DNA

Come un metallo rivoluzionò la medicina: breve storia del cis-platino

di Giuseppe Alonci

Questo articolo è il secondo della serie dedicata agli effetti biologici dei metalli pesanti.  Nello scorso articolo (I metalli, la medicina e la salute: un rapporto complesso) avevamo introdotto alcuni dei concetti base che incontreremo via via in questo e nei prossimi lavori e avevamo visto, prendendo il mercurio come esempio, quanto può essere difficile e complesso delineare un limite tra buono e cattivo, sicuro e non sicuro.  Lo stesso problema lo incontreremo anche con i farmaci a base di platino, che sono l’oggetto di questo scritto, nei quali il miglioramento del rapporto tra danno e beneficio è continuo oggetto di studio e di ricerca.

 

Un metallo veramente prezioso

Quando pensiamo al platino pensiamo al denaro. Non è una novità, al sentire nominare questo elemento il pensiero di chi non è un chimico (o un oncologo) corre immediatamente a gioielli estremamente costosi, a carte di credito platinum, tessere fedeltà platinum e in generale a tutto ciò che è particolarmente costoso ed esclusivo.

In realtà il platino è ben più di un vezzo inutile o di un simbolo di ricchezza: esso infatti entra nelle nostre vite attraverso un ampio spettro di applicazioni. La maggior parte di noi si porta dietro, ogni giorno, dagli uno ai tre grammi di questo metallo, dato che costituisce il cuore delle nostre marmitte catalitiche, che ci permettono di rendere ecologicamente più sostenibili i (troppo) frequenti spostamenti su strada a cui siamo abituati. Continua...

La struttura degli acidi nucleici (e le loro varianti)

di Sergio Barocci

prosegue, dell0 stesso Autore, dall’articolo:  “Gli acici nucleici: dalla cromatina ai nucleotidi” ]

I nucleotidi del DNA e dell’RNA sono uniti tra loro da ponti covalenti tra gruppi fosforici in cui il gruppo OH 5’ di un’unità nucleotidica è unito al gruppo OH 3’ di quella successiva, formando un legame fosfodiestereo (reazione di condensazione tra il gruppo fosforico di un nucleotide e l’ossidrile sul carbonio 3’ dello zucchero di un altro nucleotide costituendo così un polinucleotide ( legami 3’ – 5’ fosfodiesterici ) . Per convenzione, un polinucleotide si scrive con il carbonio terminale 5’ a sinistra e quello 3’ a destra.
Lo scheletro covalente degli acidi nucleici è quindi costituito da un’alternanza di gruppi fosforici e di residui di pentosio, mentre le basi azotate possono essere considerate come gruppi laterali uniti allo scheletro. Lo scheletro covalente del DNA e dell’RNA è idrofilico.

Pertanto, ciò che differenzia un nucleotide dall’altro è appunto la diversa base che lo costituisce e la sequenza in cui sono disposte le basi è quella che determina il codice genetico dell’individuo.3’ manca di un nucleotide nella posizione 3’

Le proprietà delle basi dei nucleotidi determinano la struttura tridimensionale degli acidi nucleici.   Continua...

Gli acidi nucleici: dalla cromatina ai nucleotidi

di Sergio Barocci

GLI ACIDI NUCLEICI
E L’ORGANIZZAZIONE DELLA CROMATINA EUCARIOTICA

Gli acidi nucleici sono macromolecole polimeriche lineari ossia dei polimeri di nucleotidi i cui monomeri sono i nucleotidi stessi. Hanno grande importanza a livello biologico in quanto contengono e trasportano tutta l’informazione genetica di un organismo. Data la loro funzione si trovano principalmente all’interno del nucleo , la zona maggiormente protetta della cellula ma in misura minore anche nel citoplasma. Negli organismi viventi si trovano due tipi di acidi nucleici:
a) DNA (acido desossiribonucleico o deossiribonucleico)
b) RNA (acido ribonucleico)

Nelle cellule procariote (dove non esiste il nucleo) tutte le informazioni sono contenute in una sola molecola di DNA circolare mentre nelle cellule eucariote il DNA si trova all’interno del nucleo in una forma detta cromatina, che consiste sostanzialmente di filamenti di DNA ripiegati in molti modi diversi attorno a delle proteine chiamate istoni (H1, H2A, H2B, H3, H4) , formando delle strutture piuttosto complicate, i cromosomi, caratteristici per forma e numero.   Gli istoni possiedono un alto contenuto di catene laterali cariche positivamente e circa un residuo ogni quattro è rappresentato da lisina o da arginina.   Ciascun tipo di istone può esistere in una varietà di forme a causa di modificazioni post-traduzionali.   Continua...

La replicazione artificiale del DNA: la PCR

di Sergio Barocci

La reazione polimerasica a catena o PCR

postazione di lavoro in cappa per PCRDa quando è stata ottenuta la duplicazione del DNA in laboratorio, è stato possibile fare copie multiple di una sequenza di DNA.  La reazione a catena della polimerasi o PCR da Polymerase Chain Reaction è una tecnica che automatizza questo processo copiando molte volte in provetta un tratto di DNA.  Tale tecnica è stata inventata dal biochimico americano Kary Mullis nel 1983 per la quale ottenne poi il Premio Nobel per la Chimica nel 1993 .  La reazione riproduce praticamente ciò che avviene nel nucleo delle cellule, ossia la replicazione del DNA, eseguita in modo artificiale.
Per allestire una reazione di PCR è necessario disporre di strumenti come un termociclatore, che è una sorta di fornetto in cui si dispongono dei campioni, solitamente posti in una pluripiastra a 96 pozzetti.

La reazione ha la funzione di amplificare un determinato tratto di materiale genetico ottenendone più copie dello stesso.  Al fine di rendere possibile tale procedimento è necessario preparare un campione contenente :
a)  il frammento di DNA da amplificare, presente come doppio filamento,
b)  oligonucleotidi liberi trifosfato, che occorrono come materia prima per sintetizzare i nuovi filamenti che saranno le copie del filamento iniziale,
c)  dei Primers (uno Forward e uno Reverse), che vengono disegnati in base a determinati software (che si possono scaricare da Internet come Free Download), che occorrono come iniziatori del processo di estensione dei filamenti, ossia come prontuario,
d) un enzima che provvede all’estensione dei filamenti, denominato Taq Polimerasi, ossia una DNA polimerasi Termoresistente estratta dal microrganismo, appartenente al Regno degli Archaea, Thermus acquaticus. Continua...

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