Gli Esperimenti di Hershey e Chase

Gli esperimenti di Hershey e Chase fornirono ulteriori prove decisive sul ruolo del DNA come materiale genetico. Utilizzarono batteriofagi T2, virus che infettano batteri, composti da DNA e un rivestimento proteico.

Per tracciare il percorso delle componenti virali durante l'infezione, marcarono:

1. Le proteine con zolfo-35 $S35$
2. Il DNA con fosforo-32 $P32$

Dopo l'infezione dei batteri, separarono i componenti mediante centrifugazione:

• Con S35, la radioattività si trovava nel surnatante $fuori dalle cellule batteriche$
• Con P32, la radioattività era nel pellet $dentro le cellule batteriche$

Example: Questo esperimento dimostrò che il DNA virale entrava nelle cellule batteriche durante l'infezione, mentre le proteine rimanevano all'esterno.

Questi risultati confermarono definitivamente che il DNA, non le proteine, era il materiale genetico.

Highlight: Gli esperimenti di Hershey e Chase furono cruciali per stabilire il DNA come portatore dell'informazione genetica nei virus e, per estensione, in tutti gli organismi.

La Struttura del DNA

La struttura del DNA fu scoperta grazie al lavoro di Rosalind Franklin e Maurice Wilkins, che utilizzarono la cristallografia a raggi X per "fotografare" la struttura interna del DNA.

Vocabulary: La cristallografia a raggi X è una tecnica che utilizza la diffrazione dei raggi X attraverso un cristallo per determinare la disposizione degli atomi in una molecola.

Il processo di cristallografia a raggi X coinvolge:

1. Un fascio di raggi X che colpisce il campione di DNA
2. I raggi diffratti che formano un pattern su una pellicola fotografica
3. L'analisi del pattern per dedurre la struttura molecolare

Highlight: Le immagini di diffrazione a raggi X di Franklin furono cruciali per rivelare la struttura a doppia elica del DNA.

Questa tecnica rivelò che il DNA ha una struttura a doppia elica, una scoperta fondamentale che ha aperto la strada alla comprensione moderna della genetica molecolare e dei meccanismi dell'ereditarietà.

Definition: La struttura a doppia elica del DNA consiste in due filamenti complementari avvolti l'uno intorno all'altro, formando una scala a spirale con i gradini composti da coppie di basi azotate.

Duplicazione del DNA

Il processo di duplicazione del DNA viene spiegato in dettaglio, evidenziando il suo ruolo fondamentale nella divisione cellulare e nella trasmissione dell'informazione genetica.

Highlight: La duplicazione semi-conservativa garantisce che ogni cellula figlia riceva una copia identica del DNA parentale.

Definition: La bolla di duplicazione è una regione dove i filamenti di DNA si separano per permettere la sintesi di nuove molecole.

Correzione degli Errori

I meccanismi di correzione degli errori durante la duplicazione del DNA sono fondamentali per mantenere l'integrità dell'informazione genetica.

Example: La correzione di bozze, la riparazione delle anomalie di appaiamento e la riparazione per scissione sono i tre principali meccanismi di correzione.

Vocabulary: DNA polimerasi - L'enzima responsabile della sintesi del nuovo filamento di DNA.

La Trascrizione del DNA

Il processo di trascrizione rappresenta il primo passaggio dell'espressione genica, convertendo l'informazione dal DNA all'RNA.

Definition: La trascrizione è il processo mediante il quale le informazioni del DNA vengono copiate in RNA.

Highlight: Il promotore è una sequenza speciale che regola l'inizio della trascrizione.

Il Linguaggio Della Vita: Basi Molecolari dell'Ereditarietà

La scoperta del materiale ereditario risale al 1869, quando Friedrich Miescher identificò la "nucleina" nei nuclei cellulari. Tuttavia, furono necessari ulteriori esperimenti per dimostrare che il DNA, non le proteine, era il depositario dell'informazione genetica.

Highlight: La scoperta della nucleina da parte di Miescher nel 1869 fu il primo passo verso l'identificazione del DNA come materiale genetico.

L'esperimento di Griffith con lo pneumococco fu fondamentale per questa scoperta. Griffith lavorò con due ceppi di pneumococco:

1. Il ceppo S $liscio$, virulento e in grado di causare polmonite nei topi.
2. Il ceppo R $rugoso$, non virulento.

Griffith osservò che mescolando batteri S uccisi dal calore con batteri R vivi, alcuni batteri R si trasformavano nel ceppo virulento S. Questo fenomeno fu attribuito a un "fattore di trasformazione" contenuto nelle cellule batteriche morte.

Definition: Il fattore di trasformazione di Griffith è una sostanza capace di trasformare geneticamente cellule batteriche vive, trasferendo caratteristiche da cellule morte a cellule vive.

L'esperimento di Avery successivamente dimostrò che il fattore di trasformazione era il DNA. Avery trattò campioni contenenti il fattore di trasformazione con enzimi che distruggevano specifiche molecole:

1. RNasi per distruggere l'RNA
2. Proteasi per distruggere le proteine
3. DNasi per distruggere il DNA

La trasformazione avvenne nelle prime due provette, ma non nella terza dove il DNA era stato distrutto, dimostrando che il DNA era il principio trasformante.

Vocabulary: Il principio trasformante è il portatore di informazioni genetiche, identificato come DNA negli esperimenti di Avery.