lunedì 28 aprile 2008

DOMANDE COMPITO SECONDO CLASSICO

1. Sintesi del DNA: quando avviene , come avviene , perché avviene (5-7 righe)
2. In cosa consiste e cosa mostrava la diffrazione a raggi X del DNA (3 righe)
3. La metafase della mitosi (5 righe). Perché e quando le cellule si dividono?
4. Discutere i risultati dell’esperimento di Mendel sul diibrido. Cosa sarebbe accaduto se i geni fossero stati associati? (5 righe)
5. Effettuare un incrocio (fino alla F1), usando la simbologia genetica, tra una coppia in cui un membro ha una malattia autosomica dominante ed una coppia in cui un membro ha una malattia legata al sesso recessiva. Quali sono le differenze in termini di frequenza della malattia?
6. Qual è la struttura molecolare della banda di densità intermedia dell’esperimento di Meselson e Stahl?
7. Caratteristiche del codice genetico (5 righe). Perché il codice non potrebbe essere fatto di doppiette anziché di triplette?
8. Struttura e funzione di un plasmide (5 righe)

Scrivere sul foglio protocollo la riposta completata
9. La trascrizione è ………………………… che serve a ………………………avviene nel……………….
10. Il cDNA si può ottenere …………………………………………… e serve a………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
1. Trascrizione e sintesi del DNA sono due processi che hanno similitudini e differenze: indivìduale evidenziando poi il ruolo diverso dei due processi (5-7 righe)
2. Descrizione della struttura a doppia elica del DNA (5-7 righe) e confronto con la struttura proposta da Pauling
3. Mutazioni puntiformi e delezioni : cosa sono e quali conseguenze comportano
4. Effettuare un incrocio (fino alla F1) tra una coppia in cui un membro è affetto da una malattia autosomica recessiva. Che incrocio faresti per determinare se un figlio della suddetta coppia è normale o portatore?
5. Come è stato provato che “il fattore trasformante” di Griffith non è costituito da proteine? Come è stato dimostrato che il fattore trasformante è ereditabile?
6. Come è stato decifrato il codice genetico? Cosavuol dire che il codice è degenerato?
7. Clonaggio di un gene: descrizione dei passaggi necessari.
8. Polimorfismi del DNA e loro utilizzazione (5 righe)

Scrivere sul foglio protocollo la riposta completata
9. La traduzione è ………………………… che serve a ………………………avviene nel……………….
10. I fattori mendeliani risiedono ………………….e si separano quando…………………………………………………………………………………….

DOMANDE COMPITO PRIMO CLASSICO

1. Un atleta assume una tavoletta di GLUCOSIO prima della gara. Descrivere il percorso di questo zucchero all’interno dell’organismo umano definendo anche il suo ruolo nelle cellule (5 righe)
2. L’anidride carbonica a t ambiente è un gas di scarto della respirazione cellulare e deve essere eliminato dalle cellule. Descrivere, con più dettagli possibili, il suo percorso nell’organismo umano. (5 righe)
3. Funzioni della circolazione sanguigna
4. I globuli rossi del sangue: origine, funzione e morte (5 righe)
5. Funzioni degli anticorpi

Scrivere sul foglio protocollo la risposta completata
6. Gli spermatozoi sono ………………… che servono a…………………. Sono diversi dalle cellule somatiche in quanto……………………
7. L’infiammazione è …………………………………. I suoi sintomi sono…………………………………………….
8. Le mestruazioni sono……………………………………… L’ovulazione è……………………………………………….
9. Il pancreas endocrino produce ……………………………….. che servono a …………………………………………..
10. L’assorbimento dei nutrienti consiste in ………………. e avviene nel ……………………………………………..
1. Percorso dei grassi dalla bocca alle cellule. Ruolo dei grassi nell’organismo umano (5-7 righe)
2. Struttura e funzione del sarcomero (5-7 righe)
3. Relazione tra sistema nervoso e cuore (3 righe)
4. Struttura e funzione dello sperma (5 righe)
5. Anatomia dell’osso compatto (5 righe)

Scrivere sul foglio protocollo la risposta completata
6. I fagociti sono …………………….. e servono a …………………….. La loro azione è stimolata da…………………….
7. La placenta è …………………. e serve a……………………… Dopo il parto…………………………….
8. Il sistema linfatico serve a …………………………….. E’ costituito da…………………………………..
9. Il tessuto connettivo è caratterizzato da……………….. Nell’osso è………………………………
10. Nei capillari sanguigni avviene ……………………….

