Uno sguardo al fantastico mondo della biologia: genetica, biologia molecolare, microbiologia...
domenica 27 dicembre 2009
Sintomi di Aterosclerosi in mummie di oltre 3500 anni fa
martedì 15 dicembre 2009
Cannabinoidi responsabili dell'infertilità maschile
sabato 5 dicembre 2009
CHE COSA SONO I GENI MARKER?
I geni marker sono usati per identificare e/o selezionare specifici organismi, la loro progenie o una parte di una popolazione cellulare tra migliaia di cellule presenti in una coltura. Attraverso il legame fisico del gene di interesse al gene marker, è possibile riconoscere e isolare l’organismo trasformato.
I geni per la resistenza all’antibiotico usati come marker per le piante geneticamente modificate (PGM) sollevano diverse preoccupazioni nel consumatore, in particolare per l’eventuale trasferimento genico orizzontale di questi geni dal materiale vegetale GM ai microrganismi presenti nella microflora del tratto digerente, che indurrebbe in questi ultimi un aumento del livello di resistenza verso tali antibiotici. Ciò potrebbe rappresentare un rischio per la salute umana ed animale, in quanto comprometterebbe il valore terapeutico degli antibiotici nel trattamento di determinate patologie. Questa preoccupazione è alimentata anche dal fatto che l’uso intenso di antibiotici in medicina umana e veterinaria (in questo ultimo caso anche come promotori di crescita) ha già determinato un aumento dell’antibiotico resistenza nella popolazione microbica (van den Eede et al., 2004). Sulla base dell’importanza nell’uso terapeutico dell’antibiotico corrispondente e della diffusione del gene di resistenza all’antibiotico nei batteri del suolo ed in quelli del tratto digerente, è stato possibile suddividere i geni marker in tre gruppi (van den Eede et al., 2004).
domenica 15 novembre 2009
Energia meccanica prodotta da batteri grazie a nano-rotelle
giovedì 5 novembre 2009
SCIENZIATI SI LANCIANO NELL'IMPRESA DI SEQUENZIARE IL DNA DI 10.000 VERTEBRATI
giovedì 29 ottobre 2009
Scoperto anticorpo anti-istoni che permetterebbe il blocco dell'emorragie
FARMACI CANNABINOIDI: un nemico o una risorsa?
Stavolta noi di Biosproject, trascurando gli aspetti legali legati all’uso di tali sostanze, vogliamo provare ad affrontare l’argomento più che altro dal punto di vista clinico-farmacologico.
sabato 24 ottobre 2009
IL CLONAGGIO DEL DNA
Come funziona il clonaggio del DNA?
martedì 20 ottobre 2009
PRP: funziona?
Viene usato già dalla fine degli anni '90 in chirurgia maxillofacciale e in chirurgia plastica, ma di recente è cresciuto il suo utilizzo anche nella medicina dello sport.
Nonostante i dati a disposizione siano ancora scarsi, i primi risultati appaiono promettenti: sembra che il PRP migliori il processo di guarigione! Ad oggi ciò ancora non è stato dimostato, ma la buona notizia è che sono in corso un gran numero di studi che nei prossimi anni sveleranno i reali benefici del PRP.
domenica 4 ottobre 2009
CISTINOSI: novità nella lotta alla malattia.
Ebbene da La Jolla, CA - in data 17 settembre 2009 - arriva una notizia che forse può dare una speranza su una possibile cura che un giorno potrebbe essere creata.
martedì 22 settembre 2009
DNA JUNK: scienziati scoprono che può essere estremamente utile nella terapia genica
lunedì 24 agosto 2009
PRIMA CLONAZIONE DI ANIMALE ESTINTO:
domenica 23 agosto 2009
LO STRANO CASO DELLE CELLULE STAMINALI
venerdì 21 agosto 2009
MALARIA: novità per il vaccino.
