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Genetica e biotecnologie DNA Riproduzione cellulare mitosi meiosi Sintesi delle proteine Tecnica del DNA ricombinante.

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Presentazione sul tema: "Genetica e biotecnologie DNA Riproduzione cellulare mitosi meiosi Sintesi delle proteine Tecnica del DNA ricombinante."— Transcript della presentazione:

1 Genetica e biotecnologie DNA Riproduzione cellulare mitosi meiosi Sintesi delle proteine Tecnica del DNA ricombinante

2 DNA doppia elica DNA avvolto sulle proteine di sostegno (istoni) Cromosoma duplicato (metafasico) Nel nucleo di ogni cellula umana, i 2 metri circa di DNA si condensano -e sono visibili al microscopio nella metafase- in 46 cromosomi DNA Le 46 molecole di DNA di una cellula umana sono formate da circa 3 milardi di coppie di nucleotidi DNA condensato (cromatina)

3 Cariogramma umano ( ) centromero cromosomi sessuali Nelle cellule umane i cromosomi sono a due a due uguali (2n=46) I cromosomi uguali per dimensioni, forma e successione di informazioni si dicono omologhi 22 coppie di omologhi sono uguali nei 2 sessi  autosomi (22 AA) 2 cromosomi sono uguali nella femmina XX, diversi nel maschio XY  cromosomi sessuali cromatidio Foto cromosomi

4 Ciclo cellulare G1= interfase S= sintesi Cellule che non si riproducono specializzazione morte Sintesi proteine La vita di una cellula prevede varie fasi successive di attività che possono ripetersi in più cicli Accrescimento (G1) lettura e realizzazione delle istruzioni del programma genetico Duplicazione del DNA (S) quando il rapporto superficie/volume si riduce Riorganizzazione del citoscheletro si prepara il fuso mitotico (G2) mitosi Sintesi DNA

5 “destino” di una cellula Il ciclo cellulare viene regolato da molecole-segnale Ogni tipo di cellula espone recettori per più tipi di segnali Più segnali lavorano assieme per modulare il comportamento di una specifica cellula Frecce verdi: attività legate alla sopravvivenza della cellula Frecce rosse: riproduzione Frecce nere: differenziazione e specializzazione.mancanza di segnali: morte programmata (apoptosi) sopravvive Si divide Si differenzia muore

6 Messaggeri cellulari Ormoni prodotti dalle ghiandole endocrine, immessi nel sangue, possono raggiungere ogni cellula del corpo Molecole-segnale intercellulari secrete nei liquidi interstiziali, mettono in comunicazione cellule vicine (es.: interleuchine, con cui i linfociti coordinano le azioni immunitarie) Neurotrasmettitori mettono in contatto tra loro le cellule nervose, permettendo il passaggio dello stimolo da cellula a cellula Molecole dello stesso tipo vengono utilizzate in tutti e tre i modi. Ciò che distingue le modalità di azione sono la velocità con cui i segnali vengono avviati alle cellule e la selettività verso le cellule-bersaglio Cell endocrina sangue recettore Cell bersaglio ormone Cell bersaglio neurotrasmettitore Cell bersaglio molecola segnale

7 Organizzazione del DNA Gene –DNA- mRNA primitivo Il DNA degli eucarioti è discontinuo In ogni gene si alternano tratti codificanti  esoni e tratti non codificanti  introni Tutto il tratto DNA che corrisponde al gene viene ricopiato in RNA Nel citoplasma l’mRNA primitivo viene tagliato dagli enzimi di restrizione e i tratti corrispondenti agli esoni vengono uniti da enzimi ligasi Si ottiene mRNA da inviare ai ribosomi introni esoni mRNA maturo - enzimi di restrizione (“taglia”) - ligasi (“cuci”) Sintesi RNA nel nucleo

8 Il codice genetico Una successione lineare di tre nucleotidi mRNA (tripletta) codifica per un amminoacido Le triplette possibili sono 64 (4 3 ) gli amminoacidi 20 tipi Quasi tutti gli amminoacidi sono codificati da più triplette Triplette mRNA Triplette tRNA codone complementari anticodone amminoacido anticodone codone

9 Sintesi delle proteine Trascrizione l’istruzione viene ricopiata in RNA Lettura L’mRNA viene portato ai ribosomi Trasduzione Gli enzimi portano ai ribosomi i tRNA con tripletta complementare (anticodone) a ogni tripletta (codone) dell’mRNA Sintesi del polipeptide Ogni tRNA porta un amminoacido particolare a seconda dell’anticodone 1- trascrizione 2- trasduzione Nucleotidi RNA amminoacidi ribosoma proteina

10 tecnica DNA ricombinante 1- plasmide con gene per la resistenza a un antibiotico 2- Gene da inserire compreso tra specifiche sequenze nucleotidiche ecoRI 3- enzima ecoRI riconosce e taglia(restrizione) il DNA nelle sequenze ecoRI  estremità adesive “a baionetta” Inserzione di un gene in un batterio gene da inserire DNA estraneo Cromosoma batterico clone riproduzione Cellula batterica 4- il gene estraneo viene inserito nel plasmide  DNA ricombinante 5- il plasmide viene inserito in cellule batteriche che si riproducono e danno un clone 6- la coltura batterica viene trattata con l’antibiotico: solo i batteri che ospitano il DNA ricombinante sopravvivono

11 Inserimento del gene per l’ insulina in un batterio Plasmide enzima restrizione Gene umanoinserzione gene DNA ricombinante inserzione plasmide in batterio Clonazione insulina umana Insulina umana Con la tecnica del DNA ricombinante si ottengono: Ormoni Insulina GH e antiGH Anticorpi monoclonali enzimi vaccini

12 Produzione di anticorpi monoclonali 1- si attivano i linfociti B che producono anticorpi specifici contro un antigene 2- vengono “fusi” (ibridati) con cellule tumorali in grado di riprodursi 3- gli ibridomi conservano la capacità dei linfociti di produrre anticorpi e quella delle cellule tumorali di riprodursi Linfociti che producono anticorpi 4- si ottengono grandi quantità di anticorpi specifici 2- Fusione Anticorpi monoclonali ibridoma 3- Coltura e clonazione degli ibridomi 1- immunizzazione Cellule tumorali

13 Cromosomi ricombinati Fibra del fuso Cromosomi omologhi duplicati (1) Cromosomi omologhi appaiati(2) Crossing over(3,4) Meiosi I Meiosi II (7,8,9) 4 cromosomi diversi in 4 gameti diversi

14 Endocrine recettore circolo sanguigno cellula-bersaglio ormone Cellule immunitarie) linfocitamacrofago recettore Neuroni neurotrasmettitori Cellule che inviano segnali A- cellule delle ghiandole endocrine  producono sostanze chimiche proteiche o steroidee (ormoni) che riversano nel sangue e possono raggiungere qualunque altra cellula del corpo B- neuroni (cellule nervose)  neurotrasmettitori (peptidi o amminoacidi modificati) che trasmettono l’impulso a un neurone successivo o a una fibra muscolare che si contrae C- cellule immunitarie (macrofagi e linfociti)  recettori di membrana con cui macrofagi e linfociti comunicano per contatto e citochine (proteine)che attivano altre cellule immunitarie con cui attaccare tutto ciò che non appartiene all’organismo


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