17 maggio 2012

Cronistoria del DNA: 1928 Friedrich Griffith

Ieri vi ho parlato di Friedrich Miescher e della scoperta della nucleina. I suoi esperimenti, condotti sui leucociti e sugli spermatozoi di salmone, chiarirono che nel nucleo cellulare erano presenti una porzione acida (il DNA) ed una porzione basica (le proteine).

A questo punto la scienza doveva rispondere ad una domanda fondamentale: quale componente (proteine o DNA) è responsabile della trasmissione dei caratteri ereditari? 

60 anni dopo gli esperimenti di Miescher, un altro scienziato diede un contributo fondamentale alle ricerche sul DNA.
Frederick Griffith fu un batteriologo inglese che dedicò le sue ricerche allo studio del batterio pneumococco.
Frederick Griffith (1879 – 1941). Fonte: Wikipedia.
Esistono diversi tipi di pneumococco, più di 90; alcuni di essi sono in grado di provocare malattie gravi come polmoniti o meningiti.
Microscopia elettronica a scansione di un batterio Streptococcus pneumoniae. Fonte. Wikipedia.
Nel 1928 Griffith condusse un famoso esperimento utilizzando questi batteri: dimostrò che tali microrganismi sono in grado di trasferire informazioni genetiche.


L'esperimento di Griffith può essere spiegato in modo molto semplice con l'aiuto di queste efficaci immagini di Wikipedia.
            Immagine 1                           Immagine 2                           Immagine 3                             Immagine 4


Lo scienziato lavorò con due ceppi batterici diversi tra loro:

  • Un ceppo di pneumococco non virulento, incapace di causare la malattia, detto Rough strain (R). Iniettando questo batterio nelle cavie, il topolino restava in vita.  (immagine 1)
  • Un ceppo di pneumococco virulento, in grado di causare la polmonite, detto Smooth strain (S). Iniettando questo batterio virulento nelle cavie, il topolino moriva.   (immagine 2)
La varietà di batteri S presentava un rivestimento liscio, mentre la varietà R presentava una superficie ruvida. La capacità di causare o meno la polmonite è legata alla presenza, nel batterio S, di una membrana polisaccaridica viscida e lucente.

Successivamente Griffith dimostrò che, se il batterio virulento veniva inattivato con il calore, perdeva la capacità di uccidere il topolino (immagine 3).

Infine Griffith verificò che, aggiungendo batteri virulenti uccisi al calore (che da soli non uccidevano la cavia) ad un ceppo R non virulento vivo (anch'esso incapace di uccidere il topolino), si ottenevano batteri in grado di uccidere gli animali da esperimento. Gli studi confermarono che, in presenza di un ceppo virulento inattivato con il calore, un ceppo non patogeno viene permanentemente trasformato in un ceppo letale: il sangue della cavia, infatti, conteneva batteri del ceppo S vivi e in grado di causare la malattia (immagine 4). Un fattore trasformante, presente nei batteri virulenti uccisi con il calore, entra nei batteri non virulenti e trasferisce a questi ultimi la capacità di causare la malattia.


Molti scienziati dell'epoca, compreso Griffith, erano convinti che il fattore trasformante fosse costituito da proteine. Saranno gli esperimenti successivi, condotti da altri scienziati, a chiarire la natura del principio trasformante; la strada verso la scoperta del DNA aveva compiuto un altro passo avanti!

Anche per oggi vi saluto e vi aspetto su queste pagine con un'altra puntata della cronistoria del DNA.

Questo post partecipa al Carnevale della Chimica che sarà ospitato da Leonardo Petrillo su blog Scienza e Musica;  il tema è Storia, storie e personaggi della Chimica.

Tania Tanfoglio

Bibliografia
Lehninger, Biochemistry, 4rd




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