I sintomi includono febbre, mal di testa e vomito, e di solito compaiono tra i 10 ei 15 giorni dopo il morso di una zanzara infetta. Se non trattata, la malaria può degenerare diventanto estremamente pericolosa per la vita causando l'interruzione dell'afflusso di sangue agli organi vitali. In molte parti del mondo, questi parassiti hanno sviluppato resistenza ad una serie di farmaci che vengono utilizzati contro la malaria.
lunedì 17 agosto 2009
LA TECNOLOGIA DEL DNA RICOMBINANTE.
sabato 1 agosto 2009
OSELTAMIVIR: MECCANISMO D'AZIONE
In attesa del vaccino per l'influenza A/H1N1, molte nazioni hanno richiesto scorte di antivirali, in particolare di Oseltamivir (nome commerciale Tamiflu) e di Zanamivir. Ma qual è il meccanismo d'azione di questi antivirali?
TAMIFLU: CORSA ALLE SCORTE
Si parla sempre più spesso della nuova influenza A/H1N1 e la paura della sua diffusione ha contagiato un pò tutti. Infatti da recenti indagini è risultato che in questo periodo vi è stato un vero e proprio boom di vendita senza ricetta di Tamiflu, l'antivirale contro la pandemia più diffuso, nelle farmacie del nostro Paese. L'associazione Altroconsumo nell'inchiesta svolta tra il 28 e 29 luglio 2009 ha constatato e denunciato al Ministero della Salute e delle Politiche Sociali e alla Federazione Nazionale dell'Ordine dei Farmacisti che su un totale di 20 farmacie scelte casualmente tra Roma e Milano:
- solo 4 farmacie non hanno venduto il Tamiflu per assenza di prescrizione medica
- 14 vendono l'antivirale anche in assenza di prescrizione medica
- in 2 il farmaco era stato esaurito.
Forse molti non sanno che gli antivali, tra cui l'oseltamivir (Tamiflu, Roche) in Italia vanno venduti solo dopo presentazione di ricetta al farmacista e quindi dopo un'attenta valutazione clinica da parte del medico. Quali sono i rischi/risultati di questa corsa alle scorte? Innanzitutto è bene ricordare ciò che ha precisato il Ministero della Salute nella Circolare del 22 luglio 2009, inviata alle autorita' sanitarie regionali, cioè che c'è "necessita' di razionalizzare le risorse disponibili di antivirali" soprattutto limitando "un uso improprio, che potrebbe portare a consumo di scorte disponibili, oltre che a induzione di resistenza ai ceppi virali". Inoltre in questo modo nessuna informazione riguardante le modalità di assunzione del farmaco viene data alla popolazione. Infine è bene guardarsi anche da chi specula sul fenomeno. Sono vari i siti nel web che offrono il Tamiflu a prezzi anche del 500% superiori al normale.
venerdì 31 luglio 2009
RU486 un farmaco? o un veleno letale?
venerdì 24 luglio 2009
TRIPANOSOMI AFRICANI: MAGHI DEL TRAVESTIMENTO
martedì 7 luglio 2009
PERCHE' NEL DNA RITROVIAMO LA TIMINA E NON URACILE?
Per fare un esempio: che cosa succederebbe se durante la replicazione una base di C-G si separasse? Se l'uracile fosse una base del DNA, in quel punto la citosina che è stata deamminata ad uracile si appaierebbe con una adenina piuttosto che con una guanina. Di conseguenza se l'uracile fosse una base comunemente presente nel DNA, le DNA polimerasi appaierebbero un'adenina in corrispondenza di un uracile, e non ci sarebbe modo di capire che la presenza dell'uracile è dovuta ad una mutazione, di conseguenza l'errore non sarebbe corretto. Poichè l'uracile non è una base naturale del DNA, le DNA polimerasi possono riconoscerla come un errore e sostituirla. Ecco perchè la timina, nonostante abbia come unica differenza strutturale dall'uracile la presenza di un gruppo metile al C-5, contribuisce ad assicurare che la replicazione del DNA avvenga in maniera efficiente.
