I geni e il DNA sono i fondamenti della genetica... Mostra di più
Scienze1,815 visualizzazioni·Aggiornato May 13, 2026·4 pagineI geni e il DNA: Scopri la loro posizione e struttura
martinafinaldi@satvrn.notes
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I Geni Sono Parti di DNA
Il DNA è un polimero di nucleotidi che, insieme all'RNA, forma gli acidi nucleici. La differenza principale tra i due è che il DNA ha una struttura a doppia elica. Nel DNA troviamo 4 tipi di nucleotidi che si distinguono per la loro base azotata: due pirimidine (Citosina e Timina) e due purine (Guanina e Adenina).
Ogni nucleotide contiene un gruppo fosfato con carica negativa, uno zucchero a 5 atomi di carbonio (desossiribosio nel DNA, ribosio nell'RNA) e una base azotata. I filamenti di DNA sono tenuti insieme da legami fosfodiesterici che formano lo scheletro zucchero-fosfato, mentre le basi azotate si legano tra loro in modo complementare (A con T, G con C) attraverso legami idrogeno.
Negli anni '20, Frederick Griffith condusse un esperimento fondamentale con due ceppi batterici: uno innocuo (R) e uno patogeno (S). Scoprì che i batteri innocui potevano trasformarsi in patogeni quando mescolati con batteri patogeni morti, suggerendo l'esistenza di un "fattore di trasformazione".
Curiosità scientifica: Nell'RNA, la timina viene sostituita dall'uracile. Questo avviene perché la timina è più soggetta a mutazioni chimiche, mentre l'uracile è più stabile in questa struttura molecolare.
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La Conferma che il DNA Contiene l'Informazione Genetica
Oswald Theodor Avery approfondì l'esperimento di Griffith dividendo il ceppo S in tre parti e trattandole con diversi enzimi: RNASI (idrolizza l'RNA), PROTASI (idrolizza le proteine) e DNASI (idrolizza il DNA). Dimostrò che il fattore trasformante era il DNA, poiché solo il campione trattato con DNASI non causava la morte.
La conferma definitiva arrivò con l'esperimento di Alfred Hershey e Martha Chase, che studiarono il virus T2 (che infetta il batterio Escherichia coli). Fecero crescere i virus in due culture contenenti isotopi diversi: fosforo-32 (presente nel DNA) e zolfo-35 (presente nelle proteine). Dopo aver fatto infettare i batteri, separarono le componenti con una centrifuga.
I risultati furono chiarissimi: la radioattività del fosforo-32 si trovava all'interno dei batteri, mentre quella dello zolfo-35 rimaneva all'esterno. Questo dimostrava che era il DNA che entrava nella cellula batterica per dirigere la produzione di nuovi virus, non le proteine.
Punto chiave: Questi esperimenti furono rivoluzionari perché fino a quel momento molti scienziati credevano che fossero le proteine, non il DNA, a contenere l'informazione genetica necessaria per la vita.
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Il DNA Ha una Struttura a Doppia Elica
Dopo la scoperta di Hershey e Chase, James Watson e Francis Crick si lanciarono alla scoperta della struttura del DNA. Utilizzando un'immagine cristallografica ottenuta da Rosalind Franklin, compresero che il DNA aveva una struttura a doppia elica con dimensioni specifiche: 2 nanometri di diametro, 2 metri di lunghezza e 3,4 nanometri di distanza tra le basi azotate.
Inizialmente, ipotizzarono che le basi azotate si appaiassero tra loro per similitudine, ma questo modello creava rigonfiamenti incompatibili con i dati osservati. Capirono allora che le basi azotate sono complementari: le purine (A e G) si appaiano sempre con le pirimidine (T e C), formando le coppie A-T e G-C. Questo confermava i dati ottenuti da Erwin Chargaff, che aveva scoperto che la quantità di purine è sempre uguale a quella di pirimidine.
