Genetica - GESN
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Versione 2.1 – 21 settembre 2006<br />
Avvertenza<br />
Il presente testo è da considerarsi come documento di<br />
lavoro.<br />
Vi invitiamo pertanto a voler segnalare eventuali errori e<br />
imprecisioni al seguente indirizzo<br />
gesn@bluewin.ch
<strong>Genetica</strong>: da ciò che si vede a ciò che lo determina -<br />
alcune applicazioni pratiche<br />
(10 ore-lezione)<br />
Obiettivi:<br />
MATERIALE PER IL DOCENTE<br />
Sapere che l’insieme dei caratteri manifestati da un organismo viene chiamato fenotipo 1 .<br />
L’insieme delle informazioni necessarie per l’espressione dei caratteri ereditari di un organismo o<br />
di un gruppo di individui viene invece chiamato genotipo 2 .<br />
I caratteri vengono ereditati da tutti e due i genitori e si esprimono secondo regole che valgono in<br />
maniera generale.<br />
Sapere che avvengono errori di duplicazione (mutazioni), conoscerne alcune cause.<br />
Conoscere i principi della selezione di specie animali e vegetali e delle biotecnologie moderne.<br />
Proposta di percorso:<br />
1. lezione<br />
- Stimolo iniziale: la mungitura robotizzata delle mucche.<br />
2. lezione<br />
- Messa in evidenza della provenienza dei caratteri di un essere vivente (ambedue i genitori).<br />
3. lezione<br />
- La carta d’identità fisica di una persona.<br />
- Introduzione del termine carattere. Distinzione tra caratteri fisici e caratteri relativi alla propria<br />
personalità.<br />
4. lezione<br />
- Riflessione sui vari tipi di caratteri.<br />
- I caratteri quali indicatori della presenza di informazioni “nascoste”.<br />
5. lezione<br />
- Confronto tra le varie carte d’identità fisiche.<br />
- Riflessione sulla diversità nella continuità.<br />
6. lezione<br />
- Riflessione sulle modalità di trasmissione dei caratteri tra genitori e figli.<br />
- Differenza tra fenotipo e genotipo.<br />
7. lezione<br />
- Le mutazioni: errori che si ereditano.<br />
8. lezione<br />
- Biotecnologie antiche: tecniche che si basano sulle caratteristiche fenotipiche.<br />
9. lezione<br />
- Biotecnologie moderne: i principi dell’ingegneria genetica e della clonazione.<br />
10. lezione<br />
1 fenotipo: insieme dei caratteri fisici e di quelli relativi alla propria personalità manifestati da un organismo<br />
2 genotipo: insieme dei geni 3 che costituiscono le informazioni necessarie per l’espressione dei caratteri ereditari di un organismo o<br />
di un gruppo di individui<br />
3 gene: porzione ben determinata di cromatina 4 che contiene parte delle informazioni necessarie per l’espressione di un<br />
carattere ereditario<br />
4 cromatina: sostanza contenuta nel nucleo di tutte le cellule. Durante la divisione cellulare si attorciglia su se stessa e diventa<br />
visibile formando delle strutture dette cromosomi<br />
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- Riflessione sui valori etici legati alla genetica umana<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 2 di 26
PREMESSA PER I DOCENTI<br />
Sin dall’antichità si è coscienti del fatto che esistano dei fenomeni ereditari. Gli esseri umani li hanno sfruttati<br />
nell’allevamento e nell’agricoltura in modo da far riprodurre gli animali e le piante ritenuti più idonei (caratteristiche<br />
di un animale o di un vegetale, produzione di latte, qualità della carne, aspetto e gusto di frutta e verdura, resistenza<br />
alle malattie).<br />
Con il tempo ci si rese conto che le particolarità degli esseri viventi tendevano a passare ai figli, senza però riuscire a<br />
decifrare questo mistero. Inoltre non si capiva per quale ragione, nella stessa famiglia, un figlio fosse più simile alla<br />
madre, un altro al padre e che, in altri casi, un figlio manifestasse somiglianze, più che con i genitori, con l’uno o<br />
l’altro dei nonni materni o paterni.<br />
La serie di 10 lezioni è concepita per portare gli allievi di IV. media a riflettere sui principi che stanno alla base<br />
dell’ereditarietà, quindi alla trasmissione dei caratteri nel corso delle generazioni.<br />
I CARATTERI 1<br />
Attraverso due attività specifiche (mungitura delle mucche, carta d’identità) si vogliono spingere gli allievi a<br />
riflettere su alcuni tratti somatici, inizialmente relativi a un animale, quindi a loro stessi e ai loro compagni, in modo<br />
da riconoscere le differenze esistenti tra i vari individui, come pure le somiglianze fondamentali date dai caratteri<br />
specifici possedute da ogni specie vivente. La seconda attività porterà pure gli allievi a riflettere sulla distinzione tra<br />
caratteri somatici (aspetti esteriori, per es. colore, forma degli occhi, colore e tipo di capelli, colore della pelle,<br />
forma del naso, del mento, ecc.) e caratteri di natura sociale e psicologia (caratteri psicosociali, per es. diverse<br />
manifestazioni dell'intelligenza, modo di reagire alle situazioni, rapporti intersoggettivi, tendenze sessuali,<br />
preferenze gastronomiche, ecc), normali o patologici.<br />
La distinzione tra caratteri somatici e caratteri psicologici e sociali (psicosociali) 2 è di primaria importanza, dato che<br />
ogni essere umano non è solo il risultato di processi ereditari (che oggi noi identifichiamo negli incroci di patrimoni<br />
genetici). Egli infatti vive una propria storia personale, cresce in una famiglia e nel seno di un determinato ambiente<br />
sociale e culturale, nell'ambito del quale riceve una certa educazione.<br />
Sulle influenze dell'ereditarietà e dell'ambiente su entrambi i tipi di caratteri, ma soprattutto sui caratteri non somatici, la<br />
discussione è accesa tra le diverse correnti di pensiero; in particolare, si stanno diffondendo, per motivi non sempre<br />
scientifici, ma sociali e politici, alcune posizioni tipiche della sociobiologia che ascrivono tutti i caratteri degli individui,<br />
comprese l'omosessualità, l'intelligenza, la tendenza a delinquere, ecc., unicamente a fattori ereditari. Sarà quindi della<br />
massima importanza riflettere con gli allievi e chiarire in modo inequivocabile che un essere non è soltanto il<br />
risultato di processi ereditari, ma anche delle influenze dell'ambiente sociale e culturale e familiare in cui<br />
cresce.<br />
Poiché ogni carattere somatico può assumere diverse forme o espressioni percettibili, per passare da queste ai<br />
caratteri somatici è necessario individuare le categorie in cui si possono riunire un certo numero di<br />
caratteristiche percettibili. Per esempio, le espressioni o forme biondo, bruno, castano, ecc. sono riferite al<br />
carattere colore dei capelli; le caratteristiche pelle chiara, pelle scura, ecc. sono riferite al carattere tipo di<br />
pelle. L'individuazione di tali categorie è un'operazione tutt'altro che banale, dato che quasi mai gli studenti<br />
sono stati impegnati in operazioni mentali relative alla «costruzione» di categorie.<br />