giovedì 25 giugno 2009
DISTORSIONI DEL DNA: TWIST SLIDE ROLL
Ciò significa che a seconda delle basi presenti, l'angolo di twist della doppia elica varia, variazione che dipende anche dall'inclinazione delle basi stesse. Infatti bisogna sottolineare che il twist permette un ottimo appaiamento tra le basi, ma non è ottimale per un buon impilamento delle basi stesse, e infatti questa distorsione potrebbe farci pensare che riduca la superficie di sovrapposizione delle basi azotate con conseguente perdita della stabilità della molecola, però vi sono anche altre deformazioni nella struttura del DNA che contribuiscono a ristabilire una impilazione migliore; tra queste deformazioni vi è il propeller twist detto comunemente distorsione a pala d'elica.
giovedì 11 giugno 2009
CHE COSA E' LA NUOVA INFLUENZA A(H1N1)?
INFLUENZA A: L'OMS DICHIARA LO STATO DI PANDEMIA
venerdì 5 giugno 2009
DA OGGI UN NUOVO ARRIVATO NELLA FAMIGLIA "BIOSPROJECT"
La biologia è passione, curiosità, voglia di scoprire noi stessi, ma non solo. E’ anche interesse e studio di tutto ciò che naturalmente circonda l’uomo.
Per questo motivo oggi nasce “BiosProject: Earth”, una piccola finestra sulla zoologia e la botanica.
Scopriremo insieme tante curiosità sulla vita di animali insoliti, approfondiremo alcune caratteristiche delle piante e parteciperemo alle iniziative a favore dell’ambiente.
Perché.. La Terra ha bisogno di noi! :)
venerdì 1 maggio 2009
INFLUENZA SUINA
domenica 29 marzo 2009
ESTRAZIONE RNA
venerdì 27 marzo 2009
ESTRAZIONE DNA PLASMIDICO
mercoledì 25 marzo 2009
MARCATURA TERMINALE
Un'altra metodica è la marcatura terminale che consiste nel trattare il frammento di DNA o RNA sempre con un isotopo radioattivo (ad esempio fosforo 32 o 35). La marcatura è effettuata utilizzando un enzima adibito alla rimozione di un gruppo fosfato terminale all'estremità 5' la fosfatasi alcalina. In seguito il DNA privo dei gruppi fosfato all'estremità 5' sarà fosforilato con l'isotopo radioattivo da una polinucleotide chinasi un enzima che può catalizzare il trasferimento di un gruppo fosfato all'estremità 5' contenente il gruppo OH libero che è stato defosforilato dalla fosforilasi. In questo caso viene trasferito l'isotopo γ del fosforo 32 attaccato all'ATP (il fosfato terminale ad essere trasferito).
Ricapitolando; dalla molecola del DNA ad opera della fosfatasi alcalina vengono rimossi i gruppi fosfato terminali ...
5' P_________________________________________OH 3'
3' OH_________________________________________P 5'
... portando alla formazione di una doppia elica contenente alle estremità 3' e 5' solo gruppi OH...
5' HO_________________________________________OH3'
3' HO_________________________________________OH5'
...in seguito ad opera di una DNA chinasi l'isotopo radioattivo del fosforo viene trasferito dall'ATP alla molecola di DNA, marcandola radioattivamente con l'isotopo del fosforo.
5' P______________________________________OH 3'
3' HO__________________________________________P 5'
In seguito la reazione viene bloccata innalzando la temperatura. Se invece vogliamo marcare l'estremità 3' possiamo utilizzare l'enzima Terminal transfer; questo enzima catalizza l'aggiunta di circa 20-30 nucleotidi all'estremità 3'-OH di un filamento di DNA. Come substrati di questo enzima possono essere utilizzati nucleotidi come l'ATP contenente un isotopo radioattivo.
martedì 24 marzo 2009
SOUTHERN BLOTTING
Qualche post fa abbiamo parlato delle endonucleasi di restrizione e di come questi enzimi tagliano il DNA legandosi a specifiche sequenze nucleotidiche di riconoscimento; i frammenti risultanti dai tagli possono essere esaminati attraverso l'elettroforesi sul gel d'agarosio che ci può essere di grande aiuto nell'individuare la grandezza dei frammenti ottenuti. A seconda della concentrazione del gel possiamo discriminare i frammenti di varia lunghezza arrivando addirittura a separare frammenti che differiscono anche per un solo nucleotide. In seguito il gel può essere immerso in bromuro d'etidio in modo tale da colorare il DNA una volta illuminato con luce ultravioletta. Questo tipo di risultato però lo possiamo ottenere solo con frammenti di DNA molto piccoli, infatti per frammenti di DNA più grandi non possiamo separare molecole di dimensioni simili, questo perchè se la molecola originale di DNA che abbiamo usato è molto lunga, darà origine a molti frammenti di restrizione e sul gel osserveremo un'unica grande banda diffusa, nella quale possono essere presenti frammenti di ogni grandezza.
Grazie alle tecniche di ibridizzazione, una banda corrispondente ad un determinato frammento di DNA (per esempio quello contenente un gene) può essere identificato e prelevato anche se non se ne conosce la grandezza attraverso la tecnica del southern blotting; a condizione però di conoscere almeno una parte della sequenza di nostro interesse. Vediamo dunque quali sono i passaggi attraverso i quali si esegue una southern blotting. Prima di tutto digeriamo il DNA con gli enzimi di restrizione che in seguito saranno sottoposti ad elettroforesi su gel d'agarosio che le discriminerà in base al peso molecolare; quando i frammenti saranno completamente separati per elettroforesi, il DNA può essere visualizzato immergendo il gel in bromuro d'etidio. Il gel può essere immerso anche in una soluzione di HCl 0,2 M per facilitare una blanda depurinazione (l'immersione però in HCl può essere facoltativo). Invece dopo queste fasi preparatorie il gel viene immerso in un alcale forte, molto spesso si utilizza una soluzione diluita di NaOH 0,5 M per denaturare il DNA, la funzione della base forte è quella di scindere la doppia elica in un DNA a singolo filamento, questo passagio sarà di fondamentale importanza, perchè consentirà in seguito di ibridare i frammenti di DNA con una sonda specifica. Nella tappa successiva attraverso un tampone con un pH specifico si porta il gel alla neutralità (bisogna neutralizzare l' NaOH). Il gel può essere immerso in una soluzione di SSC per creare un ambiente ad alta forza ionica. Nella tappa successiva il gel viene posto su un foglio di nitrocellulosa o di nylon dove una soluzione salina viene fatta passare attraverso il gel d'agarosio in direzione perpendicolare alla direzione elettroforetica. La soluzione salina viene estratta dal gel in vari modi:
1) elettroblotting
RANDOM PRIMER
lunedì 23 marzo 2009
NICK TRANSLATION
I) Nella prima parte la DNAsi I causa una rottura interna alla molecola di DNA da marcare rompendo i legami 3'-5' fosfodiesterico e quindi causando una interruzione (nick)
II) In seguito si aggiunge alla miscela di reazione la DNA pol I con i dNTP (deossinucleosidi trifosfati) marcati con l'isotopo radioattivo del fosforo (32 o 35). La DNA pol I contenente attività esonucleasica 5'-3' rimuove tutte le basi nucleotidiche non marcate sostituendole con i deossinucleotidi contenenti gli isotopi radioattivi. Il risultato finale sarà una doppia elica marcata con una elevata % di isotopi radioattivi.
