccanismo con il quale vengono eliminati gli introni e si ricongiungono gli esoni. In tal modo avviene la maturazione per mezzo di un gruppo molecolare detto spliceosoma formato da unità più piccole chiamate snRNP (small nuclear ribo-nucleo-protein).

Adesso l'mRNA si dirigerà nel citosol perché avvenga la sintesi delle proteine.

La trascrizione dell'mRNA

L' "RNA messaggero" svolge il compito di portare le informazioni del DNA per la sintesi delle proteine. Ciò avviene mediante un processo detto TRASCRIZIONE. Mediante questo vengono riportate le informazioni del DNA sull'mRNA.
Il processo di trascrizione può essere suddiviso in tre fasi:
1) Nella fase d'inizio l'RNA polimerasi riconosce la sequenza del promotore  e si attacca ad esso;   dopo questo la RNA Polimerasi legge il DNA in direzione 3'-5' e divide i due filamenti di DNA.
2) Durante la fase di allungamento l'RNA polimerasi sintetizza l'mRNA usando un filamento di DNA detto "filamento stampo" aggiungendo nucleotidi al filamento.
3) Nella fase di terminazione l'RNA Polimerasi si stacca dopo aver riconosciuto una sequenza di arresto.

( Nel video si spiega anche la traduzione, ma non siate frettolosi, perché ne parleremo)

L'RNA e le sue caratteristiche

In che modo la disposizione delle basi azotate nel DNA può determinare la sequenza degli amminoacidi di una proteina? Cercando di trovare una risposta si scoprì il ruolo dell'acido ribonucleico o RNA, una molecola molto simile al DNA. Si concluse che l'RNA avesse un ruolo fondamentale nella traduzione dell'informazione genetica, traducendo, quindi, le sequenze dei segmenti di DNA in quelle degli amminoacidi. Esistono tre tipi di RNA che agiscono come intermediari nei processi che portano alla sintesi delle diverse proteine: RNA messaggero (mRNA),
RNA ribosomiale (rRNA) e RNA di trasporto (tRNA).
Ma quali sono le caratteristiche che lo differenziano dal DNA?
Le differenze sono principalmente tre:
1) nei nucleotidi dell'RNA lo zucchero è il ribosio e non il deossiribosio;
2) contiene, al posto della timina, l'uracile, che come la timina, si appaia solo con l'adenina;
3) la maggior parte dell'RNA è composta da un singolo filamento.

Codice genetico: l'esperimento di Beadle e Tatum

Gli scienziati statunitensi Beadle e Tatum dimostrarono l'ipotesi del dottore inglese Garrod, il quale sosteneva che alcune malattie ereditarie potessero essere causate dal fatto che alcuni geni (mutanti) non producevano gli enzimi necessari. Ciò dimostrò i geni sintetizzano determinate proteine.
Beadle e Tatum utilizzarono muffa Neurospora del pane. Estrassero le dagli aschi. Essi provenivano dall'incrocio di ceppi normali e ceppi esposti ai raggi X. Ogni spora fu lasciata in un terreno di coltura arricchito con gli amminoacidi che la muffa sintetizza da sola. Poi una parte viene trasferita in un terreno con pochi nutrienti e privi di amminoacidi. L'assenza di crescita dimostrava l'incapacità di sintetizzare alcuni amminoacido. La muffa mutante fu quindi posta in venti provette contenenti ciascuna un solo amminoacido; ciò dimostrò quale enzima era affetto da mutazione. Dimostrarono, quindi, che la variazione di un singolo gene determinava la variazione di un singolo enzima.

La cromatina e il nucleosoma

Nel nucleo delle cellule eucariote il DNA è in stretto rapporto con le proteine costituendo la cromatina. Esistono tuttavia due tipi di cromatina:
- l'eucromatina che risulta più dispersa prevalendo durante l'interfase, cosicché i geni possano trasmetter informazioni;
-l'eterocromatina, invece, più condensata, risulta essere presente per tutto il periodo di divisione cellulare per consentire un più agevole movimento dei cromosomi.
Nella cromatina le proteine appartengono a una catena di polipeptidi detti istoni. Essi hanno carica positiva e quindi vengono attratte dea DNA negativo e sintetizzate. Inoltre sono i principale responsabili del ripiegamento del DNA. Le unità fondamentali sono dunque i nucleosomi. La struttura che si viene a creare ha la forma di una collana di perle che si compatta andando a creare una serie di anse (domini ad ansa) che a loro volta formano i cromosomi condensandosi.