Le proposte avanzate dagli allievi vengono messe in discussione; questa attività dovrebbe permettere alla<br />
classe di accordarsi su un elenco di caratteri somatici, le cui espressioni percettibili possono servire per<br />
caratterizzare un individuo dal punto di vista fisico. Naturalmente l'insegnante può segnalare, se lo ritiene<br />
opportuno in funzione delle attività successive, altri caratteri somatici oltre a quelli emersi dalla discussione.<br />
Potrebbe essere opportuno raccogliere in una tabella i caratteri somatici segnalati dagli allievi, collegando<br />
ognuno di essi con le varie forme che può assumere. Anche se i libri di testo non si pongono neanche il<br />
problema, è molto importante che agli allievi, alla fine di questa attività, sia ben chiara la distinzione tra<br />
«carattere somatico» e le sue «espressioni, forme o varianti percettibili».<br />
Il lavoro proposto potrebbe essere integrato con un problema relativo alla distinzione dei caratteri somatici in<br />
caratteri non misurabili o qualitativi, per i quali non esiste uno strumento di misura, e caratteri misurabili o<br />
quantitativi, per i quali esistono strumenti di misura.<br />
Dalla discussione dovrebbe inoltre emergere che alcuni caratteri somatici restano costanti nel tempo (es. tipo<br />
di pelle), mentre altri variano nel tempo sia dal punto di vista qualitativo (colore dei capelli) sia quantitativo<br />
1<br />
liberamente tratto da: E. Roletto, M.G. Gillone, Dai caratteri ai geni. Quaderni dell’A.N.I.S.N. Sezione Lombardia –<br />
Anno 2 – N.2 – 2004<br />
2<br />
nella proposta didattica viene utilizzata la distinzione tra carattere fisico e carattere relativo alla propria personalità<br />
(ndr)<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 3 di 26
(statura).<br />
ALCUNE RIFLESSIONI AD USO DEI DOCENTI<br />
DELL'USO IMPROPRIO DI UN MODELLO 1<br />
Il testo che segue è stato scritto da un genetista e vuole essere una testimonianza delle gravi conseguenze che<br />
possono conseguire ad una indebita estensione del modello monogenico oltre i propri limiti di validità.<br />
Contrariamente a ciò che si sostiene nell'ambito del sapere comune e, spesso anche nei testi di divulgazione<br />
scientifica, gli esseri umani non possiedono quasi nessun tratto morfologico normale (colore degli occhi, colore o<br />
aspetto dei capelli, forma del naso, ecc.) che sia monogenico. Lo schema di Mendel, utile per i suoi studi su alcuni<br />
caratteri dei piselli, è poco adatto per spiegare i fenomeni ereditari degli esseri umani.<br />
Nel testo Margherita, la ragazza dagli occhi scuri, viene raccontata la storia di una giovane dagli occhi scuri nata da<br />
genitori con occhi chiari (azzurri). Se, come lo si pensa sovente, il carattere «colore degli occhi» è monogenico e se<br />
il bruno è dominante sul chiaro (sull'azzurro), allora la madre deve essersi «sbagliata di partner».<br />
MARGHERITA, LA RAGAZZA DAGLI OCCHI SCURI<br />
Sono in quattro, sedute in semicerchio davanti alla mia scrivania, capelli, occhi, statura da nordiche, come la<br />
loro madre e come il loro padre (come verrò a sapere più tardi). Tutte tranne una, Margherita, la più piccola, bruna<br />
con le pupille scure. E la madre mi racconta questa storia incredibile: quando Margherita è nata, quindici anni<br />
fa, un amico che era andato a renderle visita in clinica, le disse, un po' ridendo e un po' sul serio: «Questa<br />
bambina, con questi occhi, non può essere figlia di tuo marito... Lo puoi trovare in tutti i testi di genetica ». Come<br />
la calunnia cantata da don Basilio, questa battuta poco cortese e maldestra si è gonfiata in modo smisurato.<br />
Altri amici della coppia l'hanno ripresa e rilanciata, nel corso di riunioni amicali. Il marito biondo con gli occhi<br />
chiari ha cominciato a nutrire qualche dubbio. Margherita un giorno ha chiesto: «Chi è il mio vero padre, visto che<br />
non sono figlia di papà?».<br />
Le quattro ragazze escono dal mio studio e resto solo con la madre che mi confida che, ormai da molti anni, sta<br />
vivendo un dramma familiare e che è in cura per una grave forma di depressione. Il suo matrimonio sta andando<br />
a rotoli. A causa di una battuta, pronunciata di fronte a lei quindici anni prima. A causa della tendenza molto<br />
diffusa, anche tra gli insegnanti, e ripresa da non pochi testi di scienze naturali, ad applicare le cosiddette<br />
«leggi di Mendel» al colore degli occhi - e ad altri caratteri somatici - degli esseri umani<br />
Falso perché troppo semplificato, questo schema presenta il colore dell'iride come dovuto all'azione di un solo gene.<br />
In parole semplici, la conclusione è questa: genitori biondi con gli occhi chiari non possono che generare figli<br />
biondi con gli occhi chiari. Conclusione assolutamente inaccettabile, perché il colore degli occhi è determinato<br />
dall'azione di parecchi geni. Nelle famiglie di genitori biondi con gli occhi chiari, la nascita di un figlio bruno<br />
con gli occhi scuri è possibile, dal punto di vista genetico, e non è nemmeno un caso tanto raro. Come pure è<br />
possibile l'adulterio, il che è imbarazzante, e difficile da risolvere dal punto di vista psicologico.<br />
In un parere scritto, offro alla madre come pure al padre la possibilità di sottoporsi con la figlia a test che permettono<br />
di stabilire se un genitore è o non è colui che ha generato il figlio. La madre, sicura del fatto suo, mi chiede di<br />
sottoporla subito a questo test. Il padre, forse liberato dai suoi timori dal fatto che la moglie abbia subito accettato la<br />
mia proposta, non si è mai fatto vedere nel mio studio. Non so quale esito, positivo o negativo, abbia avuto questo<br />
dramma familiare innescato, quindici anni prima, dalla considerazione inopportuna di un «amico».<br />
1<br />
Tratto da: E. Roletto, M.G. Gillone, Dai caratteri ai geni. Quaderni dell’A.N.I.S.N. Sezione Lombardia – Anno 2 –<br />
N.2 – 2004, p. 89-90<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 4 di 26
IL COLORE DEGLI OCCHI 1<br />
Il colore degli occhi, come accade per la pelle, dipende dalla melanina, un pigmento scuro: più precisamente dalla<br />
presenza di melanina nell'iride. L'iride, dal greco iris che significa arcobaleno, è stata così denominata per la varietà<br />
di colorazioni che presenta da un individuo ad un altro. L'iride ha la forma di anello, la cui apertura centrale è la<br />
pupilla. L'iride, funziona come un diaframma e regola la quantità di luce che entra all'interno del globo oculare; tale<br />
funzione è facilitata dal pigmento che l'iride contiene. È per questo motivo che, nelle zone molto soleggiate,<br />
l'intensità della colorazione dell'iride accompagna quella della pelle, mentre nei climi più freddi l'iride contiene una<br />
quantità inferiore di pigmento. La colorazione degli occhi dipende dalla quantità di pigmento distribuita sulle due<br />
facce dell'iride, in vesciche microscopiche di forme e dimensioni variabili.<br />
