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284 10 Il DNA: la natura chimica del gene © 978-88-08-52116-3

batteri uccisi col calore, trattati con l’RNasi e la DNasi, trasforma- (a)
vano i batteri, ma ciò non succedeva con i campioni trattati con la Il genoma
proteasi, a quali conclusioni sarebbero giunti? fagico è
a La proteasi veicola la trasformazione. formato
b L’RNA e il DNA sono i materiali genetici. da DNA.
c Il materiale genetico è costituito da proteine.
d L’RNasi e la DNasi sono necessarie per la trasformazione. Tutte le altre parti
del batteriofago
L’esperimento di Hershey e Chase Una seconda pro- sono proteine.
va che il materiale genetico fosse il DNA derivò da uno
studio sul virus T2, condotto da Alfred Hershey e Martha (b) 1 Il fago si attacca all’E. coli
Chase. Il virus T2 è un batteriofago che infetta il batterio Fago e inietta il suo cromosoma.
Esherichia coli (figura 10.4a). Come si è visto nel capitolo E. coli
9, i fagi si riproducono attaccandosi alla parete esterna di Cromosoma
una cellula batterica e iniettando il loro DNA nella cellula, Cromosoma batterico
dove questo si replica e costringe la cellula a sintetizzare fagico
proteine fagiche. Il DNA del fago resta incapsulato nelle 2 Il cromosoma batterico
proteine e produce progenie fagiche che lisano la cellula si spezza e il cromosoma
(la aprono frantumandola) e fuoriescono (figura 10.4b). fagico si replica.

All’epoca dello studio di Hershey e Chase (il loro lavo- 3 L’espressione dei geni
ro fu pubblicato nel 1952) i biologi non comprendevano del fago produce le sue
esattamente come si riproducevano i fagi. Ciò che sapeva- componenti strutturali.
no era che il fago T2 era composto approssimativamente
da un 50% di proteine e un 50% di DNA, che il fago in- 4 Le particelle delle progenie
fetta una cellula dapprima attaccandosi alla parete esterna fagiche si assemblano.
e che le progenie fagica alla fine viene prodotta dentro la
cellula. Dal momento che la progenie possedeva i me- 5 La parete batterica va
desimi caratteri del fago infettante, il materiale genetico incontro a lisi e rilascia
doveva essere trasmesso dal fago infettante alla progenie; le progenie fagiche.
tuttavia come questa trasmissione genetica avvenisse, re-
stava un mistero. 10.4 T2 è un batteriofago che infetta il batterio E. coli.

Hershey e Chase progettarono una serie di esperimenti (a) Il fago T2. (b) Il suo ciclo di vita.
per determinare se nella riproduzione fagica a essere tra-
smessi fossero le proteine o il DNA. Per seguire il destino Quando le cellule batteriche erano state infettate con
delle proteine e del DNA gli studiosi utilizzarono delle for- fagi marcati con 35S, veniva registrata radioattività preva-
me radioattive, gli isotopi, di fosforo e zolfo. Un isotopo lentemente nei rivestimenti proteici, e solo poca all’inter-
radioattivo può essere utilizzato come tracciante per iden- no delle cellule. Inoltre, quando nuovi fagi venivano pro-
tificare la localizzazione di una molecola specifica, poiché
ogni molecola contenente l’isotopo risulterà radioattiva e
perciò sarà facilmente rintracciata. Il DNA contiene fo-
sforo, ma non zolfo, per questo Hershey e Chase usarono
il 32P per seguire il DNA fagico durante la riproduzione.
Le proteine, invece, contengono zolfo ma non fosforo, e
così usarono zolfo 35S per tracciare le proteine.

Hershey e Chase fecero crescere un ceppo di E. coli su
un terreno di coltura contenente 32P e infettarono i batteri
con il fago T2, in modo tale che tutti i nuovi fagi possedes-
sero un DNA contrassegnato dal 32P (figura 10.5). Quin-
di allevarono un secondo ceppo di E. coli in un mezzo
contenente 35S e infettarono questi batteri con il fago T2,
in modo che questi nuovi risultassero marcati con il 35S.
Infine, Hershey e Chase infettarono separatamente ceppi
non marcati di E. coli con fagi marcati con 35S e 32P. Dopo
aver concesso ai fagi il tempo necessario per infettare le
cellule, collocarono le cellule di E. coli in un miscelatore
e staccarono i rivestimenti proteici, ora vuoti, dalle pareti
cellulari. Infine separarono i rivestimenti proteici e mise-
ro in coltura le cellule batteriche infettate.