Le biotecnologie e il cromosoma: struttura e funzione del DNA

Le biotecnologie: definizioni e applicazioni

LE BIOTECNOLOGIE Tra le prime definizioni ufficiali di "biotecnologia" ricordiamo quella dell'European Federation of Biotecnnology (EFB) nel 1982, la quale fa riferimento all'uso integrato di microbiologia, biochimica, genetica e ingegneria chimica, "allo scopo di ottenere applicazioni di microrganismi e di altri sistemi cellulari per la produzione di composti di vario interesse o per terapie cliniche". CIH,NO, OH HO 63 HO HINCH C.H.gNO,LE BIOTECNOLOGIE Una più moderna definizione è la seguente «Le biotecnologie sono tutte quelle tecnologie che usano organismi viventi, o parti di essi, allo scopo di produrre quantità commerciali di prodotti utili all'uomo, di migliorare piante o sviluppare microrganismi utili per usi specifici».

Applicazioni delle biotecnologie

LE BIOTECNOLOGIE Applicando queste tecniche è possibile costruire "fabbriche biologiche" che possono produrre, a basso costo e su larga scala, sostanze di interesse Ambiente e Bio-polimeri Farmaci e vaccini Alimenti Agricoltura e zootecnia Cosmetici Tessuti

Biotecnologia: scienza interdisciplinare

LE BIOTECNOLOGIE Molti aspetti della biotecnologia sono scaturiti dall'interazione fra discipline biologiche e discipline ingegneristiche che col tempo hanno portato allo sviluppo di una scienza interdisciplinare. Essendo una scienza interdisciplinare, la biotecnologia può attingere da diversi campi di ricerca ... Genetica Microbiologia Biochimica/ Chimica Elettronica _Biotecnologia- Scienze della alimentazione Ingegneria biochimica Ingegneria delle tecnologie alimentari Ingegneria chimica Ingegneria meccanica

Biotecnologie tradizionali e innovative

BIOTECNOLOGIE TRADIZIONALI ED INNOVATIVE Le conquiste della biologia nell'ambito delle ricerche sul DNA e i successi dell'ingegneria genetica inducono a distinguere tra biotecnologie tradizionali (o convenzionali) e biotecnologie innovative (o avanzate). La distinzione, più che in relazione alla logica passato/presente, è legata fatto che le biotecnologie tradizionali vertono principalmente sulle scoperte, mentre le biotecnologie innovative riguardano invenzioni, creazioni di strumenti e di oggetti precedentemente non esistenti.

Biotecnologie tradizionali: esempi e storia

BIOTECNOLOGIE TRADIZIONALI Le biotecnologie tradizionali includono tutte quelle tecnologie produttive utilizzate da millenni e si riferiscono, in particolare, all'utilizzo di organismi viventi quali batteri e lieviti. Sono esempi di biotecnologie tradizionali il latte trasformato in formaggio e il succo d'uva trasformato in vino, per citarne alcuni. Ma il loro uso risale a quando non si aveva alcuna cognizione né della biologia, né tanto meno della biotecnologia. Altri esempi di biotecnologie tradizionali sono la produzione delle prime bibite alcoliche nel 6000 a.C., la produzione del pane e della birra nel 4000 a.C. e la produzione di formaggio e yogurt nel 3000 a.C. E la lista continua. Occorrerà giungere alla metà dell'Ottocento, quando il chimico e biologo francese Louis Pasteur comprese la causa delle fermentazioni, individuando i batteri e i lieviti responsabili di alcuni processi nella trasformazione di sostanze alimentari, per arrivare alla produzione metodologica standardizzata di birra, vino, aceto.

