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Metodi e Approcci

I metodi della chimica, il suo punto di vista, gli strumenti attraverso i quali analizza ed opera.
Contempla: chimica analitica, chimica inorganica, chimica organica, chimica descrittiva, chimica generale, chimica-fisica, biochimica, chimica sintetica.

Il concetto di “sistema” nella didattica della chimica

Cari colleghi insegnanti,
questo post è un po’ diverso dagli altri: non vi presento un particolare argomento, ma chiedo la vostra collaborazione per una ricerca di cui renderò noti i risultati acamerino tempo debito. Sto svolgendo il dottorato di ricerca in “didattica della chimica” presso la School of Advanced Studies dell’Università di Camerino. Il mio supervisore di tesi è il prof. Fabio Marchetti, docente di Chimica Generale ed Inorganica.

Uno degli obiettivi della mia ricerca è l’ampliamento dell’uso del concetto di sistema nell’insegnamento. Parte fondamentale della ricerca è la rilevazione a livello nazionale dell’utilizzo di tale concetto nella pratica didattica dei docenti delle scuole secondarie di primo e secondo grado delle classi di concorso tecnico-scientifiche e delle aree pedagogico-filosofica e giuridico-economica (principalmente A012, A013, A017, A019, A020, A033, A034, A035, A036, A037, A038, A042, A049, A057, A058, A059, A060 e altre che il docente vorrà indicare nel questionario).

Un sistema può essere definito come un’entità composta da più parti interconnesse e interdipendenti, organizzate in modo da lavorare insieme per compiere determinate funzioni. Un sistema dinamico aperto può ricevere dall’ambiente materia/energia/informazione che costituisce il suo “input”. Nel sistema l’input viene rielaborato producendo  un “output” in uscita come risultato.

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Le tappe storiche dell’Immunologia

di Sergio Barocci

campo semantico per "sistema immunitario"

 

Da Jenner alla teoria delle catene laterali di Paul Ehrlich

Edward A Jenner - Louis Pasteur

Edward A. Jenner ( 1749 – 1823) Louis Pasteur (1822 – 1895)

Sebbene il concetto di immunità fosse già presente nella tradizione popolare, sono trascorsi quasi duemila anni prima che si attuasse in una efficace pratica medica. Un primo tentativo sistematico di immunizzazione contro una malattia infettiva è probabilmente da far risalire al XV secolo, ad opera di Cinesi e Turchi. Tuttavia, un documentato e significativo miglioramento nei metodi di immunizzazione ebbe luogo nel XVIII secolo ad opera di E. Jenner che nel 1798 realizzò i primi vaccini contro il virus del vaiolo. Nel XIX secolo il concetto di immunità conobbe maggiori sviluppi grazie a L. Pasteur e alle sue ricerche sugli agenti infettivi e sulla vaccinazione.

Elie Metchnikoff - Paul Ehrlich

Elie Metchnikoff (1845 – 1916);  Paul Ehrlich (1854 – 1915)

Tra la fine del XIX secolo e i primi due decenni del Novecento, la complessità dei meccanismi immunitari venne gradualmente svelata, con la dimostrazione dell’esistenza degli anticorpi, dell’identificazione del complemento, dell’applicazione di nuove metodiche come la precipitazione e l’agglutinazione. Alla “teoria umorale” dell’immunità venne affiancata la “teoria cellulare”, grazie ai lavori di E. Metchnikoff (Premio Nobel per la Medicina insieme a Ehrlich nel 1908) sulla fagocitosi.

