Anteprima parziale del testo
Scarica Biotecnologie - scienze - 5° superiore e più Appunti in PDF di Scienze e tecnologie applicate solo su Docsity!
BIOTECNOLOGIE Le biotecnologie sono un insieme di tecniche e processi che utilizzano organismi viventi (come batteri, cellule e lieviti) per produrre beni utili all'uomo => sfrutta meccanismi biologici per applii o ri Vai * medicina -> produzione di farmaci, vaccini e terapie geniche * agricoltura -> sviluppo di piante geneticamente modificate resistenti a malattie o condizioni climatiche estreme Vaccino = sostanza in grado di * ambiente -> uso di microrganismi per pulire siti inquinati stimolare il sistema immunitario a * industria alimentare -> fermentazione per produrre yogurt, birra, formaggi produrre anticorpi specifici per * ingegneria tissutale -> per produrre tessuti e organi per i trapianti difendersi da un determinato agente * scienze forensi (criminali) -> grazie alla tecnica del DNA profiling = procedura patogeno, senza indurre la mattia che identifica sequenze caratteristiche del profilo genico di un singolo organismo Come? Grazie agli enzimi di restrizione = riconoscono una specifica sequenza di DNA e tagliano ; . corrispondenza di sequene palindrome Ingegneria genica È una branca della biotecnologia che si occupa della modifica del DNA => grazie alla tecnologia del DNA ricombinante, gli scienziati intervengono sul materiale genetico (i geni) per aggiungere, rimuovere o alterare specifiche segtienze di DNA e trasferirle da un organismo a un altro per produrre organismi geneticamente modificati a scopi pratici. DNA artificiale ottenuto modificando due o più sequenze nucleotidiche. Il prodotto proteico derivato è definito proteina ricombinate . Sibasa su - universalità del codice generico * scoperta degli enzimi in grado di tagliare e unire le molecole di DNA * sviluppo delle tecniche di amplificazione genica . Questa tecnica può essere utilizzata per - curare malattie genetiche * creare organismi geneticamente modificati (OGM) * produrre proteine come l'insulina = prima proteina ricombinante * studiare il funzionamento dei geni -> es CRISPR-Cas9 = tecnologia precisa per “tagliare e incollare” il DNA . Se i geni vengono trasferiti da un organismo all'altro di speci differenti si parla di transgenesi Una tecnica del DNA ricombinante è la clonazione genica batterica = produzione di colonie batteriche costituita da cellule identiche (cloni) contenenti tutti la stessa sequenza di DNA. Consiste nell'inserimento di un vettore (= frammento di DNA come fagi/plasmidi/BCA) in una cellula ospite dove viene riprodotto in più copie. . Vettori = plasmidi batterici 1. Isolamento di un plasmide che servirà da vettore per trasportare il gene V 2. Isolamento del DNA da cui prelevare il gene V 3/4. Taglio del plasmide e del dna con lo stesso enzima 5. Integrazione del frammento di dna del donatore nel plasmide 6. La DNA ligasi chiude l'anello => si formano diversi plasmidi contenenti ciascuno un frammento del DNA donatore, alcuni dei quali con il gene V 7. Trasformazione -> il plasmide con il gene V viene inserito all'interno dei batteri 8. Duplicazioni del batterio => formazione di una colonia di cellule tutti uguali e contenenti una copia del gene V => ciascun batterio è in grado di sintetizzare la proteina V 9. Isolamento dei genitori o delle proteine dal batterio clonato Gi . Vettori = fagi -> i frammenti di DNA del donatore vengono inseriti nelle molecole di DNA del fago. Poi il DNA virale ricombinante viene introdotto in una cellula batterica dove verrà duplicato => produzione di nuove particelle virali . Vettori = BAC (cromosoma batterico artificiale) = grosso plasmide artificiale contenente solo i geni necessari alla duplicazione => vantaggio = il BAC può portare frammenti di DNA eucariote più voluminosi rispetto ai plasmidi o ai fagi => in ogni caso si forma la cosiddetta libreria genomica = insieme di tutti frammenti di DNA genomico di un organismo, inseriti in vettori e clonati in cellule ospiti, di solito batteri » PA del: Vibreria plasmidica ibroria fagica ELETTROFORESI su GEL È una tecnica di laboratorio usata per separare molecole, in particolare DNA, RNA o proteine, in base alla loro dimensione e/o carica elettrica -> le molecole di DNA vengono separate in base alla dimensione nei seguenti