Biotecnologie avanzate: aree di applicazione

BIOTECNOLOGIE Le biotecnologie avanzate, hvede, poggiana sulle moderne scoperte dell'ingegneria genetica e della biologia molecolare. Il loro vastissimo ventaglio di applicazioni è riconducibile, secondo l'OCSE - Organizzazione per la Cooperazione e lo Sviluppo Economico, a quattro macro aree:

• farmacologia, medicina e diagnostica
• agricoltura, veterinaria e zootecnia
• bioindustria
• ambiente

Nascita delle biotecnologie innovative e il ruolo di Griffith

BIOTECNOLOGIE Le biotecnologie innoladite Salg AAolaliv rietà del secolo scorso quando, nel 1928, il medico britannico Frederick Griffith, sperimentando un vaccino contro lo streptococco responsabile della polmonite, osservò che questi microrganismi sono in grado di acquisire e mantenere "materiale ereditario" derivante da altri batteri e di trasformarsi. Da quel momento, in tutto il mondo i ricercatori si impegnarono a identificare cosa ci fosse alla base di quel misterioso "fattore trasformante" (pensando, erroneamente che tale fattore fosse di natura proteica). Griffith è considerato il padre dell'ingegneria genetica: scienziato di grande intuizione, in quegli anni non poteva sapere che quel materiale ereditario era, in realtà, costituito dal DNA. La scoperta vera e propria avvenne nel 1944, da quel momento si capì definitivamente che il Dna è la molecola che trasmette l'informazione genetica da un organismo all'altro; ma solo nel 1953 fu scoperta la struttura del DNA e il suo meccanismo di replicazione. La nascita dell'ingegneria genetica segnerà una distanza netta tra le biotecnologie tradizionali e quelle innovative. Frederick Griffith

Applicazioni delle biotecnologie innovative

BIOTECNOLOGIE Di seguito vediamo dINNONATIVE applicazione delle biotecnologie innovative.

Biotecnologie mediche (farmaceutiche e veterinarie)

Questo settore è impegnato nella scoperta, estrazione e fabbricazione di principi attivi, nella produzione di vaccini e nello sviluppo di nuove tecniche di analisi e diagnosi delle malattie e delle relative terapie geniche e cellulari. Sono sue sottobranche le "biotecnologie molecolari" e le "biotecnologie cellulari".

Biotecnologie agrarie

ambito che studia come modificare la struttura genetica delle specie animali e vegetali e creare organismi geneticamente modificati (OGM) - più resistenti agli agenti patogeni - e come incrementare la produzione agricola e sviluppare nuovi prodotti, tra cui antiparassitari e bioinsetticidi.

Biotecnologie alimentari

Studiano gli alimenti, la loro composizione e le loro proprietà - con particolare attenzione alla salute dell'uomo e degli animali - ricercando in essi l'eventuale presenza di contaminanti.

Applicazioni industriali e ambientali delle biotecnologie innovative

BIOTECNOLOGIE Di seguito vediamo dINNONATIVE applicazione delle biotecnologie innovative.

Biotecnologie industriali

Le applicazioni, in questo settore, prevedono l'utilizzo di enzimi per accelerare le reazioni chimiche e migliorarne la resa.

Biotecnologie ambientali

È il settore impegnato nella salvaguardia dell'ambiente e della biodiversità, nel biorisanamento e nel riciclaggio dei rifiuti. Le "biotecnologie del suolo" sono una sottobranca attiva nella bonifica dei suoli, in particolare di quelli aridi e desertici.

Il DNA nelle biotecnologie innovative

BIOTECNOLOGIE Come avete AINOVATIJEDNA assume una valenza (un'importanza) di prim'ordine quando parliamo delle biotecnologie innovative. Dunque prima di entrare nello specifico DELL' AMBITO MEDICO-FARMACEUTICO delle biotecnologie ci soffermiamo sulla struttura e sulla funzione del DNA. alar alamy a alamy alamy

Gli acidi nucleici: importanza e tipi

Gli acidi nucleici COSTITUISCONO UN'ALTRA CLASSE DI BIOMOLECOLE DI IMPORTANZA VITALE In ogni cellula si trovano due varietà di acidi nucleici

1. L'Acido DeossirboNucleico (DNA) o Desossiribonucleico
2. L'Acido RiboNulceio (RNA)

Analogamente alle proteine anche l'RNA e il DNA sono delle macromolecole. Essi sono dei polimeri formati da unità ripetitive (monomeri) chiamati NUCLEOTIDI. Per alcuni DNA si è valutato un peso molecolare di ben 2.800.000.000 !!!!!