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La codifica del genoma umano e la sua pubblicazione

di Sergio Barocci

(continua dall’articolo “il Progetto Genoma Umano“)

Anno 1996.
Nel mese di febbraio fu organizzato un congresso alle isole Bermuda finanziato dal Wellcome Trust in cui i più importanti laboratori coinvolti nella ricerca del progetto internazionale sul Genoma Umano (HPG) sottoscrissero un accordo in base al quale si impegnavano a rendere liberamente accessibili i dati, così da massimizzare i benefici sociali della ricerca. Molti furono gli scienziati che riposero le loro speranze nel progetto pubblico internazionale sullo studio del genoma
Nel mese di aprile si sviluppò la tecnologia Gene Chip una tecnica rivoluzionaria per studiare l’espressione genica e per il sequenziamento grazie alla collaborazione tra il Dipartimento di Biochimica dell’Università di Stanford e la Società americana Affymetrix Inc. con sede a Santa Clara in California che resero disponibili commercialmente dei DNA microarray (microscopiche sonde di DNA o probes attaccate ad una superficie solida come un chip di silicio formanti un array o matrice che permettevano di esaminare simultaneamente la presenza di moltissimi geni all’interno di un campione di DNA).

Affymetrix Gene ChipAffymetrix Gene Chip

Affymetrix Gene Chip: strumentazione e due singoli chip

Nel mese di luglio fu sequenziato il genoma di Escherichia coli di 4,64 Mb e nel mese di settembre si avviarono, invece, sei progetti pilota con finanziamenti di diversi milioni di dollari per sequenziare le estremità finali dei cloni BAC.  

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Un progetto per la Scuola Media: “Insieme nel Reale e nel Virtuale per la Chimica Sostenibile”

Anna Maria Madaio, insegnante di Chimica Organica e Biochimica presso l’Istituto Tecnico Tecnologico “B. Focaccia” di Salerno, è Responsabile Scientifico di un Progetto di Diffusione della Cultura Scientifica destinato alla formazione di 50 docenti di Scienze e di Tecnologia delle Scuole secondarie di primo grado ed ai docenti di Scienze del primo biennio delle Scuole secondarie di secondo grado.
Il progetto, diretto dal Dirigente dello stesso ITT, Renzo Stio, ha per titolo “Insieme nel Reale e nel Virtuale per la Chimica Sostenibile” e coinvolge anche l’Istituto di Chimica Biomolecolare del CNR (ICB-CNR) di Pozzuoli (NA) ed il Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Salerno (DIIn-UNISA).
L’Associazione Culturale Chimicare, che supporta il progetto in qualità di media-partner, ha rivolto alcune domande al suo Responsabile Scientifico, con la finalità di permettere ai lettori di conoscere meglio le implicazioni e le innovazioni che esso comporta, nello scenario della diffusione della cultura scientifica italiano.


Chimicare – Buongiorno Anna Maria e, come prima cosa, complimenti per essere riuscita con il tuo istituto a condurre fino alla linea di partenza questo importante e immagino non facile progetto. Il primo aspetto che salta all’attenzione anche dei meno coinvolti nella didattica della chimica sono i destinatari ultimi del progetto, ovvero gli insegnati della scuola secondaria di primo grado (la vecchia scuola media).

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il Progetto Genoma Umano

di Sergio Barocci

logo di Human Genome Project

logo di Human Genome Project

Se abbiamo ora a disposizione la mappa completa del genoma umano cioè l’intero DNA della nostra specie trasformato in un contenuto digitale di 1,5 Gigabyte, reperibile su Internet (Road Map Epigenomics) e che tutti i ricercatori, usano ed elaborano per i loro scopi, lo dobbiamo esclusivamente al Progetto Genoma Umano o HGP, una delle imprese scientifiche più importanti della storia dell’umanità per ambizione e risorse impiegate. Il coronamento di decenni di ricerca biologica da cui ha preso inizio una nuova era, l’era “post-genomica”.
L’idea di fondo del Progetto è stata l’acquisizione di conoscenze che fossero di fondamentale importanza per la comprensione dei meccanismi della genetica umana e per l’implicazione dei geni nello sviluppo delle malattie umane ma soprattutto per l’identificazione e per la mappatura di tutti quei geni presenti nel genoma umano e per il loro posizionamento, almeno approssimativamente sui cromosomi, allo scopo di sviluppare metodi più efficienti e veloci di sequenziamento del DNA, di mettere a punto software per gestire, assemblare e analizzare l’immensa mole dei dati di sequenza prodotti e infine di considerare gli aspetti etici, sociali e legali legati dalla disponibilità di dati così delicati relativi alle persone.