I geni furono ipotizzati per la prima volta da Gregor Mendel con i suoi esperimenti sui piselli. Il termine "gene" fu coniato da Wilhelm Ludvig Johannsen, mentre Thomas Hunt Morgan dimostrò la loro posizione sugli alleli. George Wells Beadle ed Edward Lawrie Tatum stabilirono il principio "un gene, un enzima", poi generalizzato in "un gene, un polipeptide".
Nota importante: Il modello della doppia elica del DNA è spesso paragonato a una scala a chiocciola, dove i montanti sono formati dallo scheletro zucchero-fosfato e i pioli sono i legami idrogeno tra le basi complementari.
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I Geni e la Ricombinazione Cromosomica
I geni sono tratti di DNA informazionale che possono essere classificati come geni regolatori (che controllano l'espressione di altri geni) o geni strutturali (trascritti in RNA). La struttura dei geni varia tra organismi: nei procarioti i geni hanno continuità, mentre negli eucarioti si alternano tra esoni (sequenze codificanti) e introni (sequenze non codificanti).
Il crossing over è il principale meccanismo di ricombinazione cromosomica che avviene durante la meiosi. Questo processo permette a due geni associati di dare origine a quattro genotipi differenti, di cui due sono gameti ricombinanti. Thomas Hunt Morgan studiò questo fenomeno utilizzando la drosofila, incrociando mosche con caratteristiche diverse.
Morgan osservò che la maggior parte della prole manteneva i caratteri parentali, mentre solo circa il 17% presentava caratteri ricombinanti. Questa percentuale, chiamata frequenza di ricombinazione, rappresenta la probabilità che avvenga uno scambio su un cromosoma. Alfred H. Sturtevant capì che più distanti sono i geni sul cromosoma, maggiore è la probabilità che avvenga una ricombinazione.
Applicazione pratica: La mappatura genetica, sviluppata da Sturtevant, è ancora oggi una tecnica fondamentale in genetica per determinare la posizione dei geni sui cromosomi e comprendere meglio le malattie genetiche.
Pensavamo che non l'avreste mai chiesto....
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Annautente iOS
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martinafinaldi@satvrn.notes
I geni e il DNA sono i fondamenti della genetica moderna. Scopriremo come le molecole di DNA contengono l'informazione genetica, quale sia la loro struttura a doppia elica, e come i geni si posizionano e si ricombinano sui cromosomi. Questo... Mostra di più
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I Geni Sono Parti di DNA
Il DNA è un polimero di nucleotidi che, insieme all'RNA, forma gli acidi nucleici. La differenza principale tra i due è che il DNA ha una struttura a doppia elica. Nel DNA troviamo 4 tipi di nucleotidi che si distinguono per la loro base azotata: due pirimidine (Citosina e Timina) e due purine (Guanina e Adenina).
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Negli anni '20, Frederick Griffith condusse un esperimento fondamentale con due ceppi batterici: uno innocuo (R) e uno patogeno (S). Scoprì che i batteri innocui potevano trasformarsi in patogeni quando mescolati con batteri patogeni morti, suggerendo l'esistenza di un "fattore di trasformazione".
Curiosità scientifica: Nell'RNA, la timina viene sostituita dall'uracile. Questo avviene perché la timina è più soggetta a mutazioni chimiche, mentre l'uracile è più stabile in questa struttura molecolare.
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I risultati furono chiarissimi: la radioattività del fosforo-32 si trovava all'interno dei batteri, mentre quella dello zolfo-35 rimaneva all'esterno. Questo dimostrava che era il DNA che entrava nella cellula batterica per dirigere la produzione di nuovi virus, non le proteine.
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Dopo la scoperta di Hershey e Chase, James Watson e Francis Crick si lanciarono alla scoperta della struttura del DNA. Utilizzando un'immagine cristallografica ottenuta da Rosalind Franklin, compresero che il DNA aveva una struttura a doppia elica con dimensioni specifiche: 2 nanometri di diametro, 2 metri di lunghezza e 3,4 nanometri di distanza tra le basi azotate.
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