31 maggio 2012

World No Tobacco Day 2012

Oggi è la Giornata mondiale senza tabacco.
E' un bel modo per sensibilizzare le persone sugli effetti negativi del fumo.
Io ho deciso di riproporvi un lavoro fatto da alcuni allievi della classe II C di Pontevico (BS).
Semplice e istruttivo spiega ai giovanissimi cosa contengono le sigarette e perché è meglio non fumare.

Per gli allievi delle scuole superiori, invece, vi segnalo questo opuscolo sul sito Droga no Grazie.
Per scaricarlo cliccare direttamente sull'immagine.

Ecco anche una ricerca più approfondita per gli adulti o per gli insegnanti che vogliono affrontare l'argomento in classe. Tanti gli argomenti trattati: le sostanze chimiche della sigaretta e gli effetti del fumo; perché smettere e come smettere di fumare; la storia del fumo e delle piantagioni che spesso coinvolgono nella raccolta i bambini nelle zone povere del mondo. Insomma, tanti spunti di riflessione.
Per scaricarlo cliccare direttamente sull'immagine.

Segnalo, infine, il link al quale trovate opuscoli e materiale informativo stampabile su varie sostanze psicoattive.
Per accedere alla pagina cliccare direttamente sull'immagine.
Buona lettura,
Tania Tanfoglio



29 maggio 2012

Meiosi... Square Dance!

Mi sono accorta di non aver mai segnalato uno dei più divertenti video che conosco sulla meiosi!
Semplice, intuitivo e divertente: Meiosis... Square Dance!

Se cercate, invece, una trattazione dell'argomento che vi spieghi la meiosi, allora ci sono altri post su Science for passion che fanno al caso vostro:

Ma ora... Spazio alla musica!



Buon divertimento!
Tania Tanfoglio

28 maggio 2012

La fotosintesi spiegata ai più piccoli!

Qualche giorno fa vi ho proposto una panoramica sulla fotosintesi clorofilliana. Oggi vi presento un video, in inglese,  molto divertente e di semplice comprensione. Il video è particolarmente adatto per i più piccoli perché spiega l'importanza della fotosintesi con una divertente canzone!

Photosynthesis song



Se volete scoprire le piante ed il loro funzionamento, Rino, l'amico scienziato di Pianeta Scuola, è quello che fa per voi! Cliccate sull'immagine e... Buon divertimento!

Se vorrete Rino, l'amico scienziato, vi accompagnerà anche nel modo degli animali, della chimica o del corpo umano. Per saperne di più cliccate qui: Menù di Rino l'amico scienziato.

Tania Tanfoglio

27 maggio 2012

Un libro e un quaderno nel mio destino

Un titolo bellissimo per il Carnevale dei libri di scienza n°8 che verrà pubblicato domani su Gattivity Emanuela Zerbinatti.

Ecco come Emanuela introduce questo splendido tema nella presentazione del Carnevale: "Non importa di quale scienza vi stiate occupando oggi, né se poi siate diventati davvero scienziati. Raccontatemi quale libro di scienza vi ha fatto desiderare di occuparvi di questo nella vita o quali hanno corretto la rotta del vostro cammino. Perché, non dimentichiamo che il cammino per diventare scienziati è lungo. E, a ben guardare, non finisce mai. Nel corso degli anni le inversioni di percorso o anche solo piccoli aggiustamenti ci sono. E chissà che dietro non ci sia proprio un libro."

Ora sarete forse curiosi di sapere qual è il mio. Ci ho pensato a lungo, mancano poche ore alle 12, termine per consegna dei contributi, ed io inizio a scrivere solo ora.


Potrei citarvi  L'Anello di Re Salomone scritto dall'etologo austriaco Konrad Lorenz. L'immersione totale dello scienziato nel suo lavoro è uno splendido esempio di cosa voglia dire fare qualcosa per passione.

"Chi mai oserebbe infatti imporre alla consorte di lasciar circolare liberamente un ratto domestico, che con i denti strappa tanti bei pezzettini dalle lenzuola per tappezzaze la tana; o di permettere a un cacatua di beccar via tutti i bottoni dalla biancheria stesa in giardino; o di accogliere, per la notte, in camera da letto, un'oca selvatica addomesticata, per lasciarla poi volar via dalla finestra al mattino?"... E potrei continuare così per altre venti pagine."
(Konrad Lorenz, L'anello di Re Salomone, Quando gli animali combinano guai)


Potrei parlarvi anche l'Enciclopedia della Salute del 1976 Edizioni Librex.
Una delle più belle immagini dell'enciclopedia, tratta dal I volume.
L'aveva comperata mia mamma, da sempre attratta dai temi medici, anche se poi ha scelto un'altra strada. Quei volumi rossi hanno sempre esercitato su di me un fascino incredibile.
Su quella enciclopedia, una volta, avevo visto un'immagine del cuore. Ricordo che, a scuola, dissi ai miei compagni e alla maestra: "Il cuore ha la forma di un telefono!" L'arco aortico, ai miei occhi di bambina, sembrava la cornetta telefonica! Chissà perché!

