Storia minima delle tappe che hanno portato alla scoperta del DNA

1. F A N T A S T I C O , A L L O R A H A I I L D N A !
Sei una creatura vivente?

2. Oggetto di
ricerca e
pubblicazioni
scientifiche
Al centro di
episodi di
cronaca nera
Protagonista
indiscusso di
gialli in ogni
loro forma:
libri, film,
telefilm

3. •Oggi è quasi automatico associare la
parola DNA a ciò che viene trasmesso di
generazione in generazione perché il
figlio assomigli ai genitori
• Per noi non è poi così incomprensibile
pensare che quel ciò sia un messaggio
in codice con le istruzioni per la
costruzione del nuovo essere vivente
•Non fu sempre così e il percorso per
arrivare a questa conoscenza è stato
veramente lungo e complesso .
Vediamone alcune tappe

4. In un caldo giorno d’ agosto, a
Crevalcore, un grande scienziato,
Marcello Malpighi, sta effettuando
una serie di osservazioni al
microscopio su uova di gallina,
per studiare lo sviluppo del
pulcino.
•Microscopio ancora primitivo
•Caldo eccessivo e quindi stadi di
sviluppo dell’embrione avanzati in modo
anomalo
•Mancanza di studi sull’uovo non
deposto
Lo portano a queste conclusioni
Crevalcore, 10 marzo 1628 –
Roma, 29 novembre 1694
Sec XVII
Marcello Malpighi

5. Noi vediamo il successivo
manifestarsi di parti , senza mai
riuscire a captare l’origine di
ciascuna di esse

6. Questa idea fu subito colta
da filosofi e religiosi
nacque così il
preformismo
Nicolas Malebranche
Dobbiamo ritenere tutti i corpi
umani e di animali che
compariranno sulla terra fino alla
consumazione dei secoli come il
prodotto diretto della creazione
originale. In altre parole, che le
prime donne siano state create
con tutti i successivi individui
della stessa specie contenuti
in esse.
Parigi 6 agosto 1638-
Parigi 13 ottobre 1715

7. Jan Swammerdam biologo e microscopista
influenzato dalle sue idee religiose affermò:
12 Febbraio, 1637 –17 Febbraio, 1680
Jan Swammerdam
In natura non vi è generazione ,ma
accrescimento di parti preesistenti. Così si
spiega il peccato originale poiché tutti gli
uomini erano contenuti già nelle viscere di
Adamo ed Eva. Quando la riserva di uova sarà
terminata, la razza umana si estinguerà

8. Gli embrioni erano preformati nelle
uova o negli spermatozoi?
All’inizio del
XVIII secolo
il
preformismo
era
saldamente
affermato e il
quesito era :

9. Gautier d’Agoty (1718-1785) pittore e microscopista ,
disegnò un microscopico cavallo in uno spermatozoo
equino e notò le grandi orecchie nel corrispondente
“animalculo” del somaro.
OSSERVAZIONE
Nel 1722 venne calcolato, su
semplice interpretazione della
Bibbia, a meno di 6000 anni l’età
del mondo
In quel caso il numero di conigli contenuti nel primo coniglio,
sarebbe stato dell’ ordine di 105!!!!!!!!
Eppure, molti biologi e microscopisti dell’epoca,
continuarono a ritenere valida questa teoria

10. Quando gli strumenti d’ indagine divennero
migliori, le idee incominciarono a prendere
direzioni diverse.
Un genitore non produce solo un piccolo embrione, che
deve semplicemente crescere, ma anche una serie di
istruzioni precise su come fare l’embrione.
Tali istruzioni sono incluse in un codice lineare, come
un nastro su cui viene scritto un messaggio in alfabeto
Morse. Esse devono venir decifrate e messe in pratica
perché ne emerga una forma riconoscibile come
l’embrione vivente.
Inoltre, poiché è assurdo pensare che tutte le istruzioni
genetiche fossero presenti sin dall’inizio del mondo,
deve esserci anche un ben preciso meccanismo di
copiatura o duplicazione

11. Quelle che seguono sono
solo alcune tappe del
processo che ha portato
gli uomini a scoprire il
DNA

12. D A L L ’ O M U N C O L O A L M E S S A G G I O
Breve storia del DNA

13. All’inizio dell’ 800, il cibo si
differenziava per aspetto, odore e gusto,
ma si riteneva che un alimento in grado
di soddisfare la fame equivalesse a
qualsiasi altro.
Con lo sviluppo della chimica, divenne
chiaro che i cibi presentavano una
diversa natura chimica, e perciò
potevano avere un diverso effetto sul
corpo umano

14. 1827
William Prout (1785-1850
Classificazione del cibo
William Prout
(1785-1850) divise
il cibo in tre vaste
classi , che oggi
chiamiamo
carboidrati proteine
grassi.
Naturalmente
questa non era e
non è una
classificazione
esaustiva, ma
rappresentò un
passo avanti per la
comprensione della
dietetica.