Funzione degli acidi nucleici: DNA e RNA

Gli acidi nucleici Gli acidi nucleici sono i depositari dell'informazione genetica e svolgono un ruolo fondamentale nella sintesi di tutte le proteine. DNA: COSTITUISCE IL MATERIALE GENETICO DELLE CELLULE E LO SI RITROVA SIA NEL NUCLEO DELLE CELLULE EUCARIOTE SIA NEL CITOPLASMA DI CELLULE PROCARIOTE. RNA: SVOLGE UN RUOLO FONDAMENTALE NEL COMPLESSO PROCESSO CHE DETERMINA L'UNIONE DEI VARI AMMINOACIDI PER FORMARE LE PROTEINE. LO SI TROVA SIA NEL NUCLEO CHE NEL CITOPLASMA DI PROCARIOTI ED EUCARIOTI. NB. Alcuni RNA hanno funzione catalitica

Struttura e localizzazione degli acidi nucleici

Gli acidi nucleici DNA e RNA Acido DesossiriboNucleico sono Acido RiboNucleico ACIDI NUCLEICI Nella struttura di queste macromolecole è presente un gruppo debolmente acido. Nelle slide successive vedremo qual è. Si trovano nel Nucleo delle cellule eucariote Gli acidi nucleici risiedono non solo all'interno delle cellule degli organismi eucarioti e procarioti, ma anche in forme di vita acellulari, come i virus, e in organuli cellulari, quali i mitocondri e i cloroplasti.

Localizzazione del DNA nella cellula eucariote

Dove si trova il DNA Cellula eucariote Cromosoma DNA

Il cromosoma: struttura e composizione

Il cromosoma Il cromosoma è la struttura con cui ciascuna unità funzionale di DNA si compatta associata a specifiche proteine. Esso è visibile soprattutto durante i processi di mitosi o meiosi. maschio femmina 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 16 17 18 19 20 21 22 XY 21 22 XX UN CROMOSOMA E' UNA SINGOLA MOLECOLA DI DNA ASSOCIATA A DELLE PROTEINE. I cromosomi sono i principali informazione genetica negli eucarioti Cromosoma Gene Catena di DNA portatori dell' som öğ

Compattazione del DNA: istoni e nucleosomi

Il cromosoma Il DNA nei cromosomi è compattato con gli ISTONI per formare i nucleosomi DNA avvolto intorno ad un gruppo di molecole istoniche Code istoniche DNA di giunzione Nucleosoma (diametro di 10 nm) 100 nm (a) Un modello della struttura di un nucleosoma. Ciascun nucleosoma contiene un gruppo di otto molecole di istoni che forma un nucleo proteico intorno al quale si avvolge il DNA a doppia elica. Il tratto di DNA che circonda gli istoni è lungo 146 coppie di basi; un altro segmento di DNA, della lunghezza di circa 60 coppie di basi, collega i nucleosomi tra loro. (b) Fotografia al microscopio elettronico a trasmissione dei nucleosomi derivanti dal nucleo di una cellula di pollo. Normalmente, i nucleosomi sono impacchettati più strettamente, ma qui risultano sparsi a causa della procedura di preparazione, rivelando i tratti di DNA di giunzione. Gli istoni sono proteine basiche che compattandosi in un gruppo di otto molecole da vita al nucleosoma che stabilizza il DNA, il quale si avvolge intorno ai nucleosomi. Nucleosoma= DNA+istoni

Formazione della cromatina e dei cromosomi

Il cromosoma Fibra di cromatina Cromosoma 00 Nucleosomi DNA Istoni I nucleosomi si aggregano a loro volta formando la cromatina. Nella prima fase della mitosi la cromatina si addensa per formare i cromosomi.

Degradazione degli acidi nucleici e nucleotidi

Gli acidi nucleici Una blanda degradazione degli acidi nucleici (DNA o RNA) porta ad una miscela di monomeri che, come accennato in precedenza, vengono chiamati NUCLEOTIDI. Un nucleotide è un composto di natura organica formato da tre elementi:

• Un gruppo fosfato
• Una base azotata
• Un carboidrato - ribosio (RNA) o 2-deossiribosio (DNA)