Questi per me sono stati due testi importanti. Sono, però, arrivata alla conclusione che, prima di un libro, nel mio destino c'è un quaderno. Il mio quaderno di scienze delle medie che ora, mentre scrivo, è qui accanto a me.
Un quaderno ricco di schemi, disegni, riassunti, colori... Entusiasmo.
Ed è un quaderno semplice che fornisce le informazioni più importanti, senza nozioni poco comprensibili e semplicemente mnemoniche.

Naturalmente un libro c'era. E me lo ricordo ancora.  Era Le Monnier di scienze sperimentali. Purtroppo non ce l'ho più, sono passati vent'anni. In rete non trovo neppure l'immagine di copertina.
Era un bel librone, di quelli di una volta, un unico libro per 3 anni. Che sfogliavo, sfogliavo, sfogliavo... Studiavo e lavoravo sul mio quaderno. 


Eccovi qualche bel lavoro realizzato con la professoressa Daniela Volpi. Sono lavori di una bambina di 11 anni, senza pretese, ma ci sono davvero affezionata! E voglio dire un grazie alla professoressa di allora che ci ha fatto realizzare questo coloratissimo quaderno.

Le trasformazioni dell'acqua

Il disegno di un'esperienza di laboratorio per comprendere le soluzioni

Una mia interpretazione della catena alimentare

La pelle. Chissà se alle allieve del CFP questo disegno ricorda qualcosa?!

Quando ne ho avuto l'occasione, ho cercato di creare sui quaderni dei miei studenti quella stessa atmosfera. Credo che, soprattutto i ragazzi delle medie e del biennio delle superiori, abbiano bisogno di fare, per comprendere e assimilare.

I libri di oggi sono pieni di spunti e di approfondimenti, forse troppi; a volte, semplicemente, sono mal interpretati dai docenti.

Quest'anno ho avuto poche occasioni di stare in classe, ma ho avuto molte occasioni di stare a contatto con i ragazzi, che in classe ci vanno ogni giorno. E di parlare con loro.
Purtroppo, a volte, c'è la demotivazione nei loro occhi: la mancanza di entusiasmo lascia il posto all'indifferenza o, se siamo fortunati, al semplice senso del dovere.
Teste riempite di nozioni, spesso senza un perché, fine a se stesse; quaderni bianchi, vuoti, senza un pensiero, un riassunto, uno schema o un disegno. Libri sottolineati "sotto dettatura", senza uno spunto di riflessione, un commento, una curiosità. Termini imparati a memoria. Il programma è questo, lo dovete imparare, che vi piaccia o no, non c'è tempo.

Un ragazzo che conosce a malapena la struttura del DNA, che non sa chi lo ha studiato e scoperto, cosa può mai comprendere dell'ingegneria genetica?
Ha davvero senso far loro studiare la reazione polimerasica a catena, i passaggi del sequenziamento, dell'elettroforesi o la terapia genica?
Studiare i 12 nervi cranici o le diverse parti che compongono il tronco cerebrale, è utile a uno studente di seconda media?

Non lo so, forse mi sbaglio. 
E' giusto che un ragazzo si renda conto delle nuove scoperte in campo scientifico ma, forse, è meglio riflettere insieme sul cambiamento, sulle potenzialità.
In 50 anni siamo passati dalla conoscenza della struttura del DNA, alla possibilità di sequenziare il genoma umano. E' bello che un ragazzo delle medie conosca il sistema nervoso: magari, però, è più utile, riflettere sul suo funzionamento, sulla sua incredibile velocità e precisione, piuttosto che imparare a memoria una serie di termini, che nella testa di un allievo non riescono ad acquisire un significato o una valenza precisa.

Scusate la vena un po' polemica del post, ma non sopporto il nozionismo fine a se stesso, privo di elaborazione, di personalizzazione, di obiettivi.

Grazie al web e all'esperienza di Science for passion, so che la scuola italiana è anche altro. Per fortuna, ho conosciuto molti insegnanti in gamba e che, sono sicura, portano in classe ogni giorno il loro entusiasmo e le loro competenze, senza perdere mai di vista l'obiettivo.
Non dimenticate mai l'importanza del nostro lavoro e il grande privilegio che avete ogni giorno entrando il classe.