15. Nel 1869, la classificazione
degli alimenti in grassi
carboidrati e proteine
sembrava ancora del tutto
soddisfacente.

16. 1869
Acido nucleico
Un biochimico svizzero
Johann Friedrich Miescher
(1844-1995), isolò una sostanza,
tratta dai residui di cellule del
pus, che non apparteneva a
nessuna di queste
categorie. Conteneva sia azoto
che fosforo.
Miescher portò questa nuova
scoperta a Hoppe-Seyler
( scopritore della lecitina, con
caratteristiche simili) il quale
esaminò la questione.
Quandofurono certi dele
osservazioni resero pubblica la
scoperta
Poiché il materiale sembrava
aver origine nel nucleo delle
cellule, fu chiamato dapprima
nucleina e poi, dato che aveva
proprietà acide, acido
nucleico.
Friedrich Miescher
( 1844-1995) da poco
laureatosi in medicina
all’Università di Basilea,
nel tentativo di separare
dal nucleo dei globuli
bianchi, contenuti nel
pus di bende
chirurgiche utilizzate, si
imbatté dopo estrazione
del materiale nucleare
in un composto che
analizzò e scoprì essere
acido e contenere, tra
l’altro, il 14% di N, 3%
di P e il 2% di S
• Felix Hoppe Seyler (
1825 1885) fu il
primo ad ottenere
lecitina pura e a
introdurre il termine
“protidi” oggi
proteine. Inoltre
condusse studi sulla
clorofilla e nel 1862
scoprì l’emoglobina

17. Tre quarti di secolo più tardi si
riuscì ad apprezzare l’importanza
della scoperta e si incominciò ad
analizzarne la struttura

18. 1885
Albrecht Kossel (1853-1927)
purine e pirimidine
Albrecht Kossel (1853-
1927) si mise a studiare
questa sostanza. Nel 1885
ne aveva ricavato sostanze
quali le purine a doppio
anello (studiate da Fisher
nel1884) e le
pirimidine, le cui
molecole erano costituite
da un unico anello di
atomi, 4 di carbonio e
due di azoto.
Isolò due diverse purine:
adenina e guanina, e tre
diverse pirimidine uracile,
citosine, e timina..
Dedusse anche la
presenza di una molecola
di zucchero, ma non riuscì
a capire quale.
C’era molto da fare, ma
questo fu considerato un
inizio e Kossel vinse il
premio nobel per la
medicina nel 1910

20. 1909
Phoebus Aaron Theodore Levene (1869
1840)
Ribosio
Il chimico americano
d’origine russa Phoebus
Aaron Theodore Levene
(1869 1840)
Estrasse dall’acido
nucleico uno zucchero
e lo identificò per
ribosio
Aveva una molecola a
cinque atomi di
carbonio . Non era
contenuto in tutti i
campioni di acido
nucleico, ma quelli che
lo contenevano furono
chiamati RNA acido
ribonucleico dalle
iniziali dei termini
inglesi.

21. Ci vollero altri 20 anni per
identificare lo zucchero
contenuto nei campioni di
acido nucleico che non
contenevano il ribosio

22. 1929
Phoebus Aaron Theodore Levene
(1869 1840
desossiribosio
Levene identifica il
desossiribosio, con
molecola uguale a
quella del ribosio
tranne che per un
ossigeno mancante.
Vi erano quindi due
tipi di acido
nucleico:
l’acido ribonucleico
RNA
e
l’acido
desossiribonucleico
DNA.
Il Dna si trovava nei
cromosomi.

23. 1944
Oswald Theodore Avery DNA
Materiale genetico
Oswald Theodore Avery
(Halifax, 21 ottobre 1877 –
Nashville, 2 febbraio 1955) e i
suoi collaboratori
elaborarono un esperimento
che dimostrava che
ERA POSSIBILE
TRASFORMARE UNA
VARIETÀ DI BATTERI
R ( RUVIDI) IN UNA
VARIETÀ S (LISCIA)
SOMMINISTRANDO AI
BATTERI R UNA
SOSTANZA ESTRATTA
DAI BATTERI S.
Purificando il più possibile
la sostanza aggiunta, essi
arrivarono a dimostrare che
altri non era se non
DNA.
Una scoperta da Nobel , ma
lo scienziato morì troppo
presto per riceverlo.