(Guardate il video che purtroppo è in spagnolo, ma comprensibile, giusto per darvi un'idea)

La PCR di Mullis

Nel 1986 il biochimico appassionato dal surf e dalle idee un po' strambe Kary Mullis mise a punto un metodo per produrre copie di frammenti di DNA. Mediante questa tecnica detta reazione a catena della polimerasi si è in grado di produrre grosse quantità di copie di un frammento di DNA. Il campione di DNA viene posto in una soluzione che contiene molecole di DNA-polimerasi, nucleotidi, primer. Il processo si divide in tre fasi:
1) la soluzione viene scaldata affinché i due filamenti di DNA si separino (denaturazione);
2)la soluzione viene raffreddata per permetter ai primer di attaccarsi alla sequenza complementare;
3) le molecole di DNA-polimerasi cominciano ad aggiungere sequenze di nucleotidi una volta riconosciute le sequenze di innesco.

( In una famosa intervista Mullis si domandò retoricamente se avrebbe mai scoperto la PCR se non avesse assunto LSD, concludendo che ne dubitava seriamente, in quanto poteva letteralmente veder lavorare i singoli polimeri e ammettendo di avere imparato parecchio grazie a tale esperienza. Che tipo.)

Il "proofreading"

Un aspetto importante della duplicazione del DNA è che alcuni enzimi di DNA-polimerasi hanno anche la funzione di correggere alcuni errori che si verificano durante il processo, come l'aggiunta nel filamento di un nucleotide non complementare a quello del filamento stampo. Questi enzimi, dunque, invertono la loro direzione di marcia rimuovendo i nucleotidi fino ad appaiarli correttamente. Esistono diversi modi di correzione ad esempio correggendo il nucleotide non appaiato correttamente o addirittura tagliare e rimuovere parte del filamento non corretto. Ciò è molto efficace per garantire una corretta duplicazione e sviluppo. Però!

La duplicazione del DNA

 Il processo di duplicazione del DNA è definito semiconservativo poiché le due nuove doppie eliche di DNA sono formate ambedue da uno dei vecchi filamenti e da un nuovo filamento complementare. La replicazione prende avvio quando, in un punto preciso di inizio detto origine della duplicazione, l'enzima DNA-elicasi rompe i legami a idrogeno tra le basi azotate e un breve tratto della doppia elica di DNA si despiralizza. In questo modo sporgono le basi azotate del DNA originario, che servono da "modello" per la formazione del nuovo DNA. Un altro enzima, la DNA-polimerasi, si sposta lungo ciascun filamento di DNA, dall'estremità 3' all'estremità 5', per riconoscere le basi esposte del filamento "modello" e legare a esse i nucleotidi liberi con le basi complementari. Si forma così un nuovo filamento di DNA complementare al DNA che fa da "stampo". La DNA Polimerasi agisce su entrambi i filamenti, ma in quello 5'-3' va all'indietro, dato che la DNA Polimerasi avviene  
solo in direzione 5'-3'; questo filamento è chiamato filamento guida e viene sintetizzato in modo non continuo con dei segmenti chiamati "frammenti di Okazaki".
Infine, grazie all'azione della DNA ligasi, i frammenti di Okazaki vengono uniti tramite un legame covalente e tra i nucleotidi di DNA vicini.

Gli enzimi

Gli enzimi

Gli enzimi sono particolari proteine che hanno la caratteristica di essere catalizzatori biologici.

Gli enzimi aumentano la cinetica di reazioni termodinamicamente possibili e, a differenza dei catalizzatori, sono, chi più chi meno, specifici: possiedono quindi specificità di substrato.
Quando si parla di enzimi non è corretto parlare di reazioni di equilibrio, si parla, invece, di stato stazionario (stato in cui un certo metabolita si forma e si consuma continuamente, mantenendo la sua concentrazione pressoché costante nel tempo). Il prodotto di una reazione catalizzata da un enzima è, solitamente, a sua volta reagente per una reazione successiva, catalizzata da un altro enzima, e così via.
I processi catalizzati da enzimi sono, di solito, costituiti da successioni di reazioni.

Potrebbe interessarti: http://www.my-personaltrainer.it/fisiologia/enzimi.html

A questo punto vi inserisco anche il link di un sito, con il quale potete "divertirvi" con il DNA e la sua struttura. (Qui)

I geni

Il gene è l'unità ereditaria
fondamentale degli organismi viventi.
I geni corrispondono a porzioni di codice genetico localizzate in precise posizioni all’interno della sequenza del DNA e contengono tutte le informazioni necessarie per la produzione di una proteina. Essi sono contenuti ed organizzati all’interno dei cromosomi, presenti in tutte le cellule di un organismo.
Una definizione più concisa di gene, che tenga conto delle varie sfaccettature citate fino ad ora, è stata proposta da Mark Gerstein: un gene è l'unione di sequenze genomiche che codificano per un set coerente di prodotti funzionali  potenzialmente sovrapponibili.