Nell'iride si trovano due strati di cellule pigmentarie sulla faccia posteriore ed un solo strato, che non sempre è<br />
colorato, sulla faccia anteriore. Il colore degli occhi dipende dalla quantità di pigmento ripartita su questi tre strati.<br />
Quando lo strato anteriore non è colorato, gli occhi sono azzurri; se lo è leggermente, gli occhi sono grigi o verdi; se<br />
i tre strati sono molto ricchi di pigmento. gli occhi sono bruni o neri. Inoltre, la tinta dell'iride dipende anche dal suo<br />
spessore. Non esistono pigmenti azzurri o verdi; le diverse sfumature risultano dal potere riflettente variabile delle<br />
particelle di pigmento di tono bruno-scuro; tale potere riflettente cambia in funzione della loro densità, della loro<br />
ripartizione, della loro dispersione e dello spessore dell'iride.<br />
Il colore azzurro degli occhi ha la stessa origine del colore azzurro del cielo: il primo è dovuto alla dispersione dei<br />
raggi luminosi da parte dei tessuti; il secondo, alla dispersione dei raggi luminosi da parte delle polveri atmosferiche.<br />
Gli occhi dei neonati sono sempre azzurri, quale che sia il gruppo etnico al quale appartengono. Ciò è dovuto al fatto<br />
che le particelle di pigmento della faccia esterna appaiono solo un po' di tempo dopo la nascita: solo più tardi si<br />
manifesta il colore proprio al genotipo del nuovo essere.<br />
Sembra che almeno una coppia di geni, che indichiamo con B e b, condizioni il colore degli occhi, dando genotipi della<br />
forma BB, Bb e bb. B è dominante, ma in modo incompleto. ragion per cui gli occhi bruno scuro saranno sempre del<br />
genotipo BB: gli occhi bruno chiari del genotipo Bb e quelli azzurri del genotipo bb. Ciascuno di questi genotipi<br />
comprende numerose varietà, non soltanto per quanto riguarda le sfumature. ma anche la ripartizione dei diversi colori<br />
nella stessa iride. Si può così trovare. in un solo occhio, del verde, del bruno, del giallo e del violetto. Può anche<br />
capitare che i due occhi dello stesso individuo siano di colore differente. E evidente che nella produzione di questi<br />
svariati effetti non è implicata unicamente una coppia di geni, ma sicuramente più di due; tali coppie di geni sono<br />
chiamate modificatrici. Si spiega così come mai due genitori con gli occhi azzurri, entrambi con genotipo bb, avranno<br />
figli che presenteranno tutti lo stresso genotipo. Tuttavia, alcuni di questi potrebbero possedere nella loro<br />
iride una quantità sufficiente di pigmenti scuri da essere considerati come individui dotati di occhi scuri:<br />
fenomeno che sarebbe dovuto all'azione normale dei geni modificatori. Potrebbe anche darsi che alcune<br />
alterazioni metaboliche, sopravvenute nel corso della vita embrionale, giochino un certo ruolo in questo<br />
fenomeno.<br />
Nel caso degli albini, dato che tutto il loro corpo manca di pigmento, gli occhi sembrano rosa: ciò è dovuto al<br />
fatto che il colore rosso dei capillari traspare attraverso l'iride. Quel che è certo è che al momento non è<br />
possibile prevedere al 100% il colore degli occhi dei figli e non sappiamo quanti geni sono coinvolti nella<br />
determinazione delle espressioni di questo carattere.<br />
1<br />
Tratto da: E. Roletto, M.G. Gillone, Dai caratteri ai geni. Quaderni dell’A.N.I.S.N. Sezione Lombardia – Anno 2 –<br />
N.2 – 2004, p. 90-91<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 5 di 26
I GENI SONO COME UNA RICETTA DI CUCINA 1<br />
“Consideriamo […] una grande teoria dell ' embriologia, l'epigenesi, la teoria della ricetta o del «libro di cucina». Una<br />
ricetta in un libro di cucina non è, in alcun senso, il progetto per la torta che uscirà infine dal forno. […] Una ricetta non<br />
è un modello in scala, né una descrizione di una torta quale esce dal forno, né in alcun senso una rappresentazione punto<br />
per punto. È un insieme di istruzioni che, se seguite nel giusto ordine, daranno come risultato una torta. Un vero<br />
progetto di una torta codificato in una dimensione consterebbe di una serie di esplorazioni della torta, come se uno<br />
spiedo venisse passato ripetutamente attraverso di essa in una sequenza ordinata. A intervalli di millimetri gli immediati<br />
dintorni dello spiedo sarebbero memorizzati in codice, cosicché, per esempio, dai dati seriali sarebbero recuperabili le<br />
coordinate esatte di ogni uvetta e di ogni briciola. Ci sarebbe una rigorosa corrispondenza biunivoca fra ogni parte della<br />
torta e la parte corrispondente del progetto. È ovvio che questo procedimento non ha nulla di simile a una vera ricetta.<br />
In una ricetta non c'è una rigorosa corrispondenza biunivoca fra ogni parte della torta e parole o lettere della ricetta. Se<br />
le parole della ricetta rappresentano qualcosa, non sono singoli pezzi della torta quale esce dal forno, bensì singoli passi<br />
nel procedimento di fare una torta.<br />
Noi oggi non comprendiamo ancora tutto, e neppure la maggior parte delle cose, su come da un uovo fecondato si<br />
sviluppi un animale. Ci sono nondimeno indicazioni molto persuasive del fatto che i geni sono molto più simili a una<br />
ricetta che non a un progetto. In effetti l'analogia della ricetta è piuttosto buona […]. Lo sviluppo embrionale è un<br />
processo. Esso è una sequenza ordinata di eventi, come il procedimento per fare una torta, con la differenza che nel corso<br />
di questo processo c'è un numero di passi di molti milioni di volte maggiore e che molti di tali passi hanno luogo<br />
simultaneamente in molte parti diverse dell'embrione. […]<br />
Com'è possibile non solo far ricerche, ma persino parlare su un gene «per» gli occhi azzurri, o di un gene «per»<br />
l ' acromatopsia (o cecità ai colori)? Il fatto stesso che il genetista possa studiare tali effetti di geni singoli non suggerisce<br />
che ci sia in realtà una qualche sorta di precisa corrispondenza biunivoca fra un gene e una parte del corpo? […] Ma<br />
supponiamo ora di modificare un'espressione nella ricetta; per esempio, supponiamo di cancellare «lievito in polvere» o<br />
di sostituirlo con «lievito di birra». Ora facciamo 100 torte secondo la nuova versione della ricetta e 100 torte secondo la<br />
vecchia versione. Fra i due gruppi di 100 torte c'è una differenza chiave, e questa differenza è dovuta a una differenza<br />
precisa nella formulazione della ricetta. Benché non ci sia una corrispondenza biunivoca fra l'espressione modificata e<br />
una briciola di torta, c'è però una corrispondenza biunivoca fra la differenza in una precisa espressione e la differenza<br />
dell'intera torta. L'espressione «lievito in polvere» non corrisponde ad alcuna parte precisa della torta: la sua influenza<br />
incide sulla lievitazione, e quindi sulla forma finale dell'intera torta. Se si cancella l'espressione «lievito in polvere», o la<br />
si sostituisce con «farina», la torta non lieviterà. Se la si sostituisce con «lievito di birra» la torta lieviterà, ma il suo<br />