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Le tappe storiche che hanno condotto alla scoperta delle vitamine

di Sergio Barocci

Le cellule viventi, oltre ai loro componenti principali (carboidrati, lipidi, proteine, acidi nucleici), contengono anche alcune sostanze organiche che svolgono la loro azione in piccole quantità, chiamate vitamine. Sebbene esse siano essenziali per molte forme di vita, la loro importanza biologica venne riconosciuta per la prima volta solo in quanto alcuni organismi non erano in grado di sintetizzarle e dovevano quindi rifornirsene da fonti esogene. Insieme agli enzimi partecipano alle reazioni chimiche necessarie al funzionamento del nostro organismo e agiscono anche da catalizzatori per la formazione o la rottura dei legami chimici tra le molecole
alimenti fonti primarie delle diverse vitamineLa storia delle vitamine, uno degli episodi più importanti nella storia della biochimica, ha avuto un notevole effetto sul benessere e sulla salute dell’uomo e sulla comprensione dei processi catalitici che avvengono nel metabolismo degli organismi viventi. Il fatto che la dieta fosse in relazione con alcune malattie, era già noto al tempo degli antichi egizi in quanto essi conoscevano da tempo che estratti di fegato erano in grado di curare la cecità notturna, una malattia oggi nota per essere causata da una carenza di vitamina A. Durante il Rinascimento, l’inizio dell’era delle navigazioni oceaniche causò ai naviganti prolungati periodi di privazione di frutta fresca e di verdure e pertanto le malattie dovute alle carenze di vitamine divennero abbastanza comuni tra gli equipaggi delle navi.

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La bibliometria e gli indici di valutazione di riviste e ricercatori

di Silvia Barra

Negli articoli precedenti sulla peer-review (vedasi elenco a fondo pagina) abbiamo scoperto come funziona questo meccanismo, i suoi pro e contro e quali sono le figure che entrano in questo processo. Abbiamo anche detto che la peer-review è una sorta di garanzia sulla qualità della rivista che la applica.
In questo nuovo articolo scopriremo che ci sono altri fattori da tenere in considerazione quando dobbiamo effettuare una ricerca bibliografica.

 

La bibliometria e l’importanza degli indici quantitativi

espressione di un giudizio o di una preferenzaEsiste una scienza che si occupa della valutazione delle pubblicazioni, la bibliometria. Questa scienza si basa su aspetti qualitativi e quantitativi. La peer-review è un aspetto di tipo qualitativo: è l’opinione soggettiva, seppur autorevole, di alcuni esperti riguardo al lavoro prodotto da un altro ricercatore.
In questo articolo ci concentreremo invece sugli aspetti quantitativi, chiamati indici bibliometrici. Questi indici sono degli algoritmi matematici che si applicano alla rivista o ai suoi autori.
Più elevato è il numero delle citazioni ricevute da una pubblicazione, maggiore è il numero di autori che hanno utilizzato nel loro lavoro il contenuto della pubblicazione in
oggetto, quindi maggiore è l’impatto di questa pubblicazione sulla comunità accademica.
La possibilità di utilizzare uno dei due procedimenti non esclude l’altro, anzi proprio per il fatto che non esiste una regola standard per la valutazione, è legittimo usufruire sia degli indicatori bibliometrici sia della peer-review.

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Pro e contro della peer-review

di Silvia Barra

Dopo aver imparato che cos’è e come funziona la peer-review e conosciuto i protagonisti, in questo terzo e ultimo appuntamento dedicato alla revisione paritaria cercheremo di capire quali sono i vantaggi e quali gli svantaggi di questo metodo, qual è l’evoluzione prevista e cosa suggeriscono scienziati e editori per migliorare il meccanismo.

analisi e revisione di archivi documentaliPoiché la peer-review è diventata uno strumento sempre più importante negli anni, direi quasi irrinunciabile, a partire dagli anni ‘90 sono stati fatti molti studi per valutare l’efficacia della peer-review. Gruppi di ricercatori e alcune tra le riviste più importanti hanno svolto dei veri e propri “studi clinici” sul processo di revisione paritaria, variandone alcune caratteristiche come età, formazione, nazionalità, esperienza dei revisori, modificando i nomi degli autori per scoprire la presenza di eventuali discriminazioni e così via. Dagli studi, il risultato sostiene che la peer-review è apprezzata più per gli effetti che promette che per la sua reale efficacia.