passaggi . Preparazione del gel con - agarosio -> per DNA/RNA * poliacrilammide -> per proteine . Il gel viene versato in una piastra e lasciato solidificare ——_> è come una sorta di "setaccio molecolare" che separa le molecole in base alla dimensione, al cui interno, a seconda della concentrazione dei polimeri, si formano delle maglie più o meno strette, attraverso cui vengono forzate a passare le molecole . I campioni vengono mescolati con * colorante -> per vederli * buffer -> per mantenere il pH e la conduzione elettrica a valori adeguati . Caricamento dei campioni nei piccoli pozzetti all'estremità del gel . Applicazione del campo elettrico => il DNA, essendo carico negativamente, migra verso il polo positivo . Le molecole più piccole si muovono più velocemente e più lontano attraverso il gel, mentre quelle più grandi avanzano più lentamente . Visualizzazione => dopo la corsa elettroforetica, il gel viene colorato con un agente come bromuro di etidio (che si lega al DNA e si illumina sotto luce UV) per vedere le bande, che rappresentano frammenti di diverse dimensioni => conclusione = ogni banda sul gel è un gruppo di molecole della stessa dimensione miscela di frammenti — di DNA di diverse dimensioni molecole più lunghe {più lente) molecole più corte (più veloci) elettrico elettroforesi completata CLONAZIONE degli ORGANISMI Differenziamento cellulare = processo attraverso cui una cellula somatica si trasforma in una cellula specializzata, con una forma e una funzione specifica (come una cellula muscolare, nervosa, epiteliale...) => è fondamentale per lo sviluppo degli organismi, perché da una sola cellula (lo zigote) si formano miliardi di cellule diverse, ognuna con compiti precisi Durante questo processo: . La cellula cambia la sua struttura, funzione e comportamento => acquisisce caratteristiche che le permettono di svolgere un ruolo specifico all'interno dell'organismo . Alcuni geni vengono inattivati MA la loro inattività può essere reversibile? Si -> negli anni '50, lo scienziato Frederick Steward scoprì che una singola cellula prelevata da una carota, se messa in un ambiente adatto, può dividersi e diventare una nuova pianta adulta geneticamente identica a quella da cui era stata presa la cellula => è un clone. Questa scoperta ha mostrato che, anche se una cellula è già specializzata, può "annullare" il suo stato differenziato e dare origine a tutti i tipi di cellule di una nuova pianta => il DNA della cellula non cambia => il differenziamento dipende solo da quali geni vengono attivati o disattivati, non da cambiamenti permanenti nel DNA Il fenomeno della rigenerazione (= capacità di rigenerazione da tessuti differenziati) è stato fondamentale per lo sviluppo della Sperone = processo con cui si crea una copia geneticamente identica di un organismo, di una cellula o di un gene ce ne sono diversi tipi * clonazione naturale -> avviene in natura (es: gemelli monozigoti derivano da un unico zigote => hanno lo stesso DNA) * clonazione molecolare -> usata in laboratorio per copiare geni o frammenti di DNA * clonazione terapeutica -> serve per produrre cellule staminali geneticamente uguali a quelle del paziente, per curare malattie senza rischio di rigetto * clonazione riproduttiva -> serve a creare un intero organismo identico a un altro * il nucleo di una cellula uovo viene sostituito con quello viene usata la procedura del trasferimento nucleare => gi una cellula somatica adulta * la cellula ottenuta viene stimolata con apposite sostanze affinché inizia a dividersi * si forma un embrione * l'animale che ne deriva è geneticamente identico al donatore del nucleo => è un suo clone Un esempio famoso è la pecora Dolly = primo mammifero clonato da una cellula adulta (1997) 1. Prelevazione di alcune cellule da una ghiandola della mammaria di una pecora -> viene messa in una piastra di coltura con pochi nutrienti per bloccarne il ciclo cellulare 2. Prelevazione di una cellula uovo da un'altra pecora che viene privata del nucleo 3. Fusione, grazie ad una scossa elettrica, tra la cellula della ghiandola mammaria e la cellula uovo senza nucleo 4. Divisioni cellulari 5. Impianto dell'embrione nell'utero di una terza pecora 6. Nascita dell'agnello (Dolly) = pecora geneticamente identica a quella donatrice del nucleo usato per la crollazione 
