Concetti Chiave
- Nel 1957, Ingram scoprì che l'anemia falciforme è causata da un'emoglobina anomala nei globuli rossi.
- La differenza tra emoglobina normale e anomala è la sostituzione di un singolo amminoacido nella catena β.
- La mutazione missenso altera la struttura terziaria dell'emoglobina, rendendo i globuli rossi rigidi.
- Ingram evidenziò la connessione tra DNA e proteine, passando dal concetto gene-enzima a gene-proteina.
- Esperimenti mostrarono una correlazione diretta tra gene ed enzima, influenzando le vie metaboliche.
Scoperta dell'anemia falciforme
Nel 1957 Ingram dimostrò che una condizione clinica ereditaria, l’anemia falciforme, era imputabile a emoglobina anomale nei globuli rossi. L’emoglobina anomala differisce da quella normale per la sostituzione di un singolo amminoacido (acido glutammico in quella normale e valina nell’anomala) in posizione 6 della catena β.
Mutazione missenso e struttura terziaria
Si è perciò verificata una mutazione missenso, ossia una mutazione che comporta lo scambio di una base. Tale mutazione modifica la struttura terziaria dell’emoglobina: presenta ora una cavità in corrispondenza di una regione idrofobica che permette l’impilamento delle molecole di emoglobina, le quali divengono rigide e piegano il globulo rosso.
Connessione tra DNA e proteine
Ingram comprese così che vi è una connessione tra il DNA e le proteine, difatti se negli anni ’50 si riteneva che a un gene corrispondesse un enzima, negli anni ’60 si credeva che un gene corrispondesse a una proteina. Esiste quindi una corrispondenza tra nucleotidi e amminoacidi.
Corrispondenza tra nucleotidi e amminoacidi
Compresero che era questa la via metabolica perché vi erano mutanti che crescevano solamente in presenza di ornitina, citrullina e arginina, altri solamente con citrullina e arginina (ciò implica che il primo enzima agisce sull’ornitina), altri ancora solamente con arginina (ciò implica che citrullina viene convertita in arginina): nei primi mutanti non viene prodotta l’ornitina, nei secondi la citrullina e nei terzi l’arginina. Vi è perciò una correlazione diretta tra gene ed enzima, ciò è testimoniato dal fatto che se si muta un gene, non funziona un enzima e quindi si blocca una via metabolica.
Domande da interrogazione
- Qual è la causa genetica dell'anemia falciforme secondo la scoperta di Ingram?
- Qual è la connessione tra DNA e proteine emersa dagli studi di Ingram?
Ingram ha dimostrato che l'anemia falciforme è causata da una mutazione missenso che comporta la sostituzione di un singolo amminoacido nella catena β dell'emoglobina, dove l'acido glutammico viene sostituito dalla valina.
Ingram ha compreso che esiste una corrispondenza tra nucleotidi e amminoacidi, dimostrando che un gene corrisponde a una proteina, e che mutazioni genetiche possono influenzare la funzionalità degli enzimi e bloccare vie metaboliche.
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