Dedico il post ai miei professori di allora e ai miei studenti, di ieri, di oggi e, spero, di domani.
Tania Tanfoglio


"Non ho mai insegnato nulla ai miei studenti; ho solo cercato di metterli nelle condizioni migliori per imparare" (Albert Einstein)

26 maggio 2012

La fotosintesi clorofilliana: una panoramica

Chiedilo a Tania

Cesare mi ha scritto un altro messaggio sulla pagina di Facebook di Science for passion. Questa volta vorrebbe comprendere meglio la fotosintesi e le reazioni che la caratterizzano, in modo semplice e schematico.


Eccoti accontentato!

La fotosintesi è il processo mediante il quale, a partire da composti inorganici, come l'anidride carbonica (CO2) e l'acqua (H2O), vengono prodotti glucosio (C6H12O6) e ossigeno (O2). La luce solare è la fonte di energia del processo fotosintetico.

Questa equazione chimica riassume la fotosintesi:

6 CO2 + 12 H2O + luce C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O [1]

Gli organismi fotosintetici comprendono sia organismi procarioti (alcuni gruppi di batteri) sia organismi eucarioti (alghe unicellulari e pluricellulari, piante) e sono detti autotrofi. Il termine sottolinea la loro capacità di sintetizzare autonomamente le molecole chimiche dalle quali trarre energia.

La reazione fotosintetica è possibile grazie alla presenza del pigmento clorofilla, di colore verde, e da altri pigmenti accessori, come i carotenoidi.

La fotosintesi avviene a livello delle parti verdi della pianta, cioè nelle foglie e nei giovani fusti non legnosi.

La fotosintesi fornisce agli organismi vegetali gli zuccheri semplici (C6H12O6) che possono essere utilizzati come fonte di energia. La pianta può anche immagazzinare gli zuccheri, sotto forma di amido.

Infine, la fotosintesi fornisce l'ossigeno che viene utilizzato da tutti i viventi per i processi di respirazione cellulare.



Struttura di un cloroplasto. (Wikipedia)

La fotosintesi avviene nei cloroplasti: organuli a forma ovoidale. La membrana interna presenta dei ripiegamenti, chiamati tilacoidi, contenenti la clorofilla. Lo spazio intorno ai tilacoidi è lo stroma; lo spazio interno, invece, è il lume.
In alcune zone i tilacoidi si sovrappongono con un aspetto simile a una “pila di monete” detta grano.

Nello schema generale della fotosintesi si possono distinguere due fasi collegate tra loro: una fase luminosa ed una fase oscura.





La fase luminosa è localizzata nelle membrane dei tilacoidi e comprende reazioni che avvengono solo in presenza di luce.
La fase oscura, invece, avviene nello stroma; non richiede energia luminosa e completa il processo fotosintetico.
Per illustrare le fasi della fotosintesi, vi propongo 2 video in italiano assolutamente ben fatti ed estremamente chiari.


La fase lumionosa comporta la formazione di ossigeno e di molecole trasportatrici di energia: l'ATP e il NADPH.



La fase oscura (ciclo di Calvin), invece, è un insieme reazioni in cui ATP e NADPH vengono utilizzate per sintetizzare glucosio, ad elevato potere energetico.



I video proposti sono stati caricati da soldatodiventura nel 2008. Tra i video caricati nello stesso periodo, ne trovate molti altri, didatticamente validi, di vari argomenti di interesse biologico!

Per i ragazzi delle medie, consiglio, invece, una bella mappa sulla fotosintesi dal sito http://mapper-mapper.blogspot.it una risorsa di mappe davvero imperdibile per tutti gli studenti!
Cliccare sull'immagine per andare sul sito e vedere la mappa.




NOTA [1] 
Una precisazione sulla equazione chimica che riassume la fotosintesi:



Il processo fotosintetico viene normalmente riassunto nella reazione:
 6CO2  +  6 H2O    +   luce  →  C6H12O6     +    6O2

Ricerche più recenti, invece, hanno evidenziato un andamento più complesso che può essere così riassunto:
6CO2    +  12H2O  +   luce  →  C6H12O6    +  6  O2   +  6H2O

Sostanzialmente sono solo due modi di scrivere la stessa cosa: "togliendo" 6H2O sia dai reagenti sia dai prodotti, infatti, si ottiene la prima equazione.

Cerchiamo però di capire da dove esce la prima equazione che ho scritto:

Le reazioni della fase luminosa possono essere così riassunte:
12  H2O + 12 NADP+ → 12 NADPH + 12H+ + 6 O2  + 18 ATP

Le reazioni della fase oscura possono essere così riassunte:
CO2  + 12 NADPH + 12H+ + 18 ATP → 12 NADP+ +  C6H12O6  + 6 H2O

Semplificando si ottiene 6 CO2 + 12 H2O + luce → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O





Se anche voi avete delle domande o delle curiosità da soddisfare leggete qui e scrivetemi!

