batterio artificiale

per animazione con powerpoint vedi batterio.ppt

considerazioni sulla ("creazione") ricostruzione di una cellula, batterica, con DNA prodotto per sintesi
e altre molto ipotetiche semplificate considerazioni su trapianto di organo in animale superiore(es.cane)
1-un cane , cardiopatico, riceve un cuore da altro cane (donatore, maschio o femmina):il cane con cuore
trapiantato continua a vivere come in precedenza
2-un cane, cardiopatico, riceve un cuore artificiale:continua a vivere come in precedenza
3-un cane ,cerebroleso, riceve un cervello da altro cane (donatore, maschio o femmina):continua a vivere
ma il nuovo cervello potrà influire sul comportamento globale del ricevente :come?
4-un batterio privato del suo DNA riceve il DNA di un altro batterio:continua a vivere :come ?dato che tutta
la organizzazione dipende dal DNA, il batterio ricostruito dovrebbe presentare caratteristiche tipiche del
batterio donatore del DNA (es.proteine diverse, recettori di membrana ecc.):verifica ...

cenni su composizione e struttura cellulare, batterica

1-ogni cellula presenta una composizione chimica che comprende in particolare molecole
come proteine ,unione di amminoacidi( H, O, C, N), lipidi ( C, H, O) fosfolipidi(C, H, O, P), carboidrati (C, H, O)
e altre sostanze di vario tipo organico o inorganico (sodio, cloro, ferro, magnesio.)

proteine:insieme di amminocidi (composti da C, H, O, N)

lipidi e fofolipidi - carboidrati

2-ogni cellula (batterio) presenta una struttura spaziale particolare costruita utilizzando le sostanze (cfr.precedente)
delle quali dispone (per sintesi propria o per assunzione da ambiente):membrana, citoplasma, (nucleo):DNA

3-la struttura , organizzazione, funzionamento della cellula sono programmati in una molecola
di DNA 0 ADN (acido desossiribonucleico) che presenta una struttura e composizione propria:
composizione:ADN formato da molecole (nucleotidi) di 4 tipi che si differenziano per la
base azotata che contengono , insieme a molecola comune (pentoso desossiribosio e H3PO4):
purine:adenina A, guanina G
pirimidine:timina T , citosina C

adenina-pentoso-fosfato A
guanina-pentoso-fosfato G
citosina-pentoso-fosfato C
timina- pentoso- fosfato T

nel DNA ogni trippletta di nucleotidi (identificati dalle basi A, C, G T) codifica per un
amminoacido (mentre ogni amminoacido può essere codificato da tripplette diversa)
esempio(non preciso...)
CAA > val
CGA > ala
GTA > his
la successione dei nucleotidi(tripplette) nel DNA (filamento con senso)
programma la sintesi di una specifica sequenza (struttura primaria) di una proteina
unendo in sequenza amminoacidi codificati

CAACAACGACGAGTA
GTTGTTGCTGCTCAT
val-val-ala-ala-his...

struttura:elicoidale formata da unione di due filamenti complementari polinucleotidici uniti tra loro
mediante legami a H tra basi azotate A-T G-C (circolare nei procarioti)

4-varie tecniche di bioingegneria permettono di determinare il codice di uno specifico DNA,
ottenere frammenti da modificare, inserire in DNA tra individui distinti (DNA ricombinante),

ottenere copie numerose di specifico frammento (reazione a catena della polimerasi PCR, clonazione),

individuare specifici segmenti di DNA nella catena completa (sonde e ibridazione)

5-esperimento relativo a produzione di batterio con DNA sintetico:
- prova riuscita di trasferimento di cromosoma da batterio x ad altro batterio y privato del proprio DNA

-decodificazione completa di DNA di batterio x
-ricostruzione del DNA di x usando nucleotidi e disponendoli in sequenza come indicato da codice copiato

-inserimento del DNA sintetico x in batterio privato del proprio DNA:risultato :

il batterio fornito di
DNA sintetico lo utilizza per il proprio metabolismo, si riproduce normalmente : è vivo...
(nota: una proprietà ritenuta essenziale per affermare che un individuo è vivo è la sua capcità di riprodursi)

-non è stata "creata" una nuova cellula, vivente: è stata "ricostruita" una cellula batterica "vivente", sostituendo
il suo DNA naturale con altro DNA sintetico: la cellula modificata non ha acquistato la proprietà del vivente,
ma ha mantenuto quella già posseduta, grazie alla utilizzazione del nuovo DNA fornito
(quasi come con un trapianto di cuore...e di cervello ?)

importanza pratica e ipotetica per eventuali applicazioni

alcune considerazioni generali:
1-possibile conoscere funzione di determinati geni e loro localizzazione in cromosomi
2-possibile ottenere copie di tali geni e trasferirle in DNA di cromosomi che possiedono gene anomalo
3-perchè il gene normale trapiantato possa agire deve essere attivato da un particolare meccanismo che
riconosce, seleziona, attiva ogni gene in funzione delle necessità della cellula:meccanismo ancora poco noto.

4-conseguentemente , anche sintetizzando un DNA e inserendolo in un DNA cromosomico ospitante, non sempre
potrà essere utilizzato, se non si interviene anche sul meccanismo di controllo
5-si potrebbe tentare di sintetizzare un frammento di DNA con particolare funzione (es.farmacologica, antiinquinante,
capace di dissolvere petrolio, metalli ecc.)e inserirlo nel DNA batterico, inducendolo a produrre la proteina,
sostanza, enzima, farmaco desiderabile: al limite si potrebbe sintetizzare un DNA del tutto nuovo e inserirlo
in un batterio privato del proprio DNA: si avrebbe una nuova specie di batterio, non derivata per evoluzione
ma "costruita" su programma codificato dall'uomo (computer).

per descrizione su PCR e clonazione vedi anche

http://digilander.libero.it/furlanma/museo/polimera.html

http://digilander.libero.it/fumarinox/forumx/clonazione.htm