24. 1950
Erwin Chargaff
equilibrio delle basi negli acidi
nucleici
Erwin Chargaff
(1905- 2002)
biochimico austriaco.
usando la tecnica di
cromatografia su
carta riuscì a
separare, in DNA di
diverse specie, la
molecola del DNA
nelle sue basi
costituenti e a
determinarne la loro
percentuale . I suoi
studi sulla
composizione delle
basi , indicarono che
la quantità di
purine è sempre
uguale a quella di
pirimidine.

25. Tali ricerche portarono
Erwin Chargaff a
formulare alcune
fondamentali
considerazioni sulle
caratteristiche del DNA
utilissime per gli sviluppi
successivi.

26. 1952
Rosalind Elsie Frankling (1920-1958)
diffrazione a raggi X del DNA
Rosalind Elsie
Frankling, biofisica
inglese,condusse
accurati studi di
diffrazione ai raggi
X su campioni di
Dna, deducendone ,
che la molecola
dovesse essere a
spirale ( scala a
chiocciola) con i
gruppi fosforici che
legavano assieme le
unità.

27. Rosalind Frankling era molto
scrupolosa e non intendeva
annunciare il risultato senza
accurati controlli.
Inoltre, essendo una donna, i
suoi collaboratori tendevano ad
ignorarla. Fatto sta che il frutto
del suo lavoro andò a beneficio
di altri.

28. 1953
Doppia elica
L’opera di Chargaff e
della Franklin avevano
fornito le informazioni
necessarie per dedurre
la struttura del DNA. Il
passo determinante fu
compiuto da Watson e
CricK. I due scienziati
utilizzarono
un’importante
fotografia della
Franklin , sottrattale
da il suo superiore il
fisico Maurice
Wilkins.

29. Watson e Crick non riconobbero mai il sostanziale
aiuto della scienziata nella loro scoperta neanche
dopo la morte di lei, quando comunque non
avrebbe più potuto ricevere il Nobel.
Non solo. Nel libro “La doppia elica” Watson parla
della Franklin con assoluto disprezzo.
Dal momento che la scoperta del modello si basò
essenzialmente sui dati di Rosalind Franklin,
ancora oggi esistono pareri molto eterogenei nella
comunità scientifica su chi avrebbe dovuto ricevere
il Nobel.

30. Che cosa è il
DNA ?
 Il Dna è un polimero organico
composto da monomeri chiamati
nucleotidi
 I nucleotidi sono formati da tre
componenti: il deossiribosio (uno
zucchero pentoso), una base
azotata ( collegata al deossiribosio
con un legame N glicosidico) e un
gruppo fosfato
 Nella formazione dei nucleotidi
possono essere utilizzate quattro
diverse basi azotate:adenina,
citosina, guanina, timina.
La sequenza
in cui si
dispongono le
basi azotate
fornisce
l’informazione
genetica

31. Il DNA è quindi una macromolecola e
contrariamente a quanto si possa pensare,
non è stabile
Gli studi di Thomas Lindhal, negli anni 70.
avevano messo in evidenza la facilità con cui
si degrada. Per consentire la sopravvivenza,
ci devono essere dei meccanismi di
riparazione, che combattono questo
processo. I tre premi Nobel hanno scoperto
e spiegato i tre principali meccanismi
che permettono al Dna di ripristinare
la sua struttura.

32. 2015
meccanismi di riparazione del
DNA.
Il Premio Nobel
per la Chimica
2015 è stato
assegnato
congiuntamente
a
Thomas Lindahl
, Paul Modrich e
Aziz Sancar
" per studi sui
meccanismi di
riparazione del
DNA.”
Aziz SancarThomas Lindahl Paul Modrich
Premio Nobel per la Chimica

33. In tema di macromolecole e
premi Nobel, ecco l’unico
Nobel per la chimica
assegnato a uno scienziato
italiano

34. 1963
Il Premio Nobel per la Chimica
Il Premio Nobel
per la Chimica
1963 è stato
assegnato
congiuntamente a
Karl Ziegler e
Giulio Natta
" per le loro
scoperte nel
campo della
chimica e
tecnologia delle
macromolecole”
Giulio Natta Karl Ziegler

35. Fonti
Le basi biochimiche della vita- F.R. Jevons- Mondadori 1965
Notizie sul preformismo
Cronologia delle scoperte e notizie
I. Asimov- Cronologia delle scoperte scientifiche- Pan 1991
http://www.chimicare.org/blog/storia-della-
chimica-2/storia-scoperta-degli-acidi-nucleici-1-
parte-prima-strutturistica-watson-crick/

36. Fine