Buona visione,
Tania Tanfoglio

25 maggio 2012

Meiosi I e meiosi II

Chiedilo a Tania

Cesare mi ha scritto un messaggio sulla pagina di Facebook di Science for passion, vorrebbe capire perché esistono 2 meiosi (meiosi I e meiosi II).

Se siete capitati su questo post ma vi interessano i passaggi della meiosi, cliccate qui: "la meiosi e la formazione dei gameti" è il post che fa per voi!


Per rispondere, invece, alla domanda di Cesare partiamo dalla funzione della meiosi: è una divisione cellulare in cui le cellule figlie presentano un corredo cromosomico dimezzato rispetto alla cellula madre.

La meiosi è il processo che gli organismi pluricellulari utilizzano per formare le loro cellule riproduttive, i gameti. Avviene nei testicoli per formare gli spermatozoi e nelle ovaie per formare le ovocellule.
Da una cellula progenitrice formata da 46 cromosomi, attraverso 2 divisioni successive (meiosi I e meiosi II) si ottengono 4 cellule aploidi, cioè formate da 23 cromosomi.


La meiosi si concretizza attraverso due divisioni consecutive. Per comprenderne il motivo, partiamo dalla duplicazione del materiale genetico. Ogni cellula, prima di dividersi, duplica il proprio DNA: la duplicazione avviene nella fase S del ciclo cellulare.


Nella cellula progenitrice ci sono 46 cromosomi, ovvero 23 coppie; i cromosomi di ciascuna coppia sono definiti omologhi (Figura 1). Prima della duplicazione i cromosomi hanno una forma a bastoncino.
Dopo la duplicazione del DNA, il cromosoma ci appare con la classica forma ad X.
Ciascun cromosoma omologo ora è costituito da due cromatidi fratelli, frutto della duplicazione del DNA. (Figura 2)


Figura 1                                                     Figura 2
Immagine dal sito in inglese http://bio1100.nicerweb.com/ dove potete trovare anche numerosi test per il ripasso di diversi argomenti di biologia.

Per essere precisi bisogna dire che il cromosoma a forma di bastoncino, non duplicato, non è visibile. I cromosomi, infatti, sono visibili solo durante la divisione della cellula, quando sono già duplicati. Per questo motivo, quando la cromatina si condensa, sono visibili i cromosomi omologhi, ciascuno formato dai due cromatidi fratelli ed uniti a livello del centromero.

Prima divisione meiotica o meiosi I: il punto di partenza è una cellula con 46 cromosomi, 23 coppie di cromosomi duplicati. 
L'aspetto più importante è la ripartizione dei  cromosomi: si ottengono due cellule dotate ciascuna di un patrimonio genetico aploide, ovvero di un solo cromosoma per tipo. In questa prima divisione si separano i cromosomi omologhi

Ventruto V., Sacco G., Fortunato L., Testo atlante di citogenetica umana, Springer, 2001.  

Ciascun cromosoma risulta ancora composto da due cromatidi fratelli
Questa prima divisione meiotica è una divisione riduzionale: forma, infatti, due cellule aventi un solo cromosoma omologo. La cellula di partenza ha 46 cromosomi duplicati; le due cellule figlie hanno 23 cromosomi duplicati


Seconda divisione meiotica o meiosi II: in questa seconda divisione, invece, si separano i cromatidi fratelli di ciascun cromosoma. Per questo motivo le 4 cellule risultanti saranno aploidi. In ogni cellula è presente un solo cromosoma per tipo. I cromosomi non sono duplicati e, quindi, hanno forma di bastoncino.
La seconda divisione è, dunque, equazionale: i cromatidi di ogni cromosoma omologo si dividono per formare 4 cellule aploidi. La cellula di partenza ha 23 cromosomi duplicati, le quattro cellule aploidi hanno 23 cromosomi

Ventruto V., Sacco G., Fortunato L., Testo atlante di citogenetica umana, Springer, 2001. 

Da questa spiegazione dovrebbe essere chiaro che le due divisioni cellulari consecutive sono necessarie per ottenere 4 cellule con corredo aploide.

Se anche voi avete delle domande o delle curiosità da soddisfare leggete qui e scrivetemi!

Post correlati:

Buona lettura,
Tania Tanfoglio

24 maggio 2012

Il Principio di Archimede

Chiedilo a Tania


Mi ha scritto Martina, ecco il messaggio che mi ha lasciato nei commenti.

