Virus e batteri e biotecnologie | Appunti di Scienze e tecnologie applicate

LE MUTAZIONI

Proteine Non Senso –> DNA ridondante: la base può essere codificata più volte.

A volte mutazioni sostanziali: come mutazioni di senso (anemia falciforme – emoglobina)

Possono esistere anche altri tipi di mutazioni:

- per delezione: rimozione di nucleotidi o di basi -> otteniamo una proteina diversa perché lettura

sfasata. Possiamo ottenere una proteina neutra o una proteina che fa danni;

- per inserzione: viene aggiunta una base tripletta di stop – non funziona (la proteina si interrompe

ma non fa danni).

Le mutazioni si possono trasmettere. A volte grazie alle mutazioni possiamo ottenere proteine

nuove utili per l’evoluzione, come

DNA ricombinante –> OGM

Mutazioni cromosomi –> sindromi/ anomalie trasmesse

Malattie ereditarie legate al sesso -> daltonismo ed emofilia (coagulazione del sangue).

Durante la duplicazione alcune basi vengono ripetute frequentemente –> mutazioni

Pezzi di cromosoma si staccano e si aggiungono in altri punti –> traslocazione

BATTERI

Batteri: organismi autonomi, materia vivente

Possono sopravvivere da soli o andare ad infettare una cellula (umana, animale o vegetale).

Possono avere diverse forme: bastoncello, virgola, cavatappi (spirale), cocchi (rotondi), ecc.

Batteri: parete cellulare con peptidoglicano (polimero di zucchero e aminoacidi, fortificazione

della membrana) forma delle reti fuori dalla membrana plastica. I gram positivi formano più

di 20 strati, mentre c’è né solo 1 di quelli negativi.

Per muoversi hanno 1 o 2 flagelli ai lati, che sono dei prolungamenti che permettono il

movimento al batterio, oltre alle ciglia (piccole protuberanze).

Fibbie-> per facilitare attacco sulla cellula che devono infettare.

Non possiede nucleo (cellula procariotica) -> il DNA è nel nucleotide. Possiede DNA, ribosoma

(per proteine), no mitocondri per ATP (poca energia). Non per forza in simbiosi.

Possono formare colonie -> isolate o formano catene.

Possono essere non patogeni o patogeni (possono determinare malattie come salmonella o

meningite)

Vivono in simbiosi, come nella flora intestinale (utili per noi, danno la possibilità di avere

incremento vitamine K e alcuni tipi di vitamine B). Esempio e. coli (escherichia coli):

nell’intestino (non patogeno), se esce dall’intestino può causare infezioni.

Possono essere ovunque, nelle mani, bocca, oggetti.

Brodo di cottura: brodo che permette ad un batterio di creare delle colonie nel brodo – > si

mette nel termostato - > Liquido torbido: il batterio ha fatto le colonie.

Si prende e si inserisce in una scatola (l’ha scoperta Petri) si spalma il materiale delle provette,

si mette nel termostato e crea delle colonie.

Si mette in un’altra scatola Petri e di nuovo nel termostato per l’antibiogramma. Nella scatola ci

sono tondini di antibiotici; se intorno all’antibiotico si crea alone trasparente, allora

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LE MUTAZIONI

Proteine Non Senso –> DNA ridondante: la base può essere codificata più volte. A volte mutazioni sostanziali: come mutazioni di senso (anemia falciforme – emoglobina) Possono esistere anche altri tipi di mutazioni:

