1 figura 1.1 jean-baptiste monet de lamarck (1744-1829). 1.1 tappe fondamentali della genetica
Post on 01-May-2015
223 Views
Preview:
TRANSCRIPT
1
Figura 1.1Jean-Baptiste Monet de Lamarck (1744-1829).
1.1 TAPPE FONDAMENTALI DELLA GENETICA
2
Figura 1.5Charles Darwin (1809-1882).
1.1 TAPPE FONDAMENTALI DELLA GENETICA
3
Figura 1.6Gregor Mendel e il suo stemma abbaziale composto di una immagine diversa per ogni quadrante: un mughetto a simbolo della costanza, un aratro e una croce a simboleggiare le sue origini contadine e il credo agostiniano della carità.
1.2 ESPERIMENTI DI IBRIDAZIONE
4
Figura 1.7Prima pagina del lavoro Versuche über Pflanzen-hybriden di Gregor Mendel pubblicato nel 1866 negli Atti della Società di Scienze Naturali di Brno.
1.2 ESPERIMENTI DI IBRIDAZIONE
5
Figura 1.9bKarl Correns(1864-1933).
1.2 ESPERIMENTI DI IBRIDAZIONE
6
Figura 1.10Quadrato di Punnettrelativo all’autofecondazione e al reincrocio di un diibrido (LlGg).
1.2 ESPERIMENTI DI IBRIDAZIONE
7
Figura 1.13Terminologia binomiale usata da Mendel nella pubblicazione del 1866, Mendel’s Museum of Genetics, Brno.
1.3 TERMINOLOGIA GENETICA
8
Figura 1.14Thomas Hunt Morgan(1866-1945).
1.3 TERMINOLOGIA GENETICA
9
Figura 1.15Colore dell’occhio in Drosophila melanogaster: occhi rossi (tipo normale, wildtype) e bianchi (mutante,white).
1.3 TERMINOLOGIA GENETICA
10
Figura 1.20Eredità dell’alcaptonuria nell’uomo.
1.4 TEORIA CROMOSOMICA DELL’EREDITÀ
11
Figura 1.21Cariotipo umano: 22 coppie di autonomi e due cromosomi sessuali, X e Y (www.genome.org).
1.4 TEORIA CROMOSOMICA DELL’EREDITÀ
12
Figura 1.25Rappresentazione schematicadi una cellula vegetale (da: M.J. Chrispeels 2003,modificata).
1.4 TEORIA CROMOSOMICA DELL’EREDITÀQUADRO 1.2 – ORGANISMI SPERIMENTALI (PROCARIOTI ED EUCARIOTI) PER LA RICERCA GENETICA
13
Figura 1.26Gruppo linkage delcromosoma X di Drosophila (da: P.J. Russell 1998, modificata).
1.5 CONCATENAZIONE E TRASPOSIZIONE DEI GENI
14
Figura 1.27Evento di ricombinazionetra cromosomi omologhi:
formazionedi chiasmi e scambio (crossing-
over) di parti corrispondenti tra
cromatidi.
1.5 CONCATENAZIONE E TRASPOSIZIONE DEI GENI
15
Figura 1.28Cariossidi di mais violacee (wild-type), non colorate (colorless) e colorate a settori (spotted), risultantidalla trasposizione di elementi genetici mobili.
1.5 CONCATENAZIONE E TRASPOSIZIONE DEI GENI
16Tabella 1.1aTappe fondamentali della genetica mendeliana.
1.5 CONCATENAZIONE E TRASPOSIZIONE DEI GENI
17
Tabella 1.1bTappe fondamentali della genetica mendeliana.
1.5 CONCATENAZIONE E TRASPOSIZIONE DEI GENI
18
Figura 1.33James Watson e Francis Crick (A), Maurice Wilkins (B) e Rosalind Franklin (C).
1.6 RICERCA DEL MATERIALE EREDITARIO E NASCITA DELLA GENETICA MOLECOLARE
19
Figura 1.34Struttura a doppia elica della molecola del DNA come dedotta da J. Watson e F. Crick nel 1953 (da: J.Watson 1968, The double helix).
1.6 RICERCA DEL MATERIALE EREDITARIO E NASCITA DELLA GENETICA MOLECOLARE
20
Figura 1.35Articolo di J. Watson e F. Crick, Molecular structure of nucleic acids, Nature April 25, 1953, reimpaginatoin una sola facciata.
1.6 RICERCA DEL MATERIALE EREDITARIO E NASCITA DELLA GENETICA MOLECOLARE
21
Figura 1.37Fotografia 51 di Rosalind Franklin così come venne pubblicatasulla rivista Nature il 25 aprile 1953.
1.6 RICERCA DEL MATERIALE EREDITARIO E NASCITA DELLA GENETICA MOLECOLARE
22
Figura 1.39Ipotesi di J. Watson riguardante il processo a due fasidi sintesi delle proteine a partire dal DNA via un RNA intermediario (da: J.Watson 1968, The double helix).