giovedì 24 aprile 2008

«Così creai la fotocopiatrice del Dna»

Il modo migliore per presentare il biochimico americano Kary B. Mullis, che sarà illustre ospite venerdì di Bergamo Scienza, è, credo, il seguente: nel preciso momento in cui avete iniziato a leggere questa frase, in un qualche laboratorio biologico del mondo, un tecnico ha appena iniziato, o ha appena terminato, una reazione di polimerizzazione a catena (in breve, per gli iniziati, Pcr cioè Polymerase Chain Reaction ). E’ un metodo rapido ed efficace, ormai del tutto automatizzato e poco costoso, per ottenere miliardi di copie fedelissime da un qualsiasi frammento di Dna, nell’arco di poche ore. Quel frammento potrebbe, per esempio, essere un gene raro, o una parte di esso, da ricombinarsi poi con qualche altro frammento o gene. Mullis escogitò questo piccolo grande prodigio un venerdì sera del 1983, mentre guidava la sua auto lungo la statale 128 della California, nei boschi tra Berkeley e Mendocino. Già perfezionato e diffuso fin dal 1985, gli valse il Premio Nobel per la chimica nel 1993, diviso con l’inglese (ma poi americanizzato) Michael Smith, inventore di una tecnica volta a produrre mutanti genetici in modo estremamente mirato. La Pcr (che in inglese si pronuncia pisiaar ) è stata così definita dal capo del progetto genoma, Mark Hughes: «La tecnologia biologica più importante degli ultimi cento anni». Sui siti web specializzati, sui manuali di ingegneria genetica, nei buoni salotti californiani e ormai perfino nei libri di testo delle superiori non si lesinano, per la Pcr, aggettivi come «rivoluzionaria», «risolutiva», «di geniale semplicità», «di grande eleganza».

Inizio questa mia intervista con Mullis per il Corriere chiedendogli che effetto fa aver inventato la tecnologia biologica più innovativa degli ultimi cento anni. Sorride: «Non avrei mai immaginato, all’inizio, l’enorme diffusione che questa invenzione avrebbe avuto. Allora io lavoravo alla Cetus (preciso per il lettore che si tratta della prima "corporation" di bio-ingegneria della storia, e probabilmente tuttora la più famosa, situata nei pressi di San Francisco, ndr ) e tentavo di amplificare in modo specifico, senza errori, in laboratorio, delle sequenze naturali di Dna. Cominciai a fare copie di copie di copie. Ma era un disastro, in quanto gli errori di sequenza si moltiplicavano senza controllo. Ed era, inoltre, una procedura noiosissima, basata su cicli di raffreddamento e riscaldamento dei prodotti e dell’enzima specifico che duplica il Dna in natura (aggiungo io qui per chiarezza: la polimerasi del Dna, appunto. Quella che spiega la lettera P della Pcr)».

Qui Mullis si ferma un attimo e sorride di nuovo: «La sorte volle che, all’altro estremo del corridoio dei laboratori Cetus, lavorasse un’eccellente biochimica, Sharon Shoemaker, intenta a studiare le fermentazioni e dedicatasi a convertire masse di residui biologici in alcool. Sharon lavorava con enzimi estratti da batteri che sono detti termofili, perché sopportano temperature assai elevate senza alcun danno biologico. La polimerasi di questi batteri resiste alla temperatura di un bagno molto caldo, mentre, a quella temperatura, il Dna si srotola, si scinde in due eliche distinte e complementari, ciascuna delle quali può darne un’altra e queste darne altre due e così via, appunto, in una reazione a catena».

Mullis non specifica, perché è per lui ovvio, che fu proprio la geniale introduzione di questo enzima, resistente alle alte temperature, a rendere possibile la Pcr. Il cacio che lui aggiunse a questi caldi maccheroni di Dna furono delle sequenze chimiche addizionali, in testa e in coda del gene che interessa, che si riconoscono e si appaiano tra di loro specificamente, un ciclo dopo l’altro. Il resto è storia recente.

domenica 20 aprile 2008

SINDROME DI DOWN

In un numero molto più basso di casi, la trisomia è dovuta ad un processo chiamato traslocazione.
Nella SD dovuta a traslocazione le persone affette hanno apparentemente un numero normale di cromosomi. In realtà possiedono tre copie del cromosoma 21, ma una di queste (o una parte importante ) è fusa ad un altro cromosoma. Il processo di fusione di due cromosomi (o parte di essi) si chiama traslocazione. Le persone affette da Down dovuto a traslocazione nascono in genere da genitori perfettamente normali, di cui uno (generalmente la madre) è portatore della traslocazione. I genitori non hanno nessun sintomo perché possiedono una traslocazione di tipo bilanciato: hanno cioè una copia normale del cromosoma 21 più una copia fusa ad un altro cromosoma, perfettamente funzionante. Hanno quindi una quantità di materiale genetico normale, anche se distribuita in modo anomalo. Questi genitori possono però trasmettere la copia traslocata insieme a quella normale, dando così alla luce figli affetti da trisomia. Anche in questo caso -per ragioni sconosciute- il rischio di trasmettere la traslocazione è più alto per la madre rispetto al padre, ma è indipendente dall'età materna.

mercoledì 16 aprile 2008

SEQUENZE DI DNA

SEQUENZE DI DNA
Ben il 70 per cento del genoma umano (composto da tre miliardi di nucleotidi) non ha apparentemente alcuna funzione, per cui viene comunemente indicato come DNA spazzatura o DNA egoista. Infatti solo il 3 per cento del genoma umano è costituito da DNA codificante (sequenze di DNA che codificano per proteine); includendo regioni non codificanti ma con funzione conosciuta (pseudogeni, introni, etc.) si arriva a circa il 30 per cento. Del rimanente 70 per cento, circa 4/5 sono composti da sequenze uniche o poco rappresentate, mentre 1/5 consiste di DNA con diversi gradi di ripetitività.
Quest’ultimo può essere a sua volta suddiviso in due categorie: unità ripetitive sparse o raggruppate in clusters (DNA satellite).
Come le sequenze ripetute sparse, il DNA satellite può essere localizzato in diverse parti del genoma, ma ha la particolarità che in ogni locus l’unità ripetuta è composta da una serie di duplicazioni in tandem. In genere il numero di tali ripetizioni varia da individuo a individuo, per cui si dice che il locus è polimorfico.
In base alla lunghezza della singola unità ripetuta e all’estensione complessiva della sequenza ripetuta, si distinguono satelliti, minisatelliti e microsatelliti:
Dimensione dell’unità ripetuta Estensione globale della sequenza

DNA satellite Da 5 a centinaia di basi Da 100 kb a diverse Mb

DNA minisatellite (telomerico) TTAGGG nell’uomo 10-15 kb

DNA minisatellite (ipervariabile) a 6 a più di 50 bp Da 100 bp a 20 kb
DNA microsatellite 5 bp 10-100 bp


Kb:kilobasi, Mb: megabasi, bp: paia di basi




 
MICROSATELLITI,
detti anche STR (short tandem repeat), sono ripetizioni di corte sequenze (da 1 a 5 nucleotidi), sparse più o meno casualmente per tutta la lunghezza del genoma. Ad esempio ripetizioni di singoli nucleotidi (per lo più A e T) sono presenti in circa 500,000 loci. La loro funzione biologica è ancora dibattuta e talvolta la loro eccessiva espansione comporta l’insorgenza di malattia (malattie da espansione di triplette, come il morbo di Huntington, la distrofia miotonica, etc.). I microsatelliti sono i migliori marcatori genetici attualmente disponibili, in quanto sono estremamente abbondanti, co-dominanti, altamente polimorfici e sparsi lungo tutta l’eucromatina. Sono usati abbondantemente in MEDICINA LEGALE in quanto sono polimorfismi del DNA molto adatti alle analisi di identificazione e di paternità.

L’attuale possibilità di utilizzare la PCR (polymerase chain reaction) per la loro identificazione li rende particolarmente utili per tutte le analisi di linkage (vedi spiegazione) .


venerdì 11 aprile 2008

I Classico A: Assegno Di Biologia Per Sabato 12 Aprile

23.1 L'Apparato Riproduttivo Maschile

Studiare da pagina 432 a pagina 434.

I Classico A: Assegno Di Biologia Per Venerdì 11 Aprile

Ripasso dell'assegno per Giovedì 10/04/08.

lunedì 7 aprile 2008

I Classico A: Assegno Di Biologia Per Giovedì 10 Aprile

20.6 L'Intestino Tenue
20.7 Il Fegato
20.8 Il Pancreas
20.9 L'Intestino Crasso
Educazione Alla Salute: Gli Alimenti E La Dieta

Studiare da pagina 389 a pagina 396.

