Appunti 2 lezione Genetica e microbiologia c.i.

aveva la trasformazione.

Si comprese che la molecola la cui natura chimica controllava la trasmissione dei caratteri era il

DNA.

Harsey e Chase confutarono tutte le teorie a sfavore del DNA, attraverso un esperimento che

prevedeva l’uso dei batteriofagi T2, dei virus che infettano i batteri, e che avevano una

caratteristica ben precisa : nel momento in cui infettano, i virus, composti da un involucro proteico

e da DNA o RNA all’interno, rimangono all’esterno della cellula. Ciò significa che, se veniva

identificata la molecola che iniettavano all’interno del batterio per riprodursi, era possibile

dimostrare cosa fosse in grado di trasmettere i caratteri. Ciò

che fecero, per marcare e seguire l’infezione batterica, era far crescere fagi in coltura con isotopi

radioattivi : una coltura con S35, in grado di marcare le proteine (per la presenza dei ponti zolfo) e

una coltura con P32, in grado di marcare il DNA (per l’impalcatura zucchero fosfato).

A questo punto, fecero infettare i batteri : una volta avvenuta l’infezione, riuscirono, per

centrifugazione, ad identificare cosa era entrato all’interno dei batteri (e quindi responsabile della

trasmissione dei caratteri). Questo era il DNA, che si ritrovava insieme al lisato batterico, mentre le

proteine precipitavano nel fondo (per cui il capside proteico rimaneva esternamente e solo il DNA

fagico entrava nella cellula).

Questo esperimento confutò definitivamente qualsiasi ipotesi contraria all’attribuzione del

materiale genetico al DNA.

Successivamente fu condotto un esperimento, da Conrat e Singer, sul virus del mosaico del

tabacco, per dimostrare che alcuni virus sono in grado di infettare anche senza il DNA, in quanto

questo virus ha un core a RNA circondato da un capside proteico costituito da sub unità che lo

proteggono. Esistono diversi ceppi del virus in grado di provocare la malattia nel tabacco : uno che

crea spot viola, e uno che crea spot blu.

Tramite tecniche di stripping con sali , crearono delle chimere, ovvero dei virus che avevano RNA

che codificava per spot blu ma il capside del virus viola e viceversa, dimostrando, a seguito

dell’infezione che il colore derivava dall'RNA.

Qual è la struttura del DNA?

DNA e RNA sono fatti da zuccheri pentosi :

Si sapeva inoltre che gli zuccheri erano legati a delle basi azotate, divise in purine e pirimidine :

Si scoprì presto la struttura dei nucleotidi :

Si sapeva quindi, la struttura dei nucleotidi, ma la struttura del DNA fu risolta nel 1953 da Watson

& Crick, con l’aiuto di Chargaff, Wilkins, Franlkin.

Erwin Chargaff determinò i rapporti quantitativi delle basi, in vari organismi : Notò che il

contenuto percentuale relativo era costante : tante A quante T e tante C quante G. A livello

statistico significa che queste si appaiano sempre in questo ordine all’interno della molecola : la A

con la T e la C con la G.

Rosalind Franklin riuscì a cristallizzare il DNA e ne ottenne il profilo di diffrazione, sul modello di

Perutz che anni prima aveva cristallizzato la mioglobina da sangue bovino. In questo modo, si riuscì

a determinare i parametri che aiutarono Watson e Crick ad identificare la struttura tridimensionale

del DNA, attraverso la precisa disposizione degli atomi nella struttura. Si identificarono diverse

forme del DNA : Le prime due catene sono

destrorse, al contrario del Z DNA che è sinistrorso. L’impalcatura zucchero fosfato è esterna e

hanno carica netta negativa, le basi sono disposte all’interno e sono cariche positivamente; Il DNA

A è più tozzo rispetto al DNA B, e si manifesta quando il DNA è disidratato.

Organizzazione del DNA nei Virus

Organizzazione del DNA nei Batteri

Superavvolgimenti: la doppia elica si avvolge intorno al proprio asse

DNA rilassato e super avvolto allo stesso ingrandimento.

Per risolvere i problemi dei super avvolgimenti esistono degli enzimi, le topoisomerasi che

avvolgono e svolgono le molecole di DNA in tutti gli organismi Il

I super avvolgimenti risolvono il problema del contenimento del DNA nel nucleoide nei batteri,

rendendo il processo simile agli eucarioti.

Ulteriori superavvolgimenti conferiscono al cromosoma batterico una struttura ad anse.

Organizzazione del DNA negli Eucarioti

Contenuto DNA Aploide (Valore-C)

Il DNA eucariotico è celato nella cromatina: il complesso del DNA e delle proteine che

costituiscono il cromosoma La cromatina è costituita da proteine istoniche (proteine

basiche che servono per il compattamento del DNA) a formare un ottamero (2 copie di istoni H2A,

H2B, H3 e H4) nel quale il DNA si avvolge in due spire, e gli ottameri si avvicinano con l’azione

dell’istone H1.

vi sono anche le proteine non istoniche, acide, diverse nei tessuti di un organismo (fattori di

trascrizione, topoisomerasi ecc).

La cromatina si distingue in eterocromatina (compatta, trascrizionalmente inattiva) e eucromatina

(distesa e accessibile ai fattori di trascrizione).

distesa

impacchettata

Le proteine non-istoniche legano la fibra di 30 nm formando dei domini ad ansa