Per prima cosa la saluto, è un sacco di tempo che non la sento... come sta? spero bene; volevo chiederle una cosa di fisica da parte di mio fratello: 
è un problema che non è stato in grado di risolvere fino in fondo, il testo è:
di una sfera massiccia di diametro 10cm, con densità in aria 2,30 kg/dm3, determinare: 

  1. il suo peso in aria 
  2. il suo peso in acqua di mare (d=1028 kg/m3)
  3. se fosse internamente cavo con un vuoto di 300 cm3, galleggerebbe ? 
  4. nel caso galleggiasse, qual è il volume immerso? 

la ringrazio molto, la saluto!:) 


Ciao Martina,
è sempre bello sentire una ex-allieva! Di solito rispondo a domande di biologia ma, dato che il problema è semplice e non richiede una lunga trattazione teorica, faccio volentieri un'eccezione.


Per svolgere questo problema bisogna aver ben chiaro alcuni concetti teorici di base, vediamo quali sono:


La sfera e il calcolo del suo volume
Sfera. Immagine da Wikipedia
La sfera (dal greco σφαῖρα, sphaîra) è il solido geometrico costituito da tutti i punti che sono ad una distanza minore o uguale a una distanza fissata r, detta raggio della sfera, da un punto O detto centro della sfera.


Questa è la formula per il calcolo del volume della sfera:


Cara Martina, l'anno prossimo anche tu studierai i solidi. Un trucco per imparare questa formula? Una simpatica rima: 
"Il volume della sfera qual è?" 
"Quattro terzi pi greco erre tre!"


Il principio di Archimede
"Ogni corpo immerso in un fluido (liquido o gas) riceve una spinta verticale dal basso verso l'alto, uguale per intensità al peso del volume del fluido spostato."
Tale forza è detta forza di Archimede o spinta di Archimede o ancora spinta idrostatica.
Per comprenderlo meglio eccovi un bellissimo filmato breve dal sito http://www.ovo.com
Un sito splendido con tantissimi filmati scientifici in italiano! Per vedere il filmato, cliccare sull'immagine!
Lo sapevate che Archimede ha avuto l'intuizione della spinta idrostatica mentre faceva il bagno?! Date un'occhiata al video, è davvero ben fatto e spiega come è nato il principio di Archimede!


Da un punto di vista matematico, la forza di Archimede può essere espressa nel modo seguente:
essendo ρflu la densità del fluidog l'accelerazione di gravità e V il volume spostato.
Allo stesso modo, il peso del corpo è dato da:
essendo ρsol la densità del solido immerso.
Come si vede in questa chiara immagine di Wikipedia, possono verificarsi 3 situazioni:
  • Il corpo tende a cadere fino a raggiungere il fondo se la forza di Archimede è minore del pesoFA < Fp, ovvero se ρflu < ρsol.
  • Il corpo si trova in una situazione di equilibrio se la forza di Archimede è uguale al peso, FA = Fp, ovvero se ρflu = ρsol. 
  • Il corpo tende a risalire fino alla superficie dove galleggia se la forza di Archimede è maggiore del peso, FA > Fp, ovvero se ρflu > ρsol.


La densità
La densità di un corpo è definita come il rapporto tra la massa del corpo ed il volume del medesimo corpo.
Indicando con m la massa e con V il volume, si ha:
Nel Sistema Internazionale la densità si misura in kg/m³; nel sistema CGS in g/cm³ o equivalentemente il g/mL.
Nell'uso pratico si utilizza il kg/litro (kg/dm³), che corrisponde esattamente al g/cm³ ed equivale a 1000 kg/m³.

Quindi... Attenzione alle unità di misura!


La differenza tra massa e peso
Cliccare sull'immagine per accedere al sito http://space.cinet.it/ e capire bene la differenza tra massa e peso.


Ed ora ecco lo svolgimento del problema
Calcoliamo il Volume della sfera di diametro 10 cm:
Il raggio della sfera è la metà del diametro, ovvero 5 cm.