I Classico A: Assegno Di Biologia Per Lunedì 07 Aprile

20.1 La Digestione
20.2 La Struttura Dell'Apparato Digerente
20.3 La Cavità Orale
20.4 La Faringe E L'Esofago
20.5 Lo Stomaco

Studiare da pagina 384 a pagina 388.

I Classico A: Assegno Di Biologia Per Sabato 05 Aprile

22.4.3. Terza Fase: La Memoria
22.5 Le Malattie Autoimmuni E Le Allergie
22.6 Vaccini E Sieri
22.7 Le Immunodeficienze: L'AIDS

Studiare da pagina 418 a pagina 427.

I Classico A: Assegno Di Biologia Per Venerdì 04 Aprile

Ripasso Dell'Assegno Per Giovedì 03/04/08

giovedì 3 aprile 2008

1958- Matthew Meselson e Franklin Stahl: l’esperimento della replicazione

Dimostrarono che il DNA replicato si ottiene copiando quello vecchio.
Ogni volta che la cellula si divide si deve formare nuovo DNA- ciascuna cellula figlia deve ricevere una fedele copia del DNA cellulare parentale. Watson e Crick suggerirono che durante la replicazione si separano i due filamenti di DNA e ciascun filamento funge da stampo per la sintesi di un nuovo filamento a lui complementare. Questo meccanismo è chiamato “replicazione semi-conservativa” perché ciascuna delle molecole figlie ha un filamento vecchio ed uno nuovo. Nel 1958 Matthew Meselson e Franklin Stahl pubblicarono i risultati che confermavano questo modello. Il nostro esperimento ha fatto uso di isotopi dell’azoto e della centrifugazione su gradiente di densità. Iniziarono facendo crescere Escherichia coli in una coltura contenente 15N che è un isotopo dell’atomo di azoto. Quando i batteri crescevano e si dividevano, l’azoto 15N veniva incorporato in ciascuna base di DNA (le basi si chiamano per l’appunto “azotate”) A,C,G e T. Prelevarono quindi un campione dai batteri marcati con 15N per analisi successive. Il resto della coltura venne trasferito in un terreno di coltura fresco contenente azoto normale-14N- che è più leggero del suo isotopo 15N. In questo modo era reso disponibile solo azoto normale per le successive costruzioni di nuovo DNA durante le replicazioni batteriche. Venne poi sempre addizionato azoto normale ogni volta che la popolazione batterica raddoppiava. Per controllo prepararono una terza coltura di batteri cresciuta sempre e solo in azoto normale. A questo punto esaminarono la composizione azotata del DNA batterico in ciascuna coltura. Per far questo isolarono il DNA dalle colture batteriche e lo dissolsero in una soluzione fortemente salina. Centrifugarono quindi il DNA ad alta velocità La forza centrifuga spinge verso fondo della provetta le molecole del sale lasciando sempre meno molecole man mano che si va verso la cima della provetta. Quanto maggiore è il numero delle molecole di sale, tanto maggiore è la densità della soluzione. Meselson e Stahl si aspettavano che le molecole composte dal pesante 15N andassero più in fondo nel gradiente di sale rispetto alle più leggere molecole di 14N. E questo fu esattamente quello che videro nelle provette prelevati dalle colture di 15N e 14N. Le provette critiche erano quelle contenenti campioni delle colture prima cresciute in 15N e poi con 14N. Nel campione 2, preso dopo che la popolazione batterica (e le sue molecole di DNA) si era raddoppiata, la banda di DNA che osservarono era esattamente a metà tra le bande del 14N e del 15N. Nel campione 3, prelevato subito dopo, c’erano due bande di DNA. Una coincideva esattamente in altezza con la banda 14N, mentre l’altra era nel punto di mezzo. Questi risultati sono coerenti con il meccanismo predetto di replicazione semiconservativa. Le molecole di DNA pesante erano nel campione 1 dove entrambi i filamenti hanno incorporato il pesante 15N. Vennero trovate molecole leggere di DNA nel campione 4 che conteneva solo 14N perché i batteri erano cresciuti in 14N. Nel campione 2, le molecole di DNA si radunano in una banda di densità intermedia. Quando alla coltura batterica è stato cambiato 15N con 14N, ogni nuova molecola di DNA deve aver usato 14N. I due filamenti con pesante 15N del DNA parentale, si sono separati e hanno agito da stampo per l’incorporazione di 14N nei nuovi filamenti di DNA. Così, tutto il DNA è un ibrido con un filamento pesante ed uno leggero. Il campione 3, sottoposto un ulteriore ciclo di replicazione, contiene due bande separate nella provetta centrifugata. In questo caso, ciascuna molecola ibrida si separa in un filamento leggero ed uno pesante.Il filamento parentale pesante ha fatto da stampo per fare un filamento leggero complementare che porta ad un’altra molecola ibrida. Anche il filamento leggero parentale fa da stampo per incorporare nucleotidi leggeri, ma questa volta si forma una molecola con entrambi i filamenti leggeri. Il DNA a densità intermedia e il DNA tutto leggero si separano come due bande separate nella provetta. Meselson e Stahl non conoscevano i dettagli della replicazione al momento in cui pubblicarono i loro risultati. Ora, era chiaro che le predizioni di Watson e Crick sulla replicazione semiconservativa erano corrette Questo esperimento è stato definito l’esperimento più elegante della biologia molecolare.

