Estrazione del DNA dalla frutta Liceo classico “L.Manara” cl. IIB a.s. 2008-2009

“I ricercatori, ma vorrei dire l’intera umanità, devono utilizzare il DNA affinché se ne ricavi un beneficio per tutti. Per esempio per capire l’origine genetica delle malattie”. F. Crick Negli ultimi decenni le ricerche condotte sul DNA hanno prodotto brillanti risultati nel campo delle tecnologie di bioingegneria applicate in diversi settori. Per la scienza e la società civile ciò rappresenta un’opportunità per il miglioramento delle condizioni di vita, a patto che l’applicazione di tali ricerche avvenga nel rispetto di principi etici. Per dare inizio a questa “grande impresa” è stato necessario estrarre il DNA dalle cellule. Anche noi in laboratorio abbiamo cercato di riprodurre questo passo iniziale e il nostro intento sarà quello di analizzarlo e illustrarlo nel migliore dei modi possibili. Importanza del DNA nel campo delle tecnologie applicate

Indice generale Cos’è il DNA Qual è il suo ruolo Qual è lo scopo dell’esperimento Cosa occorre Come procedere Conclusioni Ringraziamenti e bibliografia

Cos’è il DNA L’acido desossiribonucleico, più comunemente conosciuto come DNA, è un biopolimero costituito da lunghe catene di monomeri detti nucleotidi. Ogni nucleotide è formato da una molecola di zucchero (il Desossiribosio) legato covalentemente con una base azotata (che può essere Adenina , Timina , Citosina e Guanina) e con un gruppo fosfato. Biopolimero definizione

STRUTTURA DI UN NUCLEOTIDE C5H10O4 P T C G DNA

I nucleotidi si uniscono tra loro mediante il legame fosfodiesterico I nucleotidi si uniscono tra loro mediante il legame fosfodiesterico. La struttura del DNA è costituita da due filamenti di nucleotidi uniti da legami a idrogeno fra basi azotate complementari (A-T e C-G). Basi

I due filamenti sono avvolti a formare una doppia elica I due filamenti sono avvolti a formare una doppia elica. Nel nucleo delle cellule eucariotiche il DNA si dispone a spirale attorno a proteine basiche dette istoni. Doppia elica

Qual è il suo ruolo Il DNA è responsabile della trasmissione ed espressione dei caratteri ereditari, mediante la duplicazione e la sintesi proteica. Compiti

Qual è lo scopo dell’esperimento L’obiettivo dell’esperimento consiste nell’osservazione del DNA che, estratto in grandi quantità da cellule vegetali, diventa visibile ad occhio nudo.

Cosa occorre 1) banana 2) acqua distillata 3) detergente senza schiuma 4) enzima proteolitico (per la manutenzione delle lenti a contatto) 5) alcool etilico 6) matraccio da 100 ml 7) cilindro da 50 ml 8) imbuto (diametro 60 mm) 9) garze 10) bacchetta di vetro 11) mortaio con pestello 11) provettoni da batteriologia 12) bilancia analitica

Come procedere Preparare una soluzione omogeneizzante: Pesare 3g di NACL da mettere in un matraccio da 100 ml. Aggiungere 10ml di detergente (senza schiuma) e portare il volume a 100ml con aggiunta di acqua distillata.

Prendere la polpa di una banana e pestarla in un mortaio. Aggiungere acqua per ottenerne una poltiglia fluida.

Filtrare in un cilindro da 50 ml la poltiglia fluida, applicando una garza ad un imbutino e aiutandosi con una bacchetta di vetro. E’ consigliabile ripetere l’operazione due volte.

Versare 10 ml del filtrato in un provettone da batteriologia e aggiungere 10 ml di soluzione omogeneizzante. Miscelare e attendere qualche minuto. Versare 10 ml della miscela in una provetta e aggiungere 2 ml di enzima proteolitico. Miscelare e attendere qualche minuto.

Aggiungere 10 ml di alcool etilico freddo (farlo scorrere lentamente sulle pareti per evitare il rimescolamento con il preparato).

Attendere che una sostanza gelatinosa medusoide (il DNA della banana) si frapponga tra l’alcool e il preparato sottostante con formazione di bollicine di gas.

Estrarre la sostanza con una bacchetta di plastica

Il DNA così estratto può essere osservato al microscopio dopo aver allestito un preparato colorato con bleu di metilene (colorante nucleare).

Non occorrono particolari precauzioni poiché non sono presenti reattivi pericolosi, a parte l’alcool che è a temperatura molto bassa. Bisogna solo assicurarsi che tutto ciò che viene utilizzato sia pulito.

Conclusioni Nel corso dell’esperimento abbiamo provocato la lisi delle membrane cellulari e nucleari con la soluzione omogeneizzante, che scioglie i fosfolipidi di cui sono costituite, abbiamo “liberato” il DNA dagli istoni con l’enzima proteolitico, abbiamo infine reso visibile l’acido nucleico facendolo precipitare in alcool. Il DNA infatti è molto solubile in acqua e quindi non visibile nell’estratto cellulare ma insolubile in etanolo a contatto del quale si condensa.

Ringraziamenti Impostazione grafica ed elaborazione testi a cura di: Alberto Bonaventura Francesca Mele Matteo Gagliardi Arrangiamento e missaggio delle tracce audio a cura di Matteo Gagliardi e Francesca Mele, con le voci di Marta Crebelli e di Piero Palazzesi. Si ringraziano la prof.ssa M.L.Riccardi per le foto ed il lavoro di coordinamento e gli assistenti di laboratorio F.Lucidi e A.Colantoni. Arrangiamenti eseguiti sulla base di Wond’ring Aloud – 1970 Ian Anderson

Bibliografia Immagini illustrative: http://www.summagallicana.it/Volume2/B.III.04.htm, http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/library/cat-removed/u4aos1p2.html, http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/basics/dna, http://www.caffescienza.it/index.php?option=com_content&task=view&id=140&Itemid=77, http://it.wikipedia.org/wiki/File:DNA_replication_split.svg. Filmati: http://it.youtube.com/watch?v=hfZ8o9D1tus Testi: Randazzo “L’attività sperimentale” Petrini Editore, H. Dietle “Il microscopio nella scuola” Editrice la scuola, V. Boccardi “Moduli di biologia” A Editrice la scuola, “La nuova enciclopedia della scienza” Garzanti, “Scienza di base Garzanti Scuola, “Diario di nove mesi” n 3-2004 RCS, “I segreti della vita” n 4-2004 RCS Tutte le fotografie sono state realizzate nel laboratorio del Liceo Manara di Roma.