Materia:Biologia molecolare

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Biologia molecolare

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Questa materia fa parte dei seguenti corsi:
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Dipartimento: Scienze matematiche, fisiche e naturali

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Presentazione
La materia di biologia molecolare può essere suddivisa in due parti fondamentali.

La prima parte della materia si occupa della struttura e funzione degli acidi nucleici, in particolare ci spiegherà da cosa questi sono formati e come, il percorso storico delle scoperte che hanno portato a determinare la composizione chimica fino ad arrivare al modello tridimensionale. La seconda parte si occuperà delle interazioni che il materiale genetico effettua con l'ambiente circostante e di come questo interpreta gli stimoli.

Panorama storico

Il dogma centrale della biologia molecolare spiega che il DNA è il materiale genetico da cui arte il flusso di informazioni. Per capire come si è arrivati a questa conclusione dobbiamo fare un passo indietro e percorrere le tappe storiche che hanno portato a questo concetto.

1865. Lo studio di G. Mendel si concentrava sulle caratteristiche morfologiche (piselli verdi, lisci, rugosi etc.) dei piselli ed arrivo ad enunciare le due leggi: prima legge di Mendel: esistono alcuni caratteri che segregano in maniera indipendente, cioè si manifestano in termini di fenotipo. Seconda legge di Mendel: esistono caratteri che non segregano in maniera precisa ma si mescolano tra loro.

1869. Miesher mette appunto un approccio biochimico il quale permise di estrarre i nuclei dalle cellule , trattandole con NaOH, dai quali ricavò una sostanza ricca in fosforo e proteine, chiamata con il nome di nucleina.

1899. Altman dalla nucleina di Miesher estrasse una sostanza a cui diede in nome di acido nucleico.

1900. Garrod propone quella che viene definita la teoria cromosomica dell'ereditarietà. Lo studio delle cellule eucariotiche metteva in luce che esistevano delle organizzazioni chiamate cromosomi; lo studio dei cromosomi ha permesso di capire che sono composti da proteine e acido nucleico.

1908. Morgan compie i suoi studi su Drosophila e dimostra che alcuni caratteri fenotipici sono legati al sesso e le mutazioni potevano essere mappate sui cromosomi. Poiché i cromosomi contengono sia proteine che acidi nucleici non era chiaro chi dei due contenesse l'informazione genetica.

Grazie agli studi di Avery viene stabilito inequivocabilmente che sono gli acidi nucleici a possedere l'informazione genetica.

Affinché una macromolecola svolga il ruolo di materiale genetico deve possedere alcune caratteristiche:

1. Deve essere in grado di auto-replicarsi 2. Deve essere in grado di controllare l'espressione di tratti generici 3. Deve poter mutare in maniera stabile, processo evolutivamente utile, cioè deve avere la capacità di essere trasmessa alla prole


Esperimento di Griffith

Il concetto di autoreplicazione è insito negli acidi nucleici in quanto sono basati sulla complementarietà di basi (AT, GC).

Nel 1928 Griffith studiava dei ceppi di Streptococcus pneumoniae. Di questo ceppo ne esistono di due tipi: uno che possiede una superficie liscia e uno che possiede una superficie rugosa, il ceppo con la superficie liscia è il ceppo patogeno (S) mentre il ceppo con la superficie rugosa (R) è non patogeno. Griffith osservò che uccidendo i ceppi patogeni col calore rimaneva un'attività che trasformava i ceppi non patogeni in patogeni. Successivamente si scopri che il ceppo patogeno non viene riconosciuto dal sistema immunitario dell'ospite perché possiede una capsula di rivestimento (polisaccaridica) liscia. Inoculando in un organismo il ceppo S questo muore mentre inoculando il ceppo R questo non muore

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Programma
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Verifiche d'apprendimento

È possibile, e fortemente consigliato, integrare le lezioni e valutare la propria preparazione attraverso queste esercitazioni. È possibile verificare la conoscenza di un argomento specifico o dell'intero programma.

Questa materia al momento non prevede verifiche d'apprendimento.

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Risorse

La Biblioteca del Dipartimento di Scienze matematiche, fisiche e naturali contiene risorse utili per approfondire.