1950- Martha Chase e Alfred Hershey: l’esperimento col frullatore,

Mentre Lederberg stava lavorando sulla genetica batterica, un gruppo di ricercatori tra cui Hershey stavano studiando la genetica dei batteriofagi. I batteriofagi, o semplicemente fagi, sono virus che attaccano specificatamente i batteri. Sapevano già che il fago ha una parete proteica esterna e un core interno di DNA. I fagi hanno bisogno dei batteri per riprodursi. Si sapeva, dalla microscopia elettronica, che durante l’infezione un fago attacca un batterio con la coda e si pensava che dopo l’attacco i geni fossero pompati nell’ospite batterico in modo poi da dirigere gli enzimi batterici verso la replicazione di nuove particelle fagiche. Si prepararano a scoprire cosa causava la “trasformazione” del batterio in una fabbrica di fagi. Poteva essere, come suggerivano i lavori di Avery, che il DNA del fago fosse il principio trasformante? Nel 1952 Hershey insieme a Martha Chase testarono questa idea. Dalle prime analisi chimiche sapevano che il DNA contiene un’alta percentuale di fosforo ma non contenevano zolfo, viceversa le proteine contengono atomi di zolfo e non di fosforo. Sapendo questo , usarono fosforo radioattivo (32P) e zolfo radioattivo (35S) per marcare selettivamente il DNA del fago e le proteine. Misero quindi a punto un esperimento per testare quale dei due composti entra nel batterio durante l’infezione.In due esperimenti paralleli , unirono il fago radioattivo, marcato in una provetta con zolfo e in un’altra con fosforo, con il batterio non marcato. Attesero un tempo sufficientemente lungo per l’attacco del fago, e poi interruppero l’attacco mettendo la coltura in un frullatore. Passarono quindi i campioni in una centrifuga per separare il fago dal batterio. Dal momento che i batteri sono più grandi e pesanti dei fagi, si depositano sul fondo della provetta da centrifuga in un deposito detto“pellet”, mentre il fago rimane in sospensione nel supernatante. Nella provetta con zolfo marcato, questo galleggiava nel supernatante fagico e non c’era traccia di zolfo nel pellet. I fagi che si erano formati in seguito all’infezione, e che stavano dentro i batteri, non contenevano zolfo. Quindi le pareti del fago, fatte di proteine, non erano usate dall’interno del batterio per produrre nuovi fagi. Quando osservarono il campione con fosforo marcato trovarono che questo precipitava sempre insieme al pellet con i batteri. I nuovi fagi formati contenevano fosforo marcato. Conclusero quindi che l’interno batterico usava DNA per produrre nuove particelle fagiche. La parete fagica è solo il contenitore che trasporta DNA fagico nel batterio,dedussero quindi che il DNA da solo trasporta tutte le istruzioni necessarie per replicare fagi nei batteri. Il DNA è quindi il materiale genetico

mercoledì 2 aprile 2008

I Classico A: Assegno Di Biologia Per Giovedì 03 Aprile

22.4.2. Seconda Fase: L'Attacco

Studiare da pagina 415 a pagina 417.
Studiare "Approfondimenti" pagina 418.

I Classico A: Assegno Di Biologia Per Lunedì 31 Marzo

22.4 La Risposta Immunitaria Specifica
22.4.1. Prima Fase: Il Riconoscimento

Studiare da pagina 412 a pagina 414.

I Classico A: Assegno Di Biologia Per Sabato 29 Marzo

22.1 Le Difese Dell'Organismo
22.2 Le Barriere Esterne
22.3 Le Difese Non Specifiche

Studiare da pagina 409 a pagina 411.