I cromosomi

I cromosomi sono la forma in cui si presenta il DNA all'interno della cellula.

L'uomo possiede 23 coppie di cromosomi in ogni cellula, a formare un totale di 46 cromosomi per cellula. I componenti di ciascuna coppia cromosomica contengono gli stessi geni e ciascun componente della coppia viene chiamato omologo. Un omologo è ereditato da ciascun genitore. L'ultima coppia determina il nostro sesso, a seconda che sia XX (femmine) o XY (maschi).
Il totale dei 46 cromosomi (e quindi l'intero patrimonio genetico di una cellula) viene chiamato genoma. I cromosomi non vagano liberamente nella cellula, ma sono racchiusi in un compartimento specifico: il nucleo.
Il numero totale di cromosomi varia da specie a specie. L'aspetto sorprendente di questa variabilità è che essa, al contrario di quello che potremmo aspettarci, non è legata alla complessità dell'organismo. Per esempio, il moscerino della frutta possiede 8 cromosomi, il topo 40, il cane 78, il gamberetto addirittura 254.

Dentro il DNA: nucleotidi

Dopo aver trattato la storia degli studiosi che studiarono il DNA, è giunto il momento di approfondire la struttura dell'acido desossiribonucleico. Iniziamo dai nucleotidi.
I nucleotidi sono le unità che compongono una molecola di DNA.  Ogni nucleotide è composto da una molecola di acido fosforico, una di desossiribosio (uno zucchero) e una base azotata; le basi azotate sono quattro: adenina (A), timina, (T), guanina (G) e citosina (C). I nucleotidi possono legarsi perchè è possibile formare un legame tra le loro basi azotate. In particolare la guanina può legarsi solo alla citosina e la timina solo alla adenina.

Watson e Crick: cosa fecero?

Furono i famosissimi James Watson e Francis Crick nel 1953 a capire la struttura tridimensionale della molecola e a rendere chiara la relazione T=A e C=G. La famosissima doppia elica è composta da un’impalcatura costituita dall’alternanza di una molecola di zucchero (il desossiribosio) e un gruppo fosfato, mentre le basi azotate sono affacciate verso l’interno dell’elica, la A rivolta verso la T, la G verso la C, unite fra loro da legami idrogeno e formano come delle sorte di gradini. La sequenza di basi su una catena determina la sequenza di basi sulla catena opposta. Per questa ragione i due filamenti si definiscono complementari.
Fatta questa premessa lascio voi scegliere colui che contribuì di più: guardate anche (Qui)

 

(Sostituirò l'immagine con un video che al momento non viene caricato. Scusate il disagio)

Erwin Chargaff

Erwin Chargaff scoprì poi che le molecole di DNA isolate da diversi organismo mostrano composizioni in basi leggermente diverse, il che è compatibile con un ruolo del DNA di tipo genetico.

La seconda principale scoperta di Chargaff fu che la quantità di Adenina era sempre uguale alla quantità di Timina e quella della Citosina sempre uguale a quella della Guanina, indipendentemente dalla composizione del DNA degli organismi. Sebbene questo aspetto dovesse necessariamente derivare da una proprietà intrinseca del DNA Chargaff non arrivò a comprenderne la ragione.

Martha Chase e Alfred Hershey

L'esperimento di Hershey e Chase prova definitivamente che il materiale genetico è contenuto nel DNA e non nelle proteine.
Intorno al 1940 ebbe inizio una serie di esperimenti fondamentali che utilizzavano un tipo di organismi particolarmente adatti per la sperimentazione e destinati a diventare molto importanti nel settore della ricerca; tali organismi erano i virus che aggrediscono i batteri e che per questo sono detti batteriofagi.
I batteriofegi sono chiamati anche fagi.
L'analisi chimica dei batteriofagi rivelò che essi sono costituiti quasi esclusivamente da DNA e proteine.
Per non dilungarmi vi inserisco il link di un video, in spagnolo (Qui), che dovrete affiancare a questa pagina della Zanichelli (Qui)