per delezione: rimozione di nucleotidi o di basi -> otteniamo una proteina diversa perché lettura sfasata. Possiamo ottenere una proteina neutra o una proteina che fa danni;
per inserzione: viene aggiunta una base tripletta di stop – non funziona (la proteina si interrompe ma non fa danni). Le mutazioni si possono trasmettere. A volte grazie alle mutazioni possiamo ottenere proteine nuove utili per l’evoluzione, come DNA ricombinante –> OGM Mutazioni cromosomi –> sindromi/ anomalie trasmesse Malattie ereditarie legate al sesso -> daltonismo ed emofilia (coagulazione del sangue). Durante la duplicazione alcune basi vengono ripetute frequentemente –> mutazioni Pezzi di cromosoma si staccano e si aggiungono in altri punti –> traslocazione BATTERI Batteri: organismi autonomi, materia vivente Possono sopravvivere da soli o andare ad infettare una cellula (umana, animale o vegetale). Possono avere diverse forme: bastoncello, virgola, cavatappi (spirale), cocchi (rotondi) , ecc. Batteri: parete cellulare con peptidoglicano (polimero di zucchero e aminoacidi, fortificazione della membrana) forma delle reti fuori dalla membrana plastica. I gram positivi formano più di 20 strati, mentre c’è né solo 1 di quelli negativi. Per muoversi hanno 1 o 2 flagelli ai lati , che sono dei prolungamenti che permettono il movimento al batterio, oltre alle ciglia (piccole protuberanze). Fibbie-> per facilitare attacco sulla cellula che devono infettare. Non possiede nucleo (cellula procariotica) -> il DNA è nel nucleotide. Possiede DNA, ribosoma (per proteine), no mitocondri per ATP (poca energia). Non per forza in simbiosi. Possono formare colonie -> isolate o formano catene. Possono essere non patogeni o patogeni (possono determinare malattie come salmonella o meningite) Vivono in simbiosi , come nella flora intestinale (utili per noi, danno la possibilità di avere incremento vitamine K e alcuni tipi di vitamine B). Esempio e. coli ( escherichia coli ): nell’intestino (non patogeno), se esce dall’intestino può causare infezioni. Possono essere ovunque, nelle mani, bocca, oggetti. Brodo di cottura: brodo che permette ad un batterio di creare delle colonie nel brodo – > si mette nel termostato - > Liquido torbido: il batterio ha fatto le colonie. Si prende e si inserisce in una scatola (l’ha scoperta Petri ) si spalma il materiale delle provette, si mette nel termostato e crea delle colonie. Si mette in un’altra scatola Petri e di nuovo nel termostato per l’antibiogramma. Nella scatola ci sono tondini di antibiotici; se intorno all’antibiotico si crea alone trasparente, allora

l’antibiotico è quello giusto per combattere il virus (più grande è l’alone, più efficace è l’antibiotico). In laboratorio si usa la tecnica antibiogramma per vedere la differenza tra gram negativi e positivi (mi permette di trovare l’antibiotico giusto) -> si mettono dei batteri sui vetrini, poi in frigo, poi su del metallo, poi si prende brodo originale e lo si mette in diverse provette; in queste vengono aggiunti vari coloranti e poi si fa una decolorazione per togliere i vari colori. Gram positivi: mantengono il colore (per barriera) Gram negativi: non mantengono il colore sono più nocivo (serve antibiotico mirato). Per quelli positivi posso usare anche antibiotici a grande spettro, per quelli negativi posso usare solo gli antibiotici mirati. Spesso con temperature elevate, il loro potere viene distrutto , ma non sempre. Creano spore con tossine batteriche che difendono il batterio dalla temperatura (es. botulino) Elicobatteri pilori: batterio intestino causa ulcera. Il loro metabolismo è autonomo, possono diventare da neutri a patogeni. Possono essere aerobi (in presenza di ossigeno) o anaerobi (in assenza di ossigeno). Esistono anche batteri aerobi facoltativi (vivono sia in presenza sia in assenza di ossigeno). Colonie: stafilococchi: catene. Sono ovunque, nostro apparato digerente, flora batterica: buoni per noi, vivono in simbiosi (mangiamo cellulosa e ci danno vitamina K e vitamina B) - > intestino come un secondo cervello. Si riproducono per mitosi (scissione binario) (uguali alla madre e tra di loro). Plasmide : quasi tutti i batteri contengono anche un DNA circolare ; usato nelle biotecnologie. VIRUS Spesso salti da animali ad altri animali o uomo. Più piccoli dei batteri. Classificati materia vivente perché hanno acido nucleico e alcuni possono evolversi. Chiamati identità Sono parassiti obbligati intracellulari , parassita obbligato, simbiosi obbligatoria per sopravvivere (più piccolo del batterio). Può infettare anche batterio. Gli serve una cellula che lavori per lui, che produca le proteine che servono al virus, non al corpo. Tendono a mutare , soprattutto quelli con RNA negativo: la catena dell’RNA è già pronta per essere tradotta (il transfer traduce questo e non quella della cellula). Ha un solo acido nucleico (o DNA, o RNA). Non possono vivere da soli, sono incompleti -> questo gli serve in modo che qualcuno lavori per loro (no acidi nucleici, no formazione proteine, no metabolismo). Virus: capsula (proteina) che protegge l’acido nucleico, periapside (seconda capsula) lipoproteica (lipidi e proteine) che dà più protezione. Virus con DNA- > coronavirus, influenza, varicella (rimane all’interno anche dopo averlo battuto in stato dormiente, a volte si può risvegliare anche dopo 50 anni con grande stress emotivo e crea herpes zoster labiale, che provoca il fuoco di Sant’Antonio). Citomegalovirus: rimane dormiente, con difese immunitarie basse si può risvegliare e mettere nell’apparato respiratorio.

