Le istruzioni della vita

1. Le istruzioni della vita …un manuale microscopico… lungo milioni di km!

2. All’interno di ogni cellula di ogni essere vivente, nel nucleo, è custodito un ‘codice segreto’ che guida il funzionamento di tutto l’organismo e di ogni suo particolare.

3. In una cellula umana la lunghezza dei filamenti di DNA è circa 2 metri… Se srotolassimo uno dietro l’altro tutti i filamenti delle cellule dell’organismo raggiungeremmo una lunghezza pari a 100 volte la distanza Terra-Sole!!!

4. I cromosomi, organelli presenti nel nucleo di qualsiasi cellula, appaiono al microscopio – durante la divisione cellulare - simili a bastoncelli strozzati al centro. Questi bastoncini non sono altro che lunghe molecole di una particolare sostanza: l’acido desossiribonucleico o DNA

5. La molecola del DNA, scoperta nel 1953, è formata da due lunghi filamenti uniti fra loro e avvolti a spirale l’uno sull’altro in modo da formare una doppia elica • La struttura del DNA assomiglia ad una scala a pioli avvolta su se stessa: • i montanti sono rappresentanti da molecole di fosfato e zucchero desossiribosio • i pioli sono costituiti da coppie di basi azotate.

6. Le basi azotate sono quattrocitosina timina adenina guanina Esse formano fra loro legami ben definiti: l’adenina può legarsi solo alla timina la guanina può legarsi solo alla citosina.

7. Le due catene parallele che formanoil DNA sono quindi complementari. Le informazioni genetiche sono contenute nel DNA sotto forma di sequenze delle basi: questo messaggio “scritto” con le sole quattro “lettere” A,G,C,T che si susseguono secondo numerosissime combinazioni, codifica le caratteristiche di ciascuna specie.

8. Il DNA trasmette le caratteristiche genetiche perché, durante la divisione cellulare, si autoduplica, cioè da una doppia elica se ne formano due esattamente identiche a quella di partenza (salvo errori, detti mutazioni).Ciò accade perché la doppia elica del DNA si apre come una cerniera e ciascuna delle due catene parallele funziona da “stampo” per formare la catena complementare. Il processo di duplicazione del DNAfa sì che le informazioni contenute in una cellula vengano trasmesse alle cellule figlie. http://www.stolaf.edu/people/giannini/flashanimat/molgenetics/dna-rna2.swf Alberto leggi pag. 211 e 212

9. Cos’è un cromosoma? Cos’è un cromatidio? Cosa sono gli autosomi e i cromosomi sessuali? Quali cromosomi individuano il sesso maschile? E quello femminile? Che cos’è un gene?

10. L’informazione contenuta in un gene a cosa corrisponde? Il “messaggio” contenuto nel DNA, detto codice genetico, consente la sintesi delle proteine che determinano la struttura della cellula e le sue attività

11. Geni e codice genetico Le proteine sono delle macromolecole formate ciascuna da molecole più piccole, gli amminoacidi. Fra gli amminoacidi esistenti in natura solo 20 entrano a far parte delle proteine del nostro organismo. La straordinaria varietà delle proteine dipende • dal numero • dal tipo • dall’ordine con cui gli amminoacidi si dispongono nelle diverse sequenze che formano le proteine M.Grazia leggi pag. 214

12. Cosa sono le proteine strutturali? Cosa sono le proteine enzimatiche? Quali sono i livelli di struttura di una proteina? Qual è la struttura fondamentale? Perché? Descrivi questa sequenza: Gene proteina carattere

13. Se a un gene corrisponde una proteina ora rimane da stabilire come avviene questa traduzione Per capirlo dobbiamo sapere che Esiste un altro tipo di acido nucleico RNA RNA ribosomiale RNA di trasporto RNA messaggero Nicola leggi pag. 213

14. Che differenza c’è tra DNA e RNA? A che serve l’RNA messaggero? A che serve l’RNA di trasporto? Che cos’è l’RNA ribosomiale?