Prima domanda:
Calcoliamo il peso della sfera: 
V x d = 0,5236 dm3 x 2,30 kg/dm3 = 1,204 Kg
Espresso in Newton sarà: 1,204 Kg x 9,8 m/s2  = 11,80 N


Seconda domanda:
La prima considerazione da fare è che il volume di acqua spostato dalla sfera è uguale al volume della sfera. Possiamo, quindi, calcolare i Kg di acqua spostati dalla sfera: 
V x d = 0,5236 dm3 x 1,028 kg/dm3 = 0,538 Kg
Espresso in Newton sarà: 0,538 Kg x 9,8 m/s2  = 5,272 N
Il peso della sfera in acqua di mare lo ottengo, quindi, per differenza:
Kg della sfera - Kg di acqua spostata dalla sfera = 1,204 - 0,538 = 0,666 Kg
Espresso in Newton sarà: 0,666 Kg x 9,8 m/s2  = 6,5268 N


Terza domanda:
Per rispondere dobbiamo chiederci: "Quanto pesano 300  cm(ovvero 0,3 dm3)?"
Peso di 300  cm3  0,3 dm3 x 2,30kg/dm3 = 0,69 Kg ovvero 0,69  Kg x 9,8 m/s2  6,76 N
A questo punto, i Kg della sfera cava si ottengono, semplicemente, per differenza:
Kg della sfera - Kg della sfera cava = 1,204 - 0,69 = 0,514 Kg
Posso ora calcolare la densità della sfera cava: m/V = 0,514 / 0,5236 = 0,98 kg/dm3
La sfera cava galleggia perché la sua densità è minore della densità dell'acqua.


Quarta domanda:
Il volume immerso sposta una quantità di acqua pari al peso della sfera cava;
Quindi: V=m/d = 0,514 Kg / 1,028 kg/dm= 0,5 dm3


Fonti:
Le formule sono state create con l'extension per Chrome
chrome-extension://dinfmiceliiomokeofbocegmacmagjhe/html/Pencil_chromestore.html
http://it.wikipedia.org/wiki/Archimede
http://it.wikipedia.org/wiki/Densit%C3%A0
Se ti servono esercizi simili:
http://online.scuola.zanichelli.it/ruffo_materia-files/RUFFO_fisica/Ruffo_Fisica_04_fine_unita.pdf 
http://www.andreazucchini.eu/Scuola/Appunti/Fisica/Fluidi/esercizi%20statica%20fluidi.pdf
www.liceoagnoletti.it

Se anche voi avete delle domande o delle curiosità da soddisfare leggete qui e scrivetemi!


Un saluto,
Tania Tanfoglio

23 maggio 2012

Cronistoria del DNA per il Carnevale della Chimica

Oggi è on-line l'edizione numero 17 (pubblicata alle 00:17) del Carnevale della Chimica sul blog scienza e musica di Leonardo Petrillo. Ecco la presentazione della mia cronistoria direttamente dal blog di Leonardo, corredata da simpaticissimi disegni a tema.

"Tania Tanfoglio, curatrice del blog Science for Passion, prepara non un contributo, né 2, né 3, né 4, ma ben 7, i quali generano un'eccezionale serie dal titolo "Cronistoria del DNA"! Riporto la descrizione sintetica, fornita dalla stessa Tania, come panoramica sui contributi:

"Nel 1868 lo svizzero Friedrich Miescher condusse i primi studi sui nuclei delle cellule e scoprì la nucleina. Sessan'tanni più tardi, un altro scienziato, Frederick Griffith studiò i batteri pneumococchi per evidenziarne la capacità di trasferire informazioni genetiche. Bisogna però attendere il 1944 per giungere a nuove cruciali scoperte: Oswald Theodore Avery, Colin MacLeod e Maclyn McCart dimostrarono per la prima volta che il DNA è il depositario dell'informazione genetica. Qualche anno più tardi, nel 1952, questi risultati vennero confermati definitivamente da Alfred Day Hershey e Martha Chase. Si trattava ora di comprendere la struttura tridimensionale dell'acido desossiribonucleico! Alla fine degli anni '40 un gruppo di ricercatori, guidati dal biochimico Erwin Chargaff, analizzò la struttura chimica del DNA, gettando le basi per la comprensione strutturale della molecola. Gli studi di Rosalind Franklin furono determinanti. Le ricerche, condotte con passione e costanza, le permettono nel 1952 di fotografare per la prima volta il DNA. La foto 51 è stata definita come una delle "più belle fotografie a raggi x di qualsiasi sostanza mai scattate". Il 25 aprile del 1953, basandosi sugli studi di Chargaff e della Franklin, James Watson e Francis Crick presenteranno al mondo la struttura molecolare del DNA." 