Batteri: riproduzione asessuata per mitosi. Ci sono dei meccanismi che permettono delle variazioni dei geni all’interno dei batteri. Sono 3:

Trasformazione-> trasformazione delle cellule non virulenti in cellule virulenti (capacità di indurre la patologia). Il virulento rimane anche alle generazioni future. La prima volta con l’esperimento di Griffith (pneumococchi virulenti della polmonite) una volta morta il DNA esce dalla cellula.; quando la cellula di pneumococchi non virulenti (di un altro ceppo) entrano in contatto con il DNA fuori diventano virulenti (il DNA esogeno si lega).
Trasduzione generalizzata (presenza del batteriofago lambda): quando il batteriofago entra nella cellula e crea altri fagi (ciclo litico). Per crearli: primo involucro (capside) e poi il DNA. Quando si fa l’involucro un pezzo del batterio si stacca ed entra nell’involucro, poi arriva il DNA del virus e si uniscono. Quando la cellula scoppia e i virioni escono, portano un pezzetto del DNA batterico unito al DNA del virus. Trasduzione specializzata: nel ciclo lisogeno si forma il profago (virus dormiente nella cellula batterica). Pezzetto di DNA contiguo alla postazione dove si trova il profago, che si inserisce in un punto specifico. Quando si sveglia e poi esce dalla cellula: pezzetto del DNA batterico unito al DNA del virus (si possono trasferire soltanto alcuni geni posizionati nel ribosoma). Permette di trasferire qualsiasi gene batterico.
Coniugazione: alcuni batteri hanno il DNA cromosomico unito al DNA plasmide (circolare, doppia elica). Chi ce l’ha ha un fattore di fertilità F+ (chi non F-). Le cellule che ce l’hanno: cellule batteriche donatrici (maschi). Hanno escrescenze pili-sessuali (solo cellule con determinati geni) che si muovono verso un’altra cellula batterica. Quando sono abbastanza vicini un pilo-sessuale si allunga e lo aggancia (tubo di coniugazione). Il DNA del donatore si affianca gene per gene ai geni omologhi del DNA del ricevente (come crossing over meiosi, trasmette anche altre caratteristiche). Anche la cellula ricevente diventa fertile e può fare la stessa cosa. Esistono diversi tipi di plasmidi : sessuali (F+), per la digestione (metabolici), plasmide R (resistenza agli antibiotici : le cellule batteriche diventano immuni agli antibiotici).

BIOTECNOLOGIE: MANIPOLAZIONE DEL DNA

Clonaggio: produzione di copie di pezzi del DNA. Clonazione : si parte per via sessuata per un ovocita prelevato dalla madre ed enucleato (privato del nucleo). (individuo intero) Trasferimento di un ovocita della cellula madre a cui viene tolto il nucleo. Diabete: glucosio insufficiente, si usa l’insulina -> presa da bovini o suini e ripulito però creava allergie. Con biotecnologie si può prendere l’insulina dal pancreas dell’uomo e poi ripulito (più sano) Il batterio usato nelle biotecnologie è l’escherichia coli (dell’intestino). Provvisto di plasmide: si preleva da una cellula batterica, lo si isola e lo si taglia con gli enzimi di restrizione (forbici). Sono naturalmente all’interno dei batteri. Riconoscono i batteri che entrano, lo cercano e lo tagliano. Riconoscono DNA del batteriofago e rompono in punti precisi il DNA per limitare l’infezione (tagliano qualsiasi DNA estraneo). Tagliano con le forbici. Rompono il plasmide e il gene dell’insulina, che si uniscono e ottengono un DNA ricombinato per avere più DNA. Gli enzimi di restrizione tagliano il DNA esterno in punti ben precisi, generalmente dove trova una sequenza palindroma nelle due eliche del DNA (nel caso del gene dell’insulina lo taglia sempre negli stessi punti, così che il DNA ed insulina si riconoscano e si uniscano). L’enzima di restrizione riconosce una sequenza specifica di basi su entrambi i filamenti e quindi l’enzima si lega ai siti di restrizione (punti tagliati) e taglia. Le forbici tagliano sfalsato. Il DNA del batterio viene rivestito dai gruppi metilici (CH 3 ) in punti ben precisi per proteggerlo dagli enzimi. Una volta che i frammenti di due DNA diversi si saranno uniti grazie all’enzima DNA-ligasi avremo il nuovo DNA ricombinato-> lo inserisco in un altro batterio di escherichia coli (metodo usato per tante altre cose). I nuovi batteria avranno i geni dell’insulina.

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BIOTECNOLOGIE: MANIPOLAZIONE DEL DNA