sapore assomiglierà più a quello del pane. Ci sarà una differenza costante, identificabile, fra le torte fatte secondo la<br />
versione originaria della ricetta e quelle fatte secondo le versioni «mutate», anche se non c'è nessuna parte di nessuna<br />
torta che corrisponda alle parole in questione. Questa è una buona analogia per ciò che accade quando muta un gene.<br />
Un'analogia ancora migliore, dato che i geni esercitano effetti quantitativi e che le mutazioni modificano la grandezza<br />
quantitativa di quegli effetti, sarebbe un mutamento dalla temperatura di «180 gradi» a quella di «230 gradi». Le torte<br />
cotte secondo la versione «mutata» della ricetta, a temperatura superiore, risulteranno diverse, non solo in una parte, ma<br />
nell'intera loro sostanza, dalle torte cotte secondo la versione originaria a temperatura inferiore. Ma l'analogia è ancora<br />
troppo semplice. Per simulare lo sviluppo embrionale a imitazione della cottura di una torta, dovremmo immaginare<br />
non un singolo processo in un singolo forno, bensì un intrico di nastri trasportatori che fanno passare varie parti della<br />
«torta» attraverso 10 milioni di forni miniaturizzati diversi, in serie e in parallelo, ciascuno dei quali realizza una diversa<br />
combinazione di sapori a partire da 10’000 ingredienti di base. Il succo dell'analogia con la ricetta – ossia il fatto che i<br />
geni non sono un progetto bensì una ricetta per un processo – viene evidenziato ancor più dalla versione complessa<br />
dell'analogia che da quella semplice.”<br />
1 Tratto da: R. Dawkins, L’orologiaio cieco. Rizzoli Milano, 1988, p.426-430<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 6 di 26
BIBLIOGRAFIA<br />
Dawkins R., L’orologiaio cieco. E. Mondadori Milano, 2003<br />
L’origine delle specie, a cura del British Museum, Editori Riuniti/Cambridge University Press 1983<br />
Mathy Ph., Former à la génétique en montrant les liens Sciences-Technologies-Société: le cas de<br />
l’agronomie. Courrier du CETHES. N. 41, 1998, p. 11-28<br />
Roletto E., Gillone M.G., Dai caratteri ai geni. Quaderni dell’A.N.I.S.N. Sezione Lombardia – Anno 2 – N. 2 – 2004<br />
http://www.fundp.ac.be/sciences/scphilosoc/cethes/CourrierduCethes/sept2001.pdf<br />
http://pst.chez.tiscali.fr/caracter.htm<br />
http://pst.chez.tiscali.fr/tsp2.htm<br />
http://pst.chez-alice.fr/ts1.htm<br />
http://pst.chez.tiscali.fr/manipcel.htm<br />
http://www.gene-abc.ch/index_i.html<br />
Sul tema della clonazione:<br />
http://images.google.it/imgres?imgurl=http://www.torinoscienza.it/img/200x200/it/s00/00/0004/0000043c.pn<br />
g&imgrefurl=http://www.torinoscienza.it/dossier/apri%3Fobj_id%3D7549&h=240&w=192&sz=84&tbnid=vj<br />
e7HHeSw2KtM:&tbnh=104&tbnw=83&hl=it&start=16&prev=/images%3Fq%3Dclonazione%26svnum%3D10%26hl<br />
%3Dit%26lr%3D%26sa%3DN<br />
http://www.sierr.unina.it/clonazione.htm<br />
http://www6.glauco.it/santommaso/Bioetica_sessuologia/Lab_bio/nuova_pagina_15.htm<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 7 di 26
PROPOSTA DI PERCORSO<br />
1. lezione - Stimolo iniziale: LA MUNGITURA DELLE MUCCHE 1<br />
(materiale da presentare tramite lucido e/o PowerPoint)<br />
Come passare da una mungitura tradizionale a<br />
una mungitura robotizzata?<br />
1 Tratto da materiale realizzato da F. Arnaboldi, studente formazione a tempo pieno, ASP Locarno<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 8 di 26
Mungitura tradizionale Mungitura robotizzata<br />
Non tutte le bovine sono adatte alla mungitura automatizzata.<br />
Il primo gruppo di caratteri morfologici che condizionano la possibilità di mungitura mediante<br />
robot, riguarda le dimensioni dell’animale.<br />
Animali troppo grandi per altezza, lunghezza o larghezza non entrano nel box di mungitura;<br />
animali troppo piccoli possono incontrare delle difficoltà soprattutto per le manovre del braccio<br />
robotizzato.<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 9 di 26
Un altro insieme di caratteri si riferisce alla morfologia della mammella, in particolare dei<br />
capezzoli.<br />
Vari tipi di mammelle<br />
Capezzoli troppo corti Capezzoli con forma e posizione irregolari<br />
(inadatti alla mungitura robotizzata) (inadatti alla mungitura robotizzata)<br />
Capezzoli a differente altezza Capezzoli regolari<br />
(inadatti alla mungitura robotizzata) (adatti alla mungitura robotizzata)<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 10 di 26
Forma e distanza dal pavimento possono rendere impossibile il riconoscimento della posizione dei<br />
capezzoli e le manovre di attacco. Lo stesso può dirsi per ciò che riguarda i capezzoli, la cui<br />
inclinazione, lunghezza, diametro e posizione sono di fondamentale importanza.<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 11 di 26
Compito: (lavoro a gruppi di 3 o 4 allievi);<br />
1. Pensare e riflettere su una strategia da adottare per risolvere il problema presentato (cosa posso fare per<br />
arrivare ad avere solo mucche adatte alla mungitura robotizzata);<br />
2. Rappresentare (disegni, spiegazioni, osservazioni,…) la strategia individuata su un foglio A3;<br />
3. Presentare alla classe la propria soluzione al problema posto.<br />
* * * * * * * * * * * * *<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 12 di 26
2. lezione - Discussione con lo scopo di mettere in evidenza la provenienza dei caratteri di un<br />
essere vivente (ambedue i genitori).<br />
I caratteri che, un essere vivente avente una riproduzione sessuale possiede, provengono sia dal<br />
padre che dalla madre.<br />
* * * * * * * * * * * * *<br />
3. lezione - LA CARTA D’IDENTITÀ FISICA DI UNA PERSONA 1<br />
Introduzione del termine carattere. Distinzione tra caratteri fisici e caratteri relativi<br />
alla propria personalità.<br />
Esercizio 1:<br />
Scrivi un breve testo in cui presenti una persona che conosci (parente o amico/a).<br />
Come la descriveresti a qualcuno che ti chiede: “com’è questa persona”?<br />
Alcune caratteristiche citate dalla classe:<br />
Domanda:<br />
Le caratteristiche riportate qui sopra sono tutte della stessa natura? Come si potrebbero classificare? È<br />
possibile creare almeno due gruppi?<br />
Possiamo suddividere le caratteristiche in:<br />
- caratteristiche fisiche, che si vedono<br />
- caratteristiche che si scoprono solo in un secondo tempo, che hanno a che fare con il<br />
comportamento (es. timidezza, espansività), con l'intelligenza (talento musicale, dono della<br />
matematica), con il modo di parlare, di reagire alle situazioni (es. gentilezza, aggressività),<br />
con le tendenze sessuali, con le preferenze gastronomiche, di vestiario ecc.<br />
Dalle caratteristiche di un individuo ai suoi caratteri fisici:<br />
Ognuna delle caratteristiche citate in precedenza è la forma o l’espressione di un carattere<br />
fisico 2 . Un carattere fisico normale (non patologico) è un aspetto particolare, un dettaglio<br />
strutturale di un organismo, che può assumere espressioni differenti tra individui della stessa<br />