1.6 RICERCA DEL MATERIALE EREDITARIO E NASCITA DELLA GENETICA MOLECOLARE
23
Figura 1.40Dogma centrale della genetica: flusso di informazione a senso unico dal DNA contenuto nel nucleo alle proteine
sintetizzate nel citoplasma
attraversol’RNA come
intermediario.
1.6 RICERCA DEL MATERIALE EREDITARIO E NASCITA DELLA GENETICA MOLECOLARE
24
Figura 1.41Codice genetico: ogniamminoacido è specificato da una o più triplette di nucleotidi.
1.6 RICERCA DEL MATERIALE EREDITARIO E NASCITA DELLA GENETICA MOLECOLARE
25
Figura 1.42Organizzazione discontinuadi un gene eucariotico: fotografiaal microscopio elettronico dell’appaiamento DNA-mRNA di ovoalbumina di pollo con relativo diagrammainterpretativo.
1.6 RICERCA DEL MATERIALE EREDITARIO E NASCITA DELLA GENETICA MOLECOLARE
26Tabella 1.2aTappe fondamentali della genetica molecolare.
1.6 RICERCA DEL MATERIALE EREDITARIO E NASCITA DELLA GENETICA MOLECOLARE
27
Tabella 1.2bTappe fondamentali della genetica molecolare.
1.6 RICERCA DEL MATERIALE EREDITARIO E NASCITA DELLA GENETICA MOLECOLARE
28
Figura 1.43Wilhelm L. Johannsen(1857-1927).
1.7 EREDITÀ POLIGENICA
29
Figura 1.44Mendelismo applicato ai caratteri quantitativi: quadrato di Punnet e istogrammi di distribuzione relativi alla F2 del triibrido A1A0B1B0C1C0 (adattata da L.H. Hartwell et al., 2004).
1.7 EREDITÀ POLIGENICA
30
Figura 1.45Distinzione tra carattere qualitativo e carattere quantitativo:istogrammi e distribuzione di frequenza relativi al colore del fiore in Mirabilis jalapa e alla lunghezza della spiga in Zea mays, rispettivamente.
1.7 EREDITÀ POLIGENICA
31
Figura 1.46Proporzioni genotipiche attese ad un singolo locus secondo la legge di Hardy-Weinberg in funzione dei valori delle frequenze geniche (A)e relazione esistente tra frequenze geniche e genotipiche in una popolazione in equilibrio Hardy-Weinberg (B).
1.8 GENETICA DI POPOLAZIONE
32
Figura 1.47aR.A. Fisher(1890-1962).
1.8 GENETICA DI POPOLAZIONE
33
Figura 1.49Vigore ibrido o eterosi in mais (A) e in melanzana (B).
1.9 SELEZIONE E MIGLIORAMENTO GENETICO
34
Figura 1.50Fiori di tabacco (A) e particolare di antere normalmente sviluppate e di antere abortite (B) a causa di maschio-sterilità citoplasmatica (foto: L. Russi). Fiore di radicchio (C), specie caratterizzata da meccanismi di incompatibilità, e particolare di reazioni compatibili e incompatibili con auto- e allo-polline (D) (foto: S. Varotto).
1.9 SELEZIONE E MIGLIORAMENTO GENETICO
35
Figura 1.51Esperimenti di G.H. Shulla Cold Spring Harbor inerenti alla produzione di ibridi di mais.
1.9 SELEZIONE E MIGLIORAMENTO GENETICO
36
Figura 1.52Infiorescenza femminile (spiga) e maschile (pennacchio)di mais.
1.9 SELEZIONE E MIGLIORAMENTO GENETICO
37
QUADRO 1.3 – LINEE PURE, LINEE INBRED E IBRIDI – INBREEDING E ETEROSI
Figura 1.53Esempi di linee inbrede varietà ibride di mais e linee pure di orzo.
1.9 SELEZIONE E MIGLIORAMENTO GENETICO
38
Figura 1.55Mutagenesi: conseguenzea livello della struttura dei cromosomi.
1.9 SELEZIONE E MIGLIORAMENTO GENETICO
39
Figura 1.56Mutazioni geniche per sostituzione.
1.9 SELEZIONE E MIGLIORAMENTO GENETICO
40
Tabella 1.3Risultati della Rivoluzione Verde in frumento e riso in termini di produzione unitaria di granella (t/ha).
1.9 SELEZIONE E MIGLIORAMENTO GENETICO
41
Figura 1.57Produzioni di granella (t/ha) in relazione alle concimazioni azotate (kg/ha) osservate nella varietà ibrida di riso IR-8 ottenuta incrociandola linea pura Peta con la landrace Deegee-woo-gen.
1.9 SELEZIONE E MIGLIORAMENTO GENETICO
42
Figura 1.58Sequenza dