Concetti Chiave
- Nel 1957, Ingram scoprì che l'anemia falciforme è causata da un'emoglobina anomala dovuta alla sostituzione di un amminoacido nella catena β.
- La mutazione missenso altera la struttura terziaria dell'emoglobina, rendendo i globuli rossi rigidi e a forma di falce.
- Ingram evidenziò una connessione tra DNA e proteine, stabilendo che un gene corrisponde a una proteina e non a un enzima.
- Le mutazioni genetiche possono influenzare la produzione di amminoacidi e bloccare specifiche vie metaboliche.
- La scoperta di Ingram ha dimostrato la correlazione diretta tra geni ed enzimi, evidenziando l'importanza delle mutazioni nel funzionamento metabolico.
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 principale dell'anemia falciforme secondo la scoperta di Ingram?
- Che tipo di mutazione è coinvolta nella modifica dell'emoglobina e quali sono le sue conseguenze?
- Qual è la relazione tra DNA e proteine emersa negli anni '60?
L'anemia falciforme è causata da un'emoglobina anomala, risultante dalla sostituzione di un singolo amminoacido (acido glutammico con valina) nella catena β, come dimostrato da Ingram nel 1957.
Si tratta di una mutazione missenso, che altera la struttura terziaria dell'emoglobina, creando una cavità idrofobica che porta all'impilamento delle molecole e alla rigidità dei globuli rossi.
Negli anni '60 si comprese che esiste una corrispondenza tra nucleotidi e amminoacidi, stabilendo una connessione diretta tra geni e proteine, dove la mutazione di un gene può influenzare il funzionamento di un enzima e bloccare una via metabolica.
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