specie. (es.: il carattere fisico colore dei capelli può avere le espressioni castano, biondo,<br />
rosso…).<br />
1 liberamente tratto da: E. Roletto, M.G. Gillone, Dai caratteri ai geni. Quaderni dell’A.N.I.S.N. Sezione Lombardia –<br />
Anno 2 – N.2 – 2004<br />
2 relativo all’aspetto esterno degli esseri viventi<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 13 di 26
Esercizio 2:<br />
Ci siamo accordati su una serie di espressioni di caratteri fisici quali “occhi azzurri”, “magro”, “alto”,<br />
“capelli biondi”, ecc. Fai riferimento all’elenco di caratteristiche trascritto sul foglio e assegna ognuna di<br />
esse al carattere fisico che ritieni più appropriato.<br />
Completa inoltre le ultime righe della tabella con alcuni caratteri fisici che non sono ancora stati citati, e<br />
collegali con le loro espressioni.<br />
Carattere fisico Espressioni possibili<br />
Colore degli occhi<br />
Colore dei capelli<br />
Forma dei capelli<br />
Tipo di pelle<br />
Costituzione<br />
Statura<br />
……………<br />
……………<br />
……………<br />
……………<br />
Esercizio 3:<br />
Compila, anche facendoti aiutare da un’altra persona, la tua carta d’identità fisica.<br />
CARTA D'IDENTITÀ FISICA<br />
Cognome ……………….…….. Nome …………………………….<br />
Classe ………… Scuola ……………………….. Data ……………………….<br />
SESSO □ M □ F ETÀ ……………. STATURA ………… PESO …………….<br />
Scegli, fra le espressioni di caratteri fisici sotto riportate, quelle che ti contraddistinguono:<br />
Carattere fisico Espressione del carattere Codice<br />
Colore degli occhi Marrone O1<br />
Verde O2<br />
Azzurro O3<br />
Colore dei capelli Rosso C0<br />
Biondo C1<br />
Castano C2<br />
Nero C3<br />
Tipo di capello Liscio T1<br />
Ondulato T2<br />
Riccio T3<br />
Tipo di pelle Chiara P1<br />
Olivastra P2<br />
Scura P3<br />
Caratteristica della lingua Può essere arrotolata L1<br />
Impossibilità di arrotolarla L2<br />
Caratteristica dell’orecchio Lobo attaccato U1<br />
Lobo pendente U2<br />
Caratteristica del mento Con fossetta M1<br />
Senza fossetta M2<br />
* * * * * * * * * * * * *<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 14 di 26
4. lezione - È POSSIBILE SUDDIVIDERE LE ESPRESSIONI DEI CARATTERI IN<br />
CATEGORIE BEN DEFINITE? 1<br />
- Riflessione sui vari tipi di caratteri.<br />
- I caratteri quali indicatori della presenza di informazioni “nascoste”.<br />
Esercizio 1:<br />
Ripensando al breve testo con cui hai presentato una persona che conosci (parente o amico/a) e alla tua carta<br />
d’identità fisica, riunisci in un gruppo i caratteri le cui espressioni ritieni si possano suddividere in categorie<br />
ben definite. Riunisci poi, in un altro gruppo, quelli invece le cui espressioni non si possono suddividere in<br />
categorie ben definite.<br />
Carattere fisico che si può<br />
Carattere fisico che non si può<br />
categorizzare<br />
categorizzare<br />
………………………………………… …………………………………………<br />
………………………………………… …………………………………………<br />
………………………………………… …………………………………………<br />
………………………………………… …………………………………………<br />
………………………………………… …………………………………………<br />
………………………………………… …………………………………………<br />
………………………………………… …………………………………………<br />
………………………………………… …………………………………………<br />
………………………………………… …………………………………………<br />
………………………………………… …………………………………………<br />
Secondo te, cosa permette di suddividere le espressioni di un carattere in categorie ben definite?<br />
La scelta di criteri soggettivi, validi solo in un contesto ben preciso (es. suddivisione della statura in intervalli<br />
prestabiliti).<br />
Alcuni esempi di caratteri fisici le cui espressioni si possono suddividere in categorie e i criteri di<br />
suddivisione scelti:<br />
……………………………………… ………………………………………<br />
……………………………………… ………………………………………<br />
……………………………………… ………………………………………<br />
……………………………………… ………………………………………<br />
……………………………………… ………………………………………<br />
1<br />
liberamente adattato da: E. Roletto, M.G. Gillone, Dai caratteri ai geni. Quaderni dell’A.N.I.S.N. Sezione Lombardia<br />
– Anno 2 – N.2 – 2004<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 15 di 26
Esercizio 2:<br />
Per semplicità in questa attività abbiamo preso in considerazione solo alcuni caratteri fisici. La riflessione<br />
vale nella stessa misura anche per gli altri caratteri, quelli che abbiamo chiamato della propria personalità.<br />
Sapresti elencarne alcuni e, se ciò è possibile, indicare dei criteri di suddivisione?<br />
- Il quoziente di intelligenza; criterio: scala QI;<br />
- Le preferenze gastronomiche; criterio: vegetariano o meno; piace il pesce, ecc.<br />
L’esercizio ti ha procurato le stesse difficoltà di quello precedente?<br />
Sicuramente più difficile.<br />
Secondo te per quale ragione?<br />
Variabilità delle espressioni di un carattere molto più grande, quindi suddivisione in categorie molto più<br />
difficile.<br />
Conclusione:<br />
La suddivisione delle espressioni di un carattere in categorie ben definite è estremamente difficile a<br />
causa della variabilità di queste espressioni.<br />
In alcuni casi è possibile effettuare una suddivisione con dei criteri che sono soggettivi e validi solo<br />
in occasioni ben precise<br />
Nel caso dei caratteri relativi alla propria personalità una suddivisione in categorie ben definite è<br />
ancora più difficile in quanto, questi più di quelli fisici, sono soggetti anche all’influenza<br />
dell’ambiente in cui l’individuo vive.<br />
Secondo te, a cosa è dovuto il fatto che, ad esempio, ogni essere umano abbia una certa forma del naso, un<br />
certo colore degli occhi, una certa voce, un certo carattere, ecc.?<br />
Ci sono delle informazioni che ne permettono l’espressione.<br />
Dove si trovano le informazioni che permettono l’espressione di questi caratteri?<br />
All’interno del nostro corpo, nelle nostre cellule.<br />
Conclusione:<br />
L’insieme dei caratteri fisici e di quelli relativi alla propria personalità manifestati da un<br />
organismo viene chiamato FENOTIPO. Il fenotipo è un insieme di indicatori di informazioni<br />
“nascoste”, presenti nelle nostre cellule, che abbiamo ricevuto dai nostri genitori.<br />
* * * * * * * * * * * * *<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 16 di 26
5. lezione - CONFRONTO TRA VARIE CARTE D’IDENTITÀ FISICHE 1<br />
- Confronto tra le varie carte d’identità fisiche.<br />
- Riflessione sulla diversità nella continuità.<br />
Compila, riprendendo la tua carta d’identità somatica, il tuo identificativo fisico.<br />
Elenco degli identificativi fisici della mia classe:<br />
IL MIO IDENTIFICATIVO FISICO È:<br />
___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___<br />
Allievo Identificativo fisico<br />
Mettendo a confronto gli identificativi fisici dell’intera classe cosa puoi concludere?<br />
Che ognuno ha un identificativo diverso dall’altro, quindi ognuno è diverso dai propri compagni in tutto e<br />
per tutto<br />
1<br />
liberamente adattato da: E. Roletto, M.G. Gillone, Dai caratteri ai geni. Quaderni dell’A.N.I.S.N. Sezione Lombardia<br />