Elenchiamo dunque i post componenti tale straordinaria avventura, mirata, come si evince, all'analisi dei personaggi che hanno portato alla scoperta della sostanza fondamentale della vita, il DNA:

1) "1868, Friedrich Miescher";
2) "1928, Friedrich Griffith";
3) "1944, Oswald Theodore Avery, Colin MacLeod e Maclyn McCart";
4) "1952, Alfred D. Hershey e Martha Chase";
5) "1948, Erwin Chargaff";
6) "1952, Rosalind Elsie Franklin"
7) "1953, James Watson e Francis Crick"

Il mio consiglio ora è di andare sul blog scienza e musica e di lasciarvi trasportare dal viaggio nel tempo che ci propone Leonardo nella sua brillante introduzione
Tutti da leggere i 34 contributi dei 14 carnevalisti accompagnati da una bella selezione musicale, tutta da ascoltare. 
Che dire?
Scienza e musica... Un connubio perfetto! Bravo Leonardo!
Buona lettura e buon ascolto!
Tania Tanfoglio 

22 maggio 2012

Cronistoria del DNA: 1953 James Watson e Francis Crick

Gli studi di Chargaff e della Franklin avevano fornito le informazioni necessarie per dedurre la struttura del DNA. Il passo concettuale determinante fu compiuto dal fisico britannico Francis Crick e dal biochimico americano James Watson.


Francis Harry Compton Crick (Northampton, 8 giugno 1916 – San Diego, 28 luglio 2004). Fonte: Wikipedia.
Il biologo statunitense James Dewey Watson (Chicago, 5 aprile 1928). Fonte: Wikipedia.


Nel 1953 i due scienziati ipotizzarono che il DNA si componesse di due catene di nucleotidi disposte a  formare una doppia elica. Ciascuna purina, composta da due anelli, si trovava di fronte ad una pirimidina, composta da un singolo anello. L'adenina (A) si lega alla timina (T) mentre la citosina (C) si lega alla guanina (G), in accordo con i risultati di Chargaff. I legami tra le basi puriniche e pirimidiniche avvengono tramite ponti idrogeno.

Wikipedia: Adenina
Wikipedia: Guanina.
Wikipedia: Timina.
Wikipedia: Citosina.


La parte esterna è formata da zuccheri pentosi, cioè a cinque atomi di carbonio, alternati a gruppi fosfato.
Determinante per la comprensione del ruolo dei gruppi fosfato fu la foto 51 di Rosalind Frankin: chiarì la posizione esterna di questi gruppi chimici e ne suggerì la funzione di supporto.

Watson e Crick ne conclusero dunque che l'informazione genetica dipendesse dall'ordine delle quattro basi azotate.

La struttura del DNA può essere facilmente compresa con questa colorata immagine di Wikipedia.


Watson e Crick costruirono diversi modelli di DNA, con cartone e fil di ferro, cercando di far combaciare tutte le informazioni che avevano a disposizione.

Costruirono il modello basandosi su un bozzetto di Odile Speed, moglie di Crick, che lo aveva disegnato seguendo le istruzioni del marito: il bozzetto compare sulla rivista scientifica Nature il 25 aprile del 1953 quando la struttura a doppia elica viene presentata per la prima volta.


Bozzetto di Odile Speed pubblicato su Nature. L'immagine che vi ho riportato è tratta dal sito  http://www.alambicco.unito.it/rubriche_alambicco.html dove trovate importanti informazioni storico - scientifiche.

Didascalia originale dell’immagine: “This figure is purely diagrammatic. The two ribbons symbolize the two phosphate-sugar chains, and the horizontal rods the pairs of bases holding the chains together. The vertical line marks the fibre axis”In questa pagina è possibile scaricare il pdf con l'articolo e l'immagine.


Famosissima immagine di Watson (a sinistra) e Crick (a destra) con il loro modello tridimensionale del DNA. Fonte dell'immagine: http://www.swif.uniba.it/lei/filmod/vitapres.html

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


Fonti
A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid Watson J.D. and Crick F.H.C. Nature 171, 737-738 (1953). In questa pagina è possibile scaricare il pdf.

Lehninger, Biochemistry, 4rd

Isaac Asimov, Cronologia delle scoperte scientifiche, 1992




Elenco dei post: Cronistoria del DNA


21 maggio 2012

Cronistoria del DNA: 1952 Rosalind Elsie Franklin

La protagonista delle storia di oggi è la chimica britannica Rosalind Elsie Franklin.

Rosalind Elsie Franklin (Londra, 25 luglio 1920 – Londra, 16 aprile 1958). Fonte: Wikipedia.

Rosalind nacque nel 1920 a Londra. Dopo aver frequentato la St. Paul's Girls' School si iscrisse, contro il volere paterno, alla Facoltà di Chimica e Fisica dell'Università di Cambridge
Terminò gli studi universitari nel 1941 ma ricevette semplicemente titolo di studio: a quell'epoca l'università di  Cambridge non rilasciava la laurea alle donne. 
Le sue prime ricerche si concentrarono sullo studio delle proprietà del carbone e della grafite; le fibre di carbonio furono anche l'argomento del suo dottorato di ricerca, conseguito nel 1945.