Se vogliamo fermare la reazione lo possiamo fare aggiungendo TE + SDS (tris EDTA= Etilendiammina tetracetato) che causa la denaturazione della miscela enzimatica. Qui di seguito è presente un link che vi mostra come avviene la la marcatura del DNA con questo metodo, basta cliccare avanti per vedere i vari passaggi del processo.
domenica 22 marzo 2009
ENZIMI DI RESTRIZIONE
Oggi parliamo degli enzimi di restrizione (nucleasi), per la precisione parleremo delle endonucleasi di restrizione, che svolgono un ruolo importante in tutti gli aspetti della tecnologia del dna ricombinante, la funzionalità di questi enzimi, ad esempio nei procarioti, è di proteggere la cellula dall'ingresso di materiale genetico estraneo, come quando la cellula procariotica è infettata da un virus batterico (batteriofago), se questi particolari enzimi riconoscono l'acido nucleico estraneo lo degradano. Le endonucleasi di restrizione come accennato prima sono in grado di rompere i legami fosfodiesterici tra due residui nucleotidici adiacenti idrolizzandoli, lo fanno riconoscendo specifiche sequenze di nucleotidiche ed effettuando tagli sulla doppia elica. Possiamo distinguere almeno tre tipi di nucleasi di restrizione definite anche di tipo I-II-III. Gli enzimi I e III non vengono utilizzati come gli enzimi di classe II perchè possono effettuare tagli anche a parecchie coppie di basi dal sito di riconoscimento, quindi non risultano molto utili essendo poco specifici nel taglio, di conseguenza non è possibile conoscere con certezza la posizione del taglio e le frequenze dei tagli. Gli enzimi di classe II sono molto più specifici tagliando proprio sulla specifica sequenza di riconoscimento o comunque molto vicina ad essa, essendo molto specifiche nel taglio generano una serie di frammenti la cui sequenza può essere predetta se si conosce la sequenza iniziale. Nella foto abbiamo un classico esempio di nucleasi di restrizione EcoRI (enzima isolato dall'E.Coli), questo enzima taglia il DNA solo ed esclusivamente sulla sequenza di sei nucleotidi 5'-GAATTC-3'; la quantità di segmenti di DNA che si possono ricavare utilizzando questi enzimi dipende da quante volte la sequenza di riconoscimento è presente nel DNA. Alcuni di questi enzimi possono tagliare il doppio filamento in due modi diversi, in posizione simmetrica (vedere nell'immagine AluI) portando alla formazione di estremità definite non coesive o piatte, altri tagliano il doppio filamento in maniera asimmetrica portando alla formazione di estremità definite coesive in quanto il taglio eseguito dall'enzima è sfalsato (vd. EcoRI o BamHI), lasciando le estremità 5' più lunghe di quelle 3'. Gli enzimi che portano alla formazione di questi tagli sono molto utili in quanto i filamenti sfalsati possono permettere l'inserimento di frammenti di DNA a doppio filamento che presentano estremità coesive complementari a quelle ottenute con gli enzimi di restrizione. Nel filmato preso da you tube (scusate è in inglese) potete vedere un esempio di quanto detto nelle ultime righe, argomento che comunque approfondiremo a breve.
sabato 21 marzo 2009
IL DNA
Il DNA è il depositario molecolare dell'informazione genetica, informazione che contenuta sottoforma di specifiche sequenze nucleotidiche in segmenti di DNA che siamo soliti chiamare geni, permette la sintesi di proteine e di RNA, che a loro volta sono molecole di fondamentale importanza per la sopravvivenza e il corretto funzionamento delle cellule. Il DNA, o la doppia elica come viene comunemente chiamato, è una grossa macromolecola i cui mattoni costituenti sono i nucleotidi che interagendo tra loro attraverso particolari legami, formano due catene elicoidali avvolte attorno ad un asse immaginario creando così una doppia elica rigida destrorsa. Nella parte interna ritroviamo le basi azotate che attraverso legami idrogeno legano le due catene polinucleotidiche, mentre la porzione esterna è costituita dai deossiribonucleotidi con i gruppi fosfato carichi negativamente che interagiscono con l'ambiente cellulare circostante. Le basi azotate che si trovano all'interno della struttura sono letteralmente impilate le une sulle altre (cioè sovrapposte come una pila di monete); ed è proprio l'impilamento e la particolare complemantarietà delle basi azotate a permettere l'esistenza del DNA.