– Anno 2 – N.2 – 2004<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 17 di 26
Mettendo a confronto il tuo identificativo fisico con quello dei tuoi genitori cosa immagini<br />
che potrebbe risultare?<br />
Che per certi caratteri si rassomiglia al padre, per altri alla madre, per altri ancora a uno dei nonni oppure a<br />
parenti più o meno lontani. Alcuni caratteri invece non si riscontrano in nessuno della famiglia.<br />
Conclusioni:<br />
Ogni essere vivente è diverso da tutti gli altri e quindi è unico.<br />
È però possibile riconoscere a che specie appartiene un individuo a causa del fatto che certi<br />
caratteri sono ricorrenti all’interno della stessa specie.<br />
* * * * * * * * * * * * *<br />
6. lezione - LA TRASMISSIONE DEI CARATTERI DAI GENITORI AI FIGLI<br />
- Riflessione sulle modalità di trasmissione dei caratteri tra genitori e figli.<br />
- Differenza tra fenotipo e genotipo.<br />
Nel corso delle prime due lezioni abbiamo visto che i caratteri di un individuo provengono sia dal padre sia<br />
dalla madre.<br />
Gli allevatori di animali e i selezionatori di piante sanno che incrociando tra loro individui selezionati si<br />
riesce a modificare le caratteristiche degli animali domestici e delle piante coltivate.<br />
I cani bassotti ad esempio sono molto cambiati negli ultimi 100 anni perché gli allevatori hanno preferito gli<br />
esemplari che avessero un pelo più liscio, fossero di costituzione meno massiccia e avessero le gambe più<br />
corte e la testa più elegante.<br />
Una razza di cani totalmente nuova è stata prodotta incrociando tra loro esemplari di cani bulldog e terrier.<br />
Ne è nata la razza degli Staffordshire bull terrier. Da ogni cucciolata gli allevatori hanno selezionato gli<br />
esemplari che presentavano le caratteristiche desiderate. Questi animali venivano poi incrociati tra loro e il<br />
processo veniva ripetuto, di generazione in generazione, fino a che gli allevatori non hanno ottenuto il tipo di<br />
cane che desideravano.<br />
Lo Staffordshire bull terrier presenta contemporaneamente alcune caratteristiche del bulldog e altre del<br />
terrier.<br />
N.B.: una possibilità è quella di andare in aula di informatica e utilizzare il sito sottostante per cercare<br />
di rispondere nel modo più pertinente possibile alle domande poste qui sotto.<br />
Probabilmente, a causa della mancanza di tempo a disposizione, si dovrà invece spingere gli<br />
allievi a provare a rispondere alle domande sottostanti utilizzando unicamente le informazioni a<br />
loro disposizione per poi guardare e commentare assieme la sintesi di pag. 19-22.<br />
Cerca di rispondere alle seguenti domande aiutandoti con le indicazioni che trovi al sito<br />
http://www.gene-abc.ch/welt/abc/wg020/index_i.html.<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 18 di 26
Come è possibile che i caratteri di un individuo (es. della madre) vengano trasmessi ai figli se<br />
contemporaneamente ricevono anche di caratteri tipici dell’altro genitore?<br />
Il numero dei caratteri deve essere dimezzato. Riceveremo metà dei caratteri dalla madre a metà dal padre.<br />
Dove devono trovarsi le indicazioni che regolano l’espressione dei caratteri affinché ciò possa avvenire?<br />
Nelle cellule sessuali (gameti)<br />
Dove si troveranno queste indicazioni all’interno del nuovo individuo affinché ogni parte dell’individuo<br />
possieda queste informazioni?<br />
In ogni cellula del suo corpo (nel nucleo)<br />
Ma allora perché per certi caratteri rassomigliamo alla mamma, per altri al papà e per altri<br />
ancora possiamo rassomigliare ai nonni o addirittura a parenti lontani? In rari casi si può<br />
addirittura avere dei caratteri che non sono mai stati presenti in famiglia?<br />
Prova a fare un’ipotesi:<br />
Alcuni caratteri sono “più forti” degli altri e si vedono, altri meno e non si vedono<br />
In sintesi 1 :<br />
Riassumendo:<br />
In ogni nucleo di ogni cellula di un individuo c’è quindi<br />
una specie di libro in cui sono codificate tutte le<br />
informazioni necessarie per l’espressione di ogni<br />
carattere che possediamo.<br />
Ricordiamo che riceviamo una metà delle informazioni che riguardano tutti i nostri caratteri (geni) da<br />
nostra madre e una metà da nostro padre. In ogni nostra cellula abbiamo quindi a disposizione due<br />
volte lo stesso tipo di informazione per ogni carattere (coppie di geni). Questo tipo di informazione<br />
non sempre si esprime: può essere infatti ti tipo dominante o recessivo.<br />
I termini dominante e recessivo indicano due estremi opposti: un gene si esprime pienamente oppure<br />
non si esprime affatto. Per molti geni non è chiaro come la loro espressività venga controllata.<br />
Attenzione però: i geni recessivi non sono persi; possono essere ereditati dai figli e, a questo punto,<br />
anche essere visibili a livello di fenotipo.<br />
1 Fotografie tratte da: http://www.gene-abc.ch/welt/abc/wg020/index_i.html<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 19 di 26
Conclusioni:<br />
L’insieme delle informazioni necessarie per l’espressione dei caratteri di un individuo vengono<br />
chiamate genotipo.<br />
Il genotipo può essere definito come l’insieme dei geni che costituiscono le informazioni<br />
necessarie per l’espressione dei caratteri ereditari di un organismo o di un gruppo di individui.<br />
Il gene viene definito come una porzione ben determinata di cromatina che contiene parte delle<br />
informazioni necessarie per l’espressione di un carattere ereditario.<br />
Viene chiamata cromatina la sostanza contenuta nel nucleo di tutte le cellule. Durante la<br />
divisione cellulare si attorciglia su se stessa e diventa visibile formando delle strutture dette<br />
cromosomi.<br />
I geni sono formati da una porzione di DNA, una specie di alfabeto con cui sono scritte le<br />
informazioni necessarie per l’espressione di un carattere ereditario.<br />
Il fenotipo è osservabile, il genotipo invece può essere decifrato unicamente con tecniche<br />
genetiche molto sofisticate.<br />
Non tutti i caratteri ereditati dai due genitori sono visibili nel fenotipo; i geni che esprimono le<br />
loro informazioni sono detti dominanti, gli altri recessivi.<br />
* * * * * * * * * * * * *<br />
7. lezione - LE MUTAZIONI: errori che si ereditano<br />
Esercizio: a gruppi di 2 cercate di riscrivere il testo sottostante, sostituendo le lettere o parti di parole che<br />
ritenete errate, in modo da renderlo comprensibile.<br />
Riprovate con questo testo, forse sarà più facile.<br />
E questo testo, lo sapete decifrare?<br />
Qualcuno sa da che libro proviene?<br />
………………………………………………………………………………………………………….<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 20 di 26
Osservando i 4 testi, cosa potete notare? Indicate per ogni testo quali sono gli errori che trovate.<br />
Testo 1<br />
“La comunità manica attuale mente è inaffiata da un'organizzazione che sa da<br />