Dopo la Seconda Guerra Mondiale la Franklin lavorò nel Laboratoire Central des Services Chimiques de L'Etat a Parigi dove poté specializzarsi nella diffrazione dei raggi X. Si tratta di una tecnica che permette di analizzare la struttura di molecole di grandi dimensioni. Rosalind riuscì ad ottenere notevoli risultati in questo campo e, proprio per questo, nel 1951 venne invitata a lavorare nel laboratorio di Biofisica del dottor John Ransall, al King's College di Londra, diretto da Maurice Wilkins.
Maurice Hugh Frederick Wilkins (Pongaroa15 dicembre 1916– Londra5 ottobre 2004)
Il 
biologo neozelandese ricevette il premio Nobel per la medicina nel 1962, insieme a Francis Crick e James Watson, per le scoperte riguardo alla struttura molecolare degli acidi nucleici. Fonte: Wikipedia.
Qui iniziarono gli studi della Franklin sul DNA.
Erano gli anni degli esperimenti che avrebbero definitivamente chiarito il ruolo chiave della molecola; nessuno ne conosceva ancora la struttura a livello molecolare.
Rosalind, grazie alla diffrazione dei raggi X, fu la prima ricercatrice ad ottenere una fotografia della doppia elica, passata alla storia come foto 51. Fotografare molecole complesse all'epoca era molto difficile e rischioso: poteva richiedere anche 100 ore di esposizione alle radiazioni.
Foto 51 (Wikipedia)la fotografia è stata definita dallo scienziato britannico John Desmond Bernal "tra le più belle fotografie a raggi x di qualsiasi sostanza mai scattate". Per comprendere meglio le caratteristiche di questa fotografia, vi consiglio un link che mi è stato segnalato nei commenti da DNAyx: in inglese, ma molto interessante! Franklin's X-ray diffraction, explanation of X-ray pattern.

La ricercatrice inglese riuscì dunque ad ottenere un brillante risultato, nonostante l'ambiente difficile nel quale si trovò ad operare. I suoi rapporti con Maurice Wilkins, infatti, non furono buoni e, benché la Franklin avesse dato prova di grandi capacità, Wilkins la considerò sempre come un'assistente esperta chiamata a lavorare nel suo laboratorio per aiutarlo ed assisterlo.

Fu proprio Wilkins a mostrare a Watson la foto 51, senza il permesso della Franklin. Basandosi su questa immagine Francis Crick e James Watson formularono il modello a doppia elica del DNA che noi tutti conosciamo. 

Il 25 Aprile del 1953, sulla rivista scientifica Nature, apparve un articolo dei due ricercatori che mostrava, per la prima volta al mondo, la struttura dell'acido desossiribonucleico; i due scienziati non fecero neppure un accenno alla donna che aveva reso possibile la realizzazione di quel modello.

La Franklin qualche mese più tardi, pubblicò le sue ricerche che confermavano la struttura della doppia elica proposta da Watson e Crick: la foto 51 aiutò a comprendere la funzione di supporto dei gruppi fosfato negli acidi nucleici.

Gli studi successivi della scienziata si concentrarono sulla struttura del virus della poliomielite e del virus del mosaico del tabacco con numerose ed importanti pubblicazioni scientifiche.

L'esposizione massiva ai raggi X, con scarsi dispositivi di protezione, è probabilmente la causa principale della morte di Rosalind, scomparsa per cancro alle ovaie a soli 38 anni.

Wilkins, Crick e Watson ricevettero il Nobel nel 1962; neppure in occasione del conferimento del premio, quando ormai la Franklin si era spenta da 4 anni, fu menzionato l'importante contributo della scienziata alla comprensione della struttura molecolare del DNA. Non possiamo sapere, però, se nel 1962 anche a lei sarebbe stato conferito il Premio Nobel. La ricercatrice britannica morì nel 1958 ed il Nobel può essere assegnato solo a scienziati viventi.

L'artista Wyllie O Hagan, sopravvissuta ad un cancro ovarico, ha trasformato in arte il lavoro di Rosalind:



Per concludere, vi lascio con questo video: Rosalind Franklin - My Favourite Scientist


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


Fonti
Women in Science: splendido e-book gratuito in formato pdf, in lingua inglese. 40 biografie per 40 donne che hanno fatto la storia della scienza. Le biografie sono disponibili anche in formato mp3, sempre in lingua inglese.

A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid Watson J.D. and Crick F.H.C. Nature 171, 737-738 (1953). In questa pagina è possibile scaricare il pdf.

Lehninger, Biochemistry, 4rd

Isaac Asimov, Cronologia delle scoperte scientifiche, 1992




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