Due sono le interazioni chimiche che determinano la corretta stabilità del DNA:
1)APPAIAMENTO DELLE BASI: tra i due filamenti assistiamo alla formazione di legami idrogeno, legami chimici che si esercitano tra un atomo elettronegativo (ossigeno, azoto) e un atomo di idrogeno legato ad un altro atomo elettronegativo (nell'immagine sopra si possono vedere le basi adenina e timina legate tra di loro da un atomo di ossigeno ed un idrogeno, e da un atomo di idrogeno ed uno di azoto). I legami a idrogeno come accennato prima, essendo più deboli dei covalenti, questo fa si che possano essere rotti e riavvicinati facilmente permettendo a tutti quegli enzimi che svolgono dei ruoli a carico del DNA di poter aprire e chiudere come una cerniera la doppia elica, come nel caso della replicazione del DNA. Inoltre tra le basi azotate si formano anche un numero diverso di legami idrogeno che in parte influenza la stabilità della doppia elica. Tra una adenina ed una timina assistiamo alla formazione di due legami idrogeno mentre tra una guanina e una citosina vi sono tre legami idrogeno. Ne consegue che una molecola di DNA che contiene una percentuale maggiore in guanina e citosina risulta essere nel suo insieme più stabile. Inoltre non è una semplice coincidenza che le regioni del DNA ricche in adenina-timina siano regioni che svolgono un ruolo importante durante i processi replicativi, infatti le ritroviamo in regioni a monte dei geni definiti promotori, che permettono lo svolgimento della doppia elica proprio nelle sequenze promotrici ricche in A-T (basti citare la prinbow box procariotica che analizzeremo in seguito). Inoltre gli appaiamenti di basi che abbiamo accennato poc'anzi adenina con timina, guanina con citosina sono gli unici appaiamenti possibili per offrire al DNA uno specifico diametro e stabilità strutturale. Altri tipi di combinazioni del tipo pirimidina-pirimidina o purina-purina sono pure possibili ma non darebbero le stesse combinazioni di legami idrogeno e non riuscirebbero ad entrare le giusto diametro dell'elica.
2) IMPILAMENTO DELLE BASI: insieme ai legami idrogeno rappresenta il secondo tipo di forze che rendono la molecola di DNA stabile. L'impilamento è un vero e proprio legame non covalente che si instaura tra le basi azotate (che ricordiamolo sono composti aromatici). Nel sovrapporsi le une sulle altre come una pila di monete gli elettroni dei legami pi greco vengono parzialmente distribuiti tra le basi azotate presenti al di sotto e al di sopra nella struttura. Inquesto modo una volta che i filamenti sono appaiati la stabilità della doppia elica viene aumentata ulteriormente.
I nucleotidi che costituiscono il DNA non riempono completamente il cilindro immaginario dell'elica ma formano degli spazi vuoti noti come solco maggiore e solco minore, che costituiscono dei siti in corrispondenza dei quali le molecole di DNA interagiscono con proteine o farmaci. Inoltre bisogna ricordare che appaiamento e impilamento sono importanti non solo per la stabilità strutturale della doppia elica ma anche dal punto di vista biologico, perchè ci danno importanti informazioni su come la struttura viene replicata (e di conseguenza come l'informazione genetica venga trasmessa alle generazioni successive). Il fatto che vi debba essere un determinato tipo di combinazione tra le basi azotate (adenina con timina e citosina con guanina) è indicativa del fatto che la replicazione del DNA potrà generare solo ed esclusivamente copie perfette della molecola parentale, utilizzando i due filamenti come stampo per la sintesi di nuove molecole di DNA (ovviamente sempre che la replicazione vada a buon fine). Vedremo in seguito come questo processo sarà utilizzato dagli enzimi DNA polimerasi durante la replicazione del DNA e dalle loro controparti le RNA polimerasi durante i processi della trascrizione.