Phoebus Levene

Phoebus Levene  è stato un biochimico lituano,che studiò a lungo il DNA e scoprì che esso contiene adenina, guanina, timina, citosina, deossiribosio ed un gruppo fosfato.
Oltre a scoprirne i componenti, Levene formulò alcune ipotesi sulla struttura del DNA che si rivelarono corrette. Egli mise in luce la disposizione dei componenti secondo la sequenza ripetuta fosfato-zucchero-base, unità che chiamò per la prima volta nucleotidescheletro del DNA stesso.
, ed ipotizzò che le molecole di DNA non fossero altro che filamenti composti da nucleotidi collegati tra loro attraverso i gruppi fosfato, considerati lo
Le sue idee complessive sulla struttura del DNA non si rivelarono tuttavia corrette: egli infatti riteneva anche che ci fossero solo quattro nucleotidi per molecola e, per tale motivo, escluse che il DNA potesse essere il vettore dell'informazione genetica, perché la riteneva una molecola troppo semplice per tale scopo. In ogni caso, il lavoro di Levene fu fondamentale per delineare la vera struttura del DNA

Storia del DNA: Friedrich Miescher

Iniziamo a parlare degli studiosi che per primi si occuparono del DNA e della sua struttura.
La scoperta della molecola del DNA risale al 1869 grazie alla ricerca di un medico svizzero, Johann Friedrich Miescher.
Lo scopo iniziale della ricerca di Miescher era infatti la caratterizzazione della composizione chimica delle cellule. Per far questo, Miescher scelse come campioni di studio i leucociti o globuli bianchi, le cellule deputate alla risposta immunitaria ed il cui numero aumenta in presenza di infezioni. Miescher isolò i leucociti partendo da una fonte all’epoca molto abbondante: le bende ricche di pus, quindi di leucociti.
Per prima cosa, Miescher mise a punto una procedura per lavare le bende isolando le cellule senza però danneggiarle. Successivi trattamenti gli permisero di isolare i lipidi e le proteine. La caratterizzazione delle proteine, che era uno degli scopi primari della ricerca di Miescher, risultò tuttavia essere un’impresa impossibile date le inadeguate tecniche di indagine e le strumentazioni poco sensibili di allora. Fu però proprio durante una delle fasi di purificazione che Miescher isolò una sostanza dalle proprietà chimiche peculiari. Questa sostanza era acida e conteneva una grande quantità di fosforo, caratteristica mai trovata nelle proteine note a quei tempi. Queste ed altre proprietà convinsero Miescher di aver identificato un nuovo tipo fondamentale di sostanza cellulare. In effetti, egli aveva isolato per la prima volta la molecola del DNA.
Miescher si chiese da dove potesse provenire tale sostanza e ben presto dimostrò che era contenuta nei nuclei, compartimenti cellulari ben visibili al microscopio ma la funzione dei quali era del tutto ignota ai biologi di allora. Per questo motivo a tale molecola fu dato il nome di nucleina. Miescher dimostrò che la nucleina era presente in tutti i tipi cellulari di tutti gli organismi da lui analizzati.
Miescher continuò a lavorare sulla nucleina formulando diverse ipotesi sulla sua funzione. Dimostrò che la quantità di nucleina aumentava quando le cellule andavano incontro a divisione, suggerendo che la nucleina si duplicava anch’essa insieme alle cellule e passava di conseguenza alle cellule figlie. Benchè convinto che la nucleina fosse in qualche modo coinvolta nel processo di fecondazione (essendone gli spermatozoi particolarmente ricchi), Miescher non riteneva che fosse coinvolta anche nella trasmissione dei caratteri acquisiti. Era opinione di Miescher che, poichè la nucleina estratta da cellule di specie diverse mostrava identiche proprietà chimiche, non potesse essere responsabile dell’acquisizione delle caratteristiche specifiche di ogni organismo o specie. 

Il DNA

L'acido desossiribonucleico (DNA) è un acido nucleico che contiene le informazioni genetiche necessarie alla biosintesi di RNA e proteine, molecole indispensabili per lo sviluppo ed il corretto funzionamento della maggior parte degli organismi viventi.
Dal punto di vista chimico, il DNA è costituito dai nucleotidi (deossiribonucleotidi). Tutti i nucleotidi sono costituiti da tre componenti fondamentali: un gruppo fosfato, il deossiribosio  e una base azotata che si lega al deossiribosio. Le basi azotate che possono essere utilizzate nella formazione dei nucleotidi da incorporare nella molecola di DNA sono quattro: adenina, guanina, citosina e timina. Il DNA può essere più correttamente definito come una doppia catena polinucleotidica antiparallela, orientata, complementare, spiralizzata, informazionale.
L'ordine nella disposizione sequenziale dei nucleotidi costituisce l'informazione genetica, la quale è tradotta con il codice genetico negli amminoacidi corrispondenti. La sequenza amminoacidica prodotta forma le proteine.
Negli eucarioti, il DNA si complessa all'interno del nucleo in strutture chiamate cromosomi. Negli altri organismi, privi di nucleo, esso può essere organizzato in cromosomi o meno. All'interno dei cromosomi, le proteine  organizzano il DNA e lo avvolgono in strutture ordinate. Queste strutture guidano l'interazione tra il codice genetico e le proteine responsabili della trascrizione, contribuendo al controllo della trascrizione genica.
Vi aggiungo anche dei link se ciò non vi è molto chiaro... (Qui) (Qui riprende anche mitosi e meiosi)

