dna

TIPI DI CEPPI:

Il ceppo S (smooth, in inglese «liscio») era costituito da cellule che producevano colonie a superficie liscia. Essendo ricoperte da una capsula polisaccaridica, queste cellule erano protette dagli attacchi del sistema immunitario dell’ospite. Se iniettate in topi di laboratorio, esse si riproducevano e provocavano la polmonite (il ceppo quindi era virulento).

Il ceppo R (rough, in inglese «ruvido») era costituito da cellule che producevano colonie con superficie irregolare. Queste cellule erano prive di una capsula protettiva e non erano virulente.

• Gli esperimenti di Griffith dimostrarono che una sostanza presente nel ceppo S virulento poteva trasformare i batteri non virulenti del ceppo R in una forma letale; ciò accadeva anche quando i batteri del ceppo S erano stati uccisi con il calore.

ESITO

L’esito fu sempre lo stesso: se si distruggeva il DNA del campione, l’attività di trasformazione andava persa, ma ciò non avveniva quando si distruggevano le proteine, i carboidrati o i lipidi (▶figura 2). Come tappa finale Avery isolò del DNA praticamente puro da un campione che conteneva il fattore di trasformazione dello pneumococco e dimostrò che esso provocava la trasformazione batterica. Oggi sappiamo che durante la trasformazione avviene il trasferimento del gene preposto all’enzima che catalizza la sintesi della capsula polisaccaridica dello pneumococco.

Il lavoro di Avery e del suo gruppo ha rappresentato una pietra miliare nel percorso per stabilire che il materiale genetico delle cellule batteriche è il DNA. Tuttavia, quando fu pubblicato nel 1944 non fu accolto come meritava, e questo per due ragioni. La prima è che molti scienziati pensavano che il DNA fosse chimicamente troppo semplice per essere il materiale genetico, specialmente se confrontato con la complessità chimica delle proteine. La seconda, e forse più importante, ragione è che la genetica batterica costituiva un campo di studio nuovo: ancora non si era neppure del tutto certi che i batteri possedessero geni.

1953:WATSON e CRICK

1953

Watson e Crick si sforzarono di mettere insieme in un unico modello coerente tutto ciò che fino a quel momento era stato appurato circa la struttura del DNA. Possiamo riassumere così le informazioni di cui disponevano i due ricercatori:

I risultati della cristallografia (vedi ▶figura 5) mostravano che la molecola di DNA era a forma di elica (una spirale a sviluppo cilindrico).

I precedenti tentativi di costruire un modello in accordo con i dati fisici e chimici suggerivano che nella molecola ci fossero due catene polinucleotidiche affiancate che correvano in direzioni opposte, cioè erano antiparallele (▶figura 7B).

I risultati di Chargaff suggerivano che le basi azotate fossero legate tra loro in modo ben preciso.

1958:MESELSON e STAHL

1958

L'esperimento di Matthew Meselson e Franklin Stahl del 1958 è stato fondamentale per determinare il meccanismo semiconservativo di replicazione del DNA.

All'epoca era già noto ed accettato il modello a doppia elica del DNA proposto da James Watson e Francis Crick. Questo modello prevedeva che le due eliche di DNA si appaiassero tra loro a formare una doppia elica mediante interazioni deboli (legami ad idrogeno, repulsione elettrostatica dei gruppi fosfato, interazione idrofobica delle basi azotate). Prevedeva inoltre che le due eliche interagissero a livello delle basi azotate, ed in particolare erano possibili solo gli appaiamenti complementari Adenina -- Timina e Citosina -- Guanina.

Watson e Crick proposero (in realtà in modo velato e senza portare alcuna dimostrazione) che, dato che gli appaiamenti possibili erano esclusivamente quelli appena citati, ognuna delle due eliche contenesse l'informazione necessaria a costruire l'elica complementare. Questo suggeriva un sistema semplice ed efficiente per replicare il materiale genetico: nel momento della replicazione le due eliche si sarebbero dovute separare ed ognuna di queste sarebbe servita da stampo per l'elica complementare.

In tal senso si parla di replicazione semiconservativa dal momento che nelle nuove doppie eliche uno dei due filamenti era presente nella doppia elica originale, l'altro è di nuova sintesi.