Analizziamo allora i vantaggi del metodo, per poi passare agli svantaggi.

 

Vantaggi della peer-review

vantaggi e svantaggi della peer reviewIl motivo principale per cui la revisione paritaria è diventata uno strumento importante nell’editoria scientifica è che la peer-review porta autorevolezza alla rivista che la utilizza. Riviste senza peer-review sono poco considerate, o da alcuni non considerate affatto riviste degne di nota.

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il sistema sanguigno AB0 e le sue varianti “deboli”

di Sergio Barocci

agglutinazione dei globuli rossi del sangueLandsteiner nel suo celebre esperimento, che risaliva al 1900 e con il quale scopri il sistema AB0, si servì di un campione del suo sangue e di quello di altri cinque suoi colleghi. Dopo aver separato il siero dai globuli rossi cimentò ciascuna sospensione eritrocitaria con ciascun siero nelle varie combinazioni. In alcuni casi i globuli rossi apparivano agglutinati. Egli concluse che tale risultato era dovuto alla presenza sulla superficie cellulare eritrocitaria di due antigeni o agglutinogeni e che era possibile suddividere gli individui esaminati e verosimilmente tutti gli esseri umani in tre gruppi:

Gruppo A, per la presenza dell’antigene A sui globuli rossi,

Gruppo B, per la presenza dell’antigene B,

Gruppo 0, per l’assenza sia dell’antigene A , sia di quello B.

L’agglutinazione era dovuta alla presenza nel siero di particolari anticorpi agglutinanti o agglutinine che si legavano agli antigeni eritrocitari.
Poiché nessuno degli individui che aveva partecipato all’esperimento era stato trasfuso con globuli rossi, Landsteiner dedusse che ogni soggetto doveva possedere anticorpi naturali nel suo siero, specifici per gli antigeni che non erano presenti sulle proprie cellule.
Quindi, gli individui di gruppo A hanno anticorpi naturali anti-B nel loro siero, quelli appartenenti al gruppo B, anticorpi naturali anti-A mentre quelli appartenenti al gruppo 0 hanno nel loro siero sia l’anticorpo anti-A sia l’anticorpo anti-B.

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Peer-review: ecco chi è il revisore

di Silvia Barra

Dopo aver scoperto cos’è e come funziona la peer-review, in questo secondo articolo analizzeremo i vari tipi di peer-review, la figura del revisore, cioè di colui che esegue il lavoro di peer-review e scopriremo perché è importante, in una ricerca bibliografica, controllare che la rivista sulla quale è pubblicato l’articolo che ci interessa sottoponga gli articoli a peer-review.

 

reviewI vari tipi di peer-review

Abbiamo visto che la peer-review prevede che uno o più revisori valutino un articolo scritto da uno o più autori. Ma autori e revisori si conoscono reciprocamente?

Esistono al momento vari tipi di peer-review.
In quello più comune, i revisori conoscono gli autori, ma gli autori non sanno chi sono i revisori. Questo tipo di peer-review si chiama single blind, vale a dire che una delle due parti è nascosta all’altra, ma non viceversa.

Nella peer-review double blind (cioè a doppio cieco, come vengono anche denominati alcuni studi sperimentali medici), gli autori non conoscono chi effettuerà la revisione del loro articolo e i revisori non conoscono gli autori dell’articolo. Questo in teoria, perché generalmente nella bibliografia gli autori di un articolo tendono a citare i loro lavori precedenti, offrendo così ai revisori un’indicazione della loro identità.

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