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282 10 Il DNA: la natura chimica del gene © 978-88-08-52116-3

CONCETTI Esperimento
I particolari della struttura del DNA furono elaborati da un Domanda: Un estratto proveniente da cellule batteriche
certo numero di scienziati. Dapprima il DNA fu interpre- morte può trasformare geneticamente cellule vive?
tato come una struttura troppo regolare per veicolare le
informazioni genetiche, ma, dal 1940, il DNA di diversi or- Metodi (b) (c) (d)
ganismi rivelò che la composizione delle sue basi variava. (a)

VERIFICA DEL CONCETTO 2 Batteri di Batteri di Batteri di Una miscela di
tipo IIIS tipo IIR tipo IIIS uccisi batteri di tipo IIR
Quale fu il contributo di Levene alla conoscenza del DNA? (virulenti) (non virulenti) col calore e di tipo IIIS
a Scoprì che il nucleo contiene DNA. vengono vengono vengono uccisi col calore
b Scoprì che il DNA contiene quattro basi azotate. iniettati in iniettati in iniettati in viene iniettata
c Scoprì che il DNA è composto di nucleotidi. un topo. un topo. un topo. in un topo.
d Scoprì che le basi nucleotidiche del DNA sono presenti in pro-
Risultati
porzioni costanti.
Il topo muore Il topo vive Il topo vive Il topo muore
■ Il DNA come fonte dell’informazione
genetica Rintracciati Nessun Nessun Rintracciati
batteri batterio batterio batteri
Mentre i chimici stavano elaborando la struttura del rintracciato rintracciato
DNA, i biologi tentavano di identificare la fonte dell’in- di tipo IIIS di tipo IIIS
formazione genetica. Mendel aveva scoperto le regole (virulenti) (virulenti)
fondamentali dell’ereditarietà nel 1866, ma non aveva
la minima idea riguardo la natura fisica dell’informa- Conclusione: Una sostanza presente nei batteri virulenti
zione ereditaria. Nei primi anni del Novecento i biolo- uccisi col calore ha trasformato geneticamente i batteri di
gi giunsero alla conclusione che i geni erano posti sui tipo IIR in batteri di tipo IIIS, vivi e virulenti.
cromosomi, di cui si sapeva che contenevano sia DNA
che proteine. Due serie di esperimenti, uno condotto sui 10.2 Gli esperimenti di Griffith hanno dimostrato
batteri e un altro sui virus, fornirono la prova definitiva
che era il DNA, e non le proteine, a costituire il mate- la trasformazione dei batteri.
riale genetico.
batteri di tipo IIIS uccisi col calore, gli animali sopravvis-
La scoperta del principio trasformante Il primo in- sero e nessun batterio IIIS fu rintracciato nel loro sangue
dizio che il DNA fosse il portatore dell’informazione (figura 10.2c).
ereditaria giunse dalla dimostrazione che esso era il re-
sponsabile di un fenomeno detto trasformazione. Questo I risultati di questi esperimenti non erano sorpren-
fenomeno fu osservato per la prima volta nel 1928 da Fred denti. Tuttavia Griffith rimase sorpreso quando infettò
Griffith, un medico inglese particolarmente interessa- i suoi topi con una piccola quantità di batteri vivi del
to al batterio della polmonite, lo Streptococcus pneumo- tipo IIR insieme a una grande quantità di batteri del tipo
niae. Griffith riuscì a isolare parecchi ceppi differenti di IIIS uccisi col calore. Poiché sia i batteri del tipo IIR sia
S. pneumoniae (tipo I, II, III e così via). Nelle forme vi- quelli del tipo IIIS uccisi col calore erano non virulenti,
rulente (patogene) dei vari ceppi, ogni batterio è circon- egli si aspettava che i topi sopravvivessero. Invece, con
dato da un rivestimento di polisaccaride che fa apparire sua sorpresa, cinque giorni dopo le iniezioni, i topi co-
liscia la colonia batterica quando è coltivata su piastra di minciarono a manifestare i sintomi della polmonite e
agar; queste forme sono chiamate appunto S per smooth morirono (figura 10.2d). Quando Griffith esaminò il
(liscio). Griffith scoprì che queste forme virulente a vol- sangue prelevato dal cuore dei topi, osservò batteri vivi
te mutavano in forme non virulente che erano prive del del tipo IIIS. Inoltre, questi batteri avevano conservato
rivestimento di polisaccaride e davano origine a colonie le loro caratteristiche del tipo IIIS attraverso diverse ge-
dall’aspetto ruvido; per questo motivo furono indicate nerazioni, e di conseguenza la loro capacità di infettare
con la lettera R per rough (ruvido). era ereditabile.

Griffith osservò che piccole quantità di batteri vivi del Griffith prese in considerazione tutte le interpretazioni
gruppo IIIS inoculate nei topi provocavano la polmoni- possibili di questi risultati. In primo luogo poteva esse-
te, facendoli morire; quando analizzò i topi morti scoprì re accaduto che egli non avesse sterilizzato a sufficienza i
grandi quantità di batteri del tipo IIIS nel loro sangue (fi- batteri del tipo IIIS e così una piccola quantità di batteri
gura 10.2a). Quando Griffith inoculò batteri del tipo IIR
nei topi questi invece sopravvissero e nessun batterio fu
rintracciato nel loro sangue (figura 10.2b). Griffith sape-
va che la bollitura uccideva tutti i batteri e distruggeva la
loro virulenza; quando inoculò nei topi grandi quantità di