Concetti Chiave
- La scoperta del materiale genetico iniziò nel 1869, quando Miescher identificò la nucleina nei globuli bianchi, che successivamente si scoprì essere DNA.
- Nel 1928, Griffith dimostrò che una sostanza del ceppo S di pneumococco poteva trasformare i batteri del ceppo R, suggerendo l'esistenza di un "fattore di trasformazione".
- Nel 1944, Oswald Avery identificò il DNA come il fattore di trasformazione, dimostrando che l'attività di trasformazione era persa solo senza DNA, anche se inizialmente non accettato dalla comunità scientifica.
- Lo studio di Hershey e Chase nel 1952 confermò definitivamente che il DNA, e non le proteine, costituisce il materiale genetico, utilizzando marcatori radioattivi per distinguere tra DNA e proteine nei batteriofagi.
- Gli esperimenti dimostrarono che il DNA era essenziale per la riproduzione del batteriofago, poiché il fosforo radioattivo del DNA si trovava nei batteri infetti, mentre lo zolfo delle proteine rimaneva all'esterno.
Indice
Scoperta della nucleina
Le ricerche di Miescher portarono, nel 1869, alla scoperta del materiale ereditario nei nuclei dei globuli bianchi, che venne chiamato nucleina. Il nome diventerà DNA (acido desossiribonucleico) solo quando ne verranno scoperte le proprietà chimiche.
Nel 1900 si scoprì che i cromosomi (materiale ereditario) sono fatti di DNA+proteine.
Ipotesi sul materiale ereditario
Al tempo si pensava che il materiale ereditario dovesse differire in quantità a seconda della specie, avere la capacità di duplicarsi, poter regolare lo sviluppo della cellula.
Per questo i biologi pensavano si trattasse delle proteine, poiché sono biomolecole con diverse strutture e funzioni specifiche, presenti non solo nei cromosomi ma anche nel citoplasma e, in caso di mutazioni genetiche, riportano variazioni.Esperimenti di Griffith
Nel 1928 Friederick Griffith stava cercando un vaccino per il pneumococco, lavorando con il ceppo S (virulento) ed il ceppo R (non virulento). Quando inoculava l’S ucciso dal calore, il topo non riscontrava la polmonite. Al contrario, quando inoculava una miscela di S uccisi e R vivi, il topo si ammalava. Analizzando il sangue, si riscontrava che l’animale fosse stato infettato dal ceppo S, dunque una sostanza del ceppo S aveva trasformato i batteri del ceppo R.
Questo fattore di trasformazione si riscontrava anche con esperimenti fatti con solo estratto cellulare, dunque non pendeva dal corpo ospitante né dall’ambiente. Inoltre apportava cambiamenti ereditari.
Contributo di Oswald Avery
Oswald Avery nel 1944 pubblicò uno studio che dimostrava che il fattore di trasformazione fosse il DNA.
Studiando il fatt. di trasformazione dello pneumococco, distrusse in vari campioni diversi tipi di molecole: lipidi, carboidrati, proteine, acidi nucleici. Riscontrò che l’attività di trasformazione andava perduta solo se mancava il DNA.
Lo studio non fu però accettato dalla comunità scientifica, che riteneva il DNA una molecola troppo semplice per poter costituire il materiale genetico.
Esperimento di Hershey e Chase
Lo studio che accertò definitivamente che il materiale genetico fosse composto da DNA e non proteine, è quello di Hershey e Chase, del 1952.
Studiarono il batteriofago T2 (o fago T2), composto appunto da una molecola di DNA e un rivestimento proteico.
Poiché il fago era capace di riprodursi nel batterio, possedeva materiale genetico.
Infettarono due colonie di batteri, una con dei fagi marcati con 35S (isotopo rafdioattivo dello zolfo, elemento presente solo nelle proteine), l’altra con fagi marcati con 32P (isotopo radioattivo del fosforo, elemento presente solo nel DNA).
Dopo l’infezione, con un frullatore separarono i batteri infetti dalle parti di di virus rimaste fuori, dunque senza materiale genetico. Con una centrifuga, lasciarono sedimentare i batteri (più pesanti=sedimento).
Notarono che il 32P si trovava insieme ai batteri, mentre il 35S non si sedimentava, restando nel fluido insieme alle particelle proteiche virali.
L’esperimento dimostrò dunque che fosse il DNA a costituire il materiale genetico.
Domande da interrogazione
- Qual è stata la scoperta di Miescher nel 1869 riguardo al materiale genetico?
- Cosa dimostrò l'esperimento di Friederick Griffith nel 1928?
- Come Oswald Avery dimostrò che il fattore di trasformazione era il DNA?
- Quale esperimento confermò definitivamente che il DNA è il materiale genetico?
Miescher scoprì il materiale ereditario nei nuclei dei globuli bianchi, chiamato nucleina, che in seguito divenne noto come DNA.
Griffith dimostrò che una sostanza del ceppo S di pneumococco poteva trasformare i batteri del ceppo R, suggerendo l'esistenza di un fattore di trasformazione.
Avery dimostrò che l'attività di trasformazione si perdeva solo in assenza di DNA, indicando che il DNA era il fattore di trasformazione.
L'esperimento di Hershey e Chase nel 1952 confermò che il DNA è il materiale genetico, dimostrando che il DNA, e non le proteine, veniva trasferito ai batteri durante l'infezione da fago T2.
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