L’origine spontanea delle mutazioni
L’ambiente induce cambiamenti ereditabili
Darwin’s giraffes La variabilità fenotipica ha origine spontanea
Lamark e Darwin a confronto
Ipotesi per spiegare l’origine della variabilità genetica nei batteri Teoria dell’adattamento fisiologico: L’ambiente induce cambiamenti ereditabili Teoria genetica o della mutazione spontanea: Le mutazioni avvengono casualmente nella popolazione e l’ambiente agisce mediante la selezione
Come provare le due teorie ? (modello: resistenza di un batterio all’infezione fagica) aggiunta del fago (S.Luria e M.Delbruck, 1941)
Test di Fluttuazione (S.Luria e M.Delbruck, 1941) Colonie resistenti all’infezione fagica
Le mutazioni non sono determinate ma solo selezionate dall’ambiente Esperimento del Replica-plating (J. e E. Lederberg) Le mutazioni non sono determinate ma solo selezionate dall’ambiente
Mutazioni spontanee: tautomeria delle basi
Origine di una mutazione per tautomeria delle basi
La depurinazione è una causa frequente di mutazione spontanea
La deaminazione delle citosine metilate causa transizioni punti caldi di mutazione nel gene LacI
Danni da ossidazione (può appaiarsi in modo errato con l’adenina)
Le sequenze ripetitive favoriscono le inserzioni e le delezioni
Meccanismi di riparo del DNA Proof-reading durante la sintesi Eliminazione diretta del danno dal DNA Rimozione del DNA danneggiato e risintesi Correzione delle incorporazioni di basi errate Correzioni delle rotture a doppia elica Sistema SOS
Riparo durante la sintesi del DNA A) l’attività proof-reading della DNA polimerasi
B) Eliminazione diretta del danno. 1. Fotoriattivazione dei dimeri di pirimidine. 2. Rimozione gruppo metile.
Rimozione del DNA danneggiato C) la riparazione per escissione di nucleotidi
D) correzione di appaiamento errato La metilazione permette di distinguere il filamento vecchio da quello nuovo
Il riparo delle rotture a doppia elica. E) Riparo mediante ricombinazione tra cromatidi fratelli
Superamento blocco replicativo con errori Il sistema SOS. Superamento blocco replicativo con errori Uso di DNA polimerasi particolari ad alta frequenza di errore
Mutazioni nei geni del sistema di riparo del DNA causano malattie genetiche e tumori Malattia Ipersensibilità tumori Atassia teleangectasia Raggi γ linfomi Sindrome di Bloom Agenti alchilanti carcinomi, leucemie, linfomi Sindrome di Cockayne UV light Fanconi anemia Agenti cross-lincanti leucemie Xeroderma pigmentosum UV light, mutageni chimici Carcinomi della pelle melanomi Cancro del colon ereditario Tumori del colon e ovaio