Mitosi e meiosi

Iniziamo la biologia trattando due argomenti basilari di questa materia: la mitosi e la meiosi. Essi sono i due processi fondamentali della riproduzione di una cellula, che a loro volta risultano essere suddivisi in ulteriori processi. A questo proposito, non per evitare di scrivere, ma perché troppo lungo da spiegare vi inserisco il link di un pdf che spiega questa parte molto bene (Qui) e un video, per coloro che, purtroppo, non vogliono leggere...

Biologia 2

Per introdurre in modo scherzoso questa scienza, vi riporterò di seguito una poesia che direttamente il professore ci ha commissionato. (Spero vi piaccia!!!)

               Nacque un giorno un esserin,             

                         con il volto da bambin                       

                   nato dall'unione di un ovulo                

                    con la cellula di un uomo,                   

e dopo una strenua notte,

trascorsa a suon di botte.

Ma alla fine ne uscì un vincitore

glorioso come un conquistatore.   

Da allora si presentava un lungo processo

da lasciare l'infante un pò perplesso.

Mescolati i cromosomi,

si pensa a dare dei possibili nomi.

Serve attendere nove mesi,

ma per il parto si è già tutti tesi.

Maschio o femmina non importa,

basta solo un pò di forza.

Da adesso mamma e papà lo accudiranno

e di lui un adulto faranno.

A voi lascio il resto,

perchè il mio tempo è andato perso.

La poesia si è conclusa 

e spero di cuore vi sia piaciuta.

Biologia

Inizia finalmente la tanto attesa biologia, la scienza della vita!!!

Approfondimenti: ioni e sali

La parte che richiede maggior approfondimento è la nomenclatura dei sali (QUI) e degli ioni, perciò cercherò di aiutarvi. Partite da dove volete, poichè entrambi sono complessi.

La nomenclatura

Bentornati!!!! Oggi vi spiegherò l'ultimo argomento dell'anno di chimica, e vi anticipo già che sarà assai complesso, dato che stiamo parlando della nomenclatura, un argomento che fa "stizza" a tutti e con il quale i professori si divertono a mettere "3" ai loro affezionati alunni. Prima di inserire i link vi dò qualche accenno sulla nomenclatura:
La nomenclatura chimica è regolamentata dalla IUPAC (International Union for Pure and Applied Chemistry), un'associazione internazionale che periodicamente si riunisce per aggiornare le regole della "sintassi chimica" alla luce delle nuove conoscenze.
Antoine Lavoisier, intorno al 1787, diede per primo una sistemazione alla nomenclatura chimica rendendola simile alla moderna. I suffissi -ico -oso -ato -ito -uro, usati ancora oggi, furono introdotti dal chimico francese. Per gli elementi, Lavoisier propose dei simboli geometrici, poi sostituiti da John Dalton, che all'inizio dell'Ottocento usava segni circolari.
I simboli degli elementi sono costituiti da una, due o tre lettere che derivano dal nome originale, spesso latino dell'elemento chimico.

NOZIONI GENERALI

 NOMENCLATURA COMPOSTI BINARI

NOMENCLATURA COMPOSTI TERNARI

RIPASSO GENERALE;      ESERCIZI

Giochiamo con le molecole

Come vi sarete accorti, l'argomento presentato non presenta argomenti tali da essere capiti al volo, e per aiutarvi ho pensato di inserirvi i link di due siti che l'auterevolissimo Avo Maio ha suggerito. (Qui) (Qui). Divertitevi!!!

I legami

Dopo oltre un mese, abbiamo finalmente concluso quel fatidico capitolo sui legami chimici e sono pronto a svelarvi "tutto" ciò che abbiamo "scoperto". Questo link (Qui) vi mostra un riassunto generale....

Per saperne di più vi inserisco il link di un video in inglese che approfondisce l'argomento (Qui) e di un sito sulla geometria molecolare (Qui).