15. COME FUNZIONA IL CODICE GENETICO? Da una sequenza di nucleotidi o meglio di basi azotate …….AATCGGAAT…….. dobbiamo passare ad una sequenza di amminoacidi ………………Arginina – Lisina – Glicina – Alanina………. Ricordando che gli amminoacidi sono 20 e le basi azotate 4 Facciamo ipotesi: 1 base azotata non può corrispondere ad un amminoacido perché…………………………….. 4 < 20 2 basi azotate non possono corrispondere ad un amminoacido perché…………………………………4 x 4 = 16 combinazioni < 20 3 basi azotate………………………sì perché…………………………………….16 x 4 = 64 combinazioni > 20

16. Quindi ad ogni tripletta (3 basi azotate) corrisponde un amminoacido Ma ad un amminoacido possono corrispondere più triplette Ad alcune triplette corrispondono non amminoacidi ma segnali di STOP O INIZIO Il codice geneticoè universale cioè funziona a triplette e con le stesse corrispondenze in tutti gli esseri viventi

17. Questa tabella riporta i 20 amminoacidi ordinari ed i codoni che li codificano

18. Questi sono i nomi dei 20 diversi amminoacidi

19. Ogni gruppo di tre basi azotate disposte in un dato ordine è detto tripletta e rappresenta un amminoacido ben definito. • Un certo numero di triplette, comprese fra una iniziale ed una finale, corrispondono ad una sequenza di amminoacidi e quindi ad una proteina ben precisa. • La parte di DNA formata dalle triplette che codificano una specifica proteina è detta gene, da cui deriva il nome dato a questo sofisticato codice: codice genetico. • Ogni gene è quindi un segmento di cromosoma che codifica un determinato carattere • L’insieme di tutti i geni costituisce il patrimonio genetico, o genoma, di un individuo

20. caratteristiche proteine genivisibili Ora è chiaro perché non siamo tutti uguali: attraverso i nostri geni - ereditati dai nostri genitori – si formano delle proteine. Queste proteine costruiscono il nostro corpo e fanno sì che funzioni. Si può dire che, attraverso le proteine, i geni diventano ‘caratteristiche visibili’ come il colore degli occhi, dei capelli e della pelle.

21. Cosa significano i termini replicazione, trascrizione e traduzione? Si tratta dei termini tecnici per i processi cellulari che vengono spiegati nell'ABC dei geni. • La replicazione è la duplicazione del DNA. Tale duplicazione è necessaria nella divisione cellulare per fare in modo che le nuove cellule figlie dispongano delle stesse informazioni genetiche della cellula madre che si sta dividendo. • La trascrizione è il processo attraverso il quale nel nucleo cellulare si crea una copia del gene e si forma l’RNAm (RNA messaggero).

22. La traduzioneè invece il processo attraverso il quale, nei ribosomi presenti nel citoplasma, si producono delle catene di amminoacidi in base a ciò che è stato trascritto nell’RNA messaggero. Queste catene si chiamano anche proteine

24. Si può dire: la lingua delle copie dei geni (lettere) viene tradotta nella lingua delle proteine (amminoacidi).

25. Traduci questo messaggio GAT CGT AGC ATG CTG CTC AAA ATT DNA RNAm CUA GCA UCG UAC GAC GAG UUU UAA Leu Ala Ser Tyr Asp Glu Phe stop Proteina

26. La traduzione, la traslazione e la trascrizione sono processi determinanti che avvengono in ogni cellula. Essi permettono la divisione cellulare e quindi anche la moltiplicazione delle cellule. Senza questi processi non ci sarebbe più vita sul nostro pianeta. Dall'ovulo fecondato non potrebbe più nascere un bambino, da un seme non si svilupperebbe più una pianta, la pelle non guarirebbe più dopo una ferita e i nostri capelli non crescerebbero più.

27. Qual'è la differenza fra fenotipo e genotipo? Come gli esseri umani, la maggior parte degli organismi hanno almeno due copie dello stesso gene Prendiamo ad esempio i geni responsabili del colore degli occhi. Una persona ha sia un gene per gli occhi castani che un gene per quelli azzurri. Il genotipo è in questo caso "azzurro/castano". Queste persone hanno di solito un solo colore di occhi, probabilmente castano, ciò significa che il fenotipo (o carattere apparente) è quello degli "occhi castani". Anche il genotipo "castano/castano" conduce allo stesso fenotipo degli "occhi castani". L'esempio dimostra che diversi genotipi possono condurre allo stesso fenotipo. Ciò è dovuto anche al fatto che esistono geni forti (dominanti) e deboli (recessivi). I geni responsabili del colore degli occhi azzurri sono per così dire più deboli di quelli degli occhi castani. Per ottenere un fenotipo "occhi azzurri" è necessario un genotipo "azzurro/azzurro". Per questo talvolta accade che un bambino abbia gli occhi azzurri anche se i suoi genitori hanno entrambi gli occhi castani.