chiomare a Mangiaforte. Osservate le seguenti semplici tegole di sicaretta mi fiuterà a<br />
protellare voi, la mostra fagliami e la mostra capa da acciacchi estremi. […]”.<br />
Testo 2<br />
“Le colunità lagica attuallente è linacciata de un'organizzazione che si fe chialare i<br />
Langialorte. Osservare le seguenti selplici regole di sicurezza vi aiuterà a proteggere<br />
voi, le vostra faliglia e le vostra casa de attacchi esterni. […]”.<br />
Testo 3<br />
“La comunità magica attualmente è minacciata da un'organizzazione che so fa<br />
chiamare i Mangiamorte. Osservare le seguenti semplici regole do sicurezza vi aiuterà<br />
a proteggere voi, la vostra famiglia e la vostra casa da attacchi esterni. […]”.<br />
Testo originale<br />
“La comunità magica attualmente è minacciata da un'organizzazione che si fa<br />
chiamare i Mangiamorte. Osservare le seguenti semplici regole di sicurezza vi aiuterà<br />
a proteggere voi, la vostra famiglia e la vostra casa da attacchi esterni. […]”.<br />
J. K. Bowling, Harry Potter e il principe mezzosangue, Salani Milano 2005, p. 46<br />
Testo1<br />
………………………………………………………………………………………………………….<br />
………………………………………………………………………………………………………….<br />
Testo2<br />
………………………………………………………………………………………………………….<br />
………………………………………………………………………………………………………….<br />
Testo3<br />
………………………………………………………………………………………………………….<br />
Conclusioni:<br />
Una mutazione è un cambiamento improvviso e durevole dell’informazione genetica,<br />
trasmissibile geneticamente.<br />
Le mutazioni sono all’origine dell’evoluzione degli esseri viventi.<br />
Le mutazioni possono prodursi spontaneamente o essere indotte da particolari sostanze o<br />
radiazioni.<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 21 di 26
Le regole che stanno alla base dell’ereditarietà ci permettono di capire perché i figli somigliano ai genitori e<br />
che certe differenze che compaiono “all’improvviso” possono essere dovute alla ricomparsa di qualche<br />
carattere recessivo.<br />
In alcuni casi però può verificarsi la comparsa di caratteri nuovi, che non erano presenti in alcun antenato; in<br />
questo caso si parla di mutazione.<br />
Una mutazione è un cambiamento improvviso e durevole dell’informazione genetica, trasmissibile<br />
geneticamente. Si possono distinguere almeno due tipi di mutazioni: quelle geniche e quelle cromosomiche.<br />
Le mutazioni sono all’origine dell’evoluzione degli esseri viventi.<br />
In una mutazione genica la modifica avviene nel DNA e coinvolge quindi uno o più geni. Ciò che avviene è<br />
quindi che l’informazione necessaria per l’espressione di un carattere è modificata con conseguenze più o<br />
meno gravi sull’organismo. Un esempio di mutazione genica è l’albinismo: la pelle di un albino è bianca<br />
perché manca l’informazione che permette la sintesi 1 della melanina 2 .<br />
Una mutazione cromosomica è una modifica del numero dei cromosomi. Un esempio è la sindrome di Down<br />
(o trisomia 21): i malati di Down possiedono tre copie del cromosoma 21 e quindi hanno in totale 47<br />
cromosomi invece di 46.<br />
Le mutazioni possono prodursi spontaneamente o essere indotte da particolari sostanze o radiazioni. Alcuni<br />
esempi di questi agenti mutageni: sostanze utilizzate per la conservazione degli alimenti e nella<br />
fabbricazione di mobili, sostanze contenute nei carburanti o prodotte durante la combustione degli stessi,<br />
delle sigarette o di altri materiali, i raggi ultravioletti e le radiazioni.<br />
* * * * * * * * * * * * *<br />
1 sintesi: produzione, formazione<br />
2 melanina: proteina di colore scuro responsabile della colorazione della pelle, dei capelli e dell’iride<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 22 di 26
8. lezione - BIOTECNOLOGIE ANTICHE: un modo per selezionare nuovi individui<br />
basandosi sul fenotipo<br />
La storia di Seth Wright (1791) 1<br />
A gruppi di 4 scrivete, sottoforma di storiella, ciò che le quattro figure vi raccontano.<br />
…………………………………………………………………………………………….………….…………<br />
……………………………………………………………………………………………………..……………<br />
……………………………………………………………………………………………………..……………<br />
…………………………………………………………………………………………………..………………<br />
Nuovi tipi di individui<br />
Qualche volta compare una variazione completamente nuova, visibile a occhio nudo e che può essere<br />
ereditata. A partire dalla fine del 1700 si iniziò a selezionare nuovi individui, con caratteristiche particolari,<br />
basandosi su caratteristiche fenotipiche. Eccovi un esempio.<br />
Il caso delle pecore a zampe corte<br />
Nella fattoria di Seth Wright, nel New England, nacque nel 1791 uno strano montone che aveva le<br />
zampe corte e storte.<br />
Il fatto indusse il contadino a riflettere. Se quella caratteristica delle zampe corte poteva essere ereditata,<br />
egli sarebbe riuscito ad ottenere un intero gregge di pecore con le zampe corte. E allora non sarebbero<br />
state piú necessarie quelle staccionate cosí alte tutto intorno alla fattoria - con grande risparmio di spese<br />
e di energie per la recinzione.<br />
Cosí Seth decise di far accoppiare il montone. E in effetti, tra i piccoli nati, ve ne erano anche due con le<br />
zampe corte e storte.<br />
Incrociando tra loro questi esemplari a zampe corte, Seth Wright alla fine ottenne un intero gregge con questa<br />
caratteristica - la razza Ancon.<br />
Seth fu fortunato. Le zampe corte del montone erano state determinate, come abbiamo visto la settimana scorsa,<br />
da una modificazione di uno o più geni, una mutazione.<br />
Il montone trasmise la mutazione ad una parte della sua prole - e quindi anche questi animali avevano zampe<br />
corte. Incrociando tra loro questi esemplari a zampe corte, alla fine si ottenne un intero gregge con questa<br />
caratteristica.<br />
Seth Wright non sarebbe invece mai riuscito ad ottenere un gregge di razza Ancon se si fosse limitato ad<br />
incrociare tra loro quelle pecore del suo gregge originario che avevano le zampe un poco piú corte del<br />
normale.<br />
1<br />
Liberamente tratto da L’origine delle specie, a cura del British Museum, Editori Riuniti/Cambridge University Press<br />
1983<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 23 di 26
La selezione artificiale<br />
Sin dall’antichità l’uomo ha utilizzato la selezione artificiale per migliorare e aumentare la varietà delle<br />
piante e degli animali domestici. Le mucche da latte, per esempio, sono state selezionate partendo da bovini<br />
selvatici, scegliendo di far riprodurre solo gli esemplari in grado di fornire la produzione maggiore.<br />
Come si svolge in pratica la selezione artificiale?<br />
Si scelgono gli individui che hanno una caratteristica che interessa e si incrociano tra di loro<br />
Procedendo attraverso questa strategia, quale lasso di tempo si dovrebbe attendere affinché si possa avere<br />
unicamente organismi desiderati?<br />
Si dovranno aspettare diverse generazioni, si dovranno incrociare tra loro solo individui con le caratteristiche<br />
desiderate fino a quando i caratteri non desiderati non saranno più presenti (ev. fino a che nel genotipo dei<br />
genitori ci saranno unicamente le informazioni per l’espressione del nuovo carattere)<br />
Lo sviluppo degli organi sessuali è controllato da una particolare coppia di cromosomi, detti appunto<br />
sessuali.<br />
L’espressione dei caratteri legati ad esempio alla mammella, essendo dei caratteri sessuali femminili, sono<br />
codificati unicamente dai cromosomi sessuali presenti nella femmina?<br />
Non è detto, dipende l’informazione (o una parte di essa) può trovarsi anche su altri cromosomi. I cromosomi<br />
sessuali determinano il sesso, altri caratteri possono essere controllati geneticamente da altri geni posti su<br />
altri cromosomi.<br />
La scelta del maschio quale ruolo gioca allora?<br />
Il maschio può avere ereditato dalla madre una caratteristica (ad es. non desiderata come in questo caso) che,<br />
se viene ereditata da un discendente femmina, potrebbe essere espressa e portare quindi a un fenotipo<br />
indesiderato.<br />
Ricordiamo inoltre che le mammelle non sono una particolarità esclusiva delle femmine; semplicemente nei<br />
maschi non si sviluppano le ghiandole mammarie, nelle femmine invece sì.<br />
Conclusioni:<br />
La selezione di individui aventi caratteristiche particolari può avvenire basandosi sulle<br />
caratteristiche fenotipiche dell’individuo.<br />
Questo procedimento è conosciuto da secoli, molto prima della scoperta dei meccanismi che<br />
regolano la trasmissione dei caratteri ereditari. In questa maniera, sin dall’antichità sono state<br />
selezionate specie particolari di animali (es. animali domestici), piante (es. mais, grano, patate,<br />
pomodori) e batteri (es. per la panificazione, vinificazione, produzione di birra) grazie alle loro<br />
caratteristiche fenotipiche.<br />
* * * * * * * * * * * * *<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 24 di 26
9. lezione - BIOTECNOLOGIE MODERNE: I PRINCIPI DELL’INGEGNERIA<br />
GENETICA E DELLA CLONAZIONE<br />
Lo sviluppo della genetica ha conosciuto negli ultimi 40 anni uno sviluppo straordinario. Ciò ha messo in<br />
luce anche preoccupanti interrogativi. L’uomo infatti è ora in grado di intervenire direttamente sul DNA e<br />
quindi sulle informazioni presenti nei geni. Vengono quindi creati degli organismi il cui patrimonio genetico<br />
è stato modificato: gli organismi geneticamente modificati(OGM) o transgenici. Tra le biotecnologie più<br />
utilizzate troviamo l’ingegneria genetica e la clonazione.<br />
L’ingegneria genetica<br />
L’ingegneria genetica si basa sulla possibilità di tagliare il DNA in punti ben precisi per eliminarne una parte<br />
(es. in caso di geni non funzionanti), oppure per incollare una parte di DNA di un essere vivente in una<br />
cellula di un organismo diverso.<br />
Oggigiorno l’ingegneria genetica viene utilizzata soprattutto per la produzione di sostanze, in generale<br />
tramite l’utilizzo di batteri (es. insulina) e la creazione di piante geneticamente modificate. In medicina si<br />
studia come poter individuare le malattie genetiche (scoperta delle informazioni genetiche che stanno alla<br />
base di queste malattie) per poi curarle con terapie genetiche (correzione del DNA delle cellule del malato<br />
tramite l’inserzione di una porzione sana di DNA).<br />
Principio della produzione di una sostanza tramite un batterio 1<br />
Principio della creazione di una pianta geneticamente modificata 2<br />
Le piante modificate geneticamente hanno il quindi il vantaggio di essere resistenti ai parassiti (es. il mais a<br />
un certo tipo di insetto dannoso, il frumento a certi funghi, la patata a certi virus), oppure agli erbicidi che<br />
vengono spruzzati per uccidere erbacce (es. la soja), di essere in grado di far fronte in modo migliore alle<br />
intemperie (siccità, freddo, umidità) o infine di eliminare caratteristiche indesiderate (es. pomodori che si<br />
conservano più a lungo; riso, soja, noci, mele, sedano senza sostanze che provocano allergie; riso contenente<br />
sostanze aggiuntive come delle vitamine).<br />
1 Fotografie tratte da: http://www.gene-abc.ch/welt/tech/index_i.html<br />
2 Fotografie tratte da: http://www.gene-abc.ch/welt/tech/index_i.html<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 25 di 26
La clonazione 1<br />
Il termine clonazione suona al tempo stesso familiare e alquanto misterioso: a causa infatti di certi film e di<br />
alcuni fatti avvenuti, questa parola ha assunto un significato un po’ sinistro, come se indicasse un<br />
procedimento alla “Frankenstein”, che crea mostri.<br />
Il caso più famoso è quello della pecora Dolly, ottenuta per clonazione nel 1997 da Ian Wilmut e<br />
collaboratori, in Scozia.<br />
Osservando le due immagini si constata una stretta somiglianza a livello di fenotipo. Per quanto riguarda il<br />
genotipo cosa si può dire?<br />
Non si può dire niente, sembrano uguali ma ciò non significa nulla dal punto di vista del genotipo<br />
È possibile che in natura due individui a riproduzione sessuata abbiano lo stesso genotipo?<br />
Argomenta la tua risposta.<br />
No, non è possibile<br />
Conclusioni:<br />
L’ingegneria genetica consiste in una serie di tecniche che permettono di modificare il<br />
patrimonio genetico di un essere vivente.<br />
Viene chiamato clonazione il processo che, utilizzando il patrimonio genetico di un solo genitore,<br />
porta alla creazione di un nuovo essere vivente identico a chi lo ha generato.<br />
* * * * * * * * * * * * *<br />
1 Parzialmente tratto da materiale realizzato da F. Arnaboldi, studente formazione a tempo pieno, ASP Locarno<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 26 di 26
10. lezione - La genetica: cosa “buona” o “cattiva”? 1<br />
Questa lezione vuole lasciare un piccolo spazio a un argomento estremamente importante, quello delle<br />
implicazioni etiche che accompagnano in particolare l’ingegneria genetica.<br />
La lezione viene svolta nel seguente modo:<br />
- si propone a un gruppo di volontari (3 o 4: moglie, marito, consulente ed eventualmente un’altra persona<br />
che spiega la malattia) la situazione (sindrome del cromosoma X fragile) e si chiede loro di preparare una<br />
scenetta (vedi pag. 31 genetica_allievi);<br />
- il resto della classe lavora sulle altre 3 situazioni (vedi pag. 32-33 genetica_allievi);<br />
- in seguito si effettuerà una discussione in comune.<br />
Conclusioni:<br />
Come qualsiasi altra scoperta scientifica, l’ingegneria genetica implica la necessità di dover fare<br />
delle scelte di ordine etico. Una riflessione sui vantaggi e gli svantaggi che queste applicazioni<br />
scientifiche comportano è fondamentale affinché ognuno possa farsi un’opinione personale. Non<br />
esistono scelte giuste a sbagliate.<br />
1 Materiale messo a disposizione da G. Lucchini, docente Sm Giornico<br />
genetica v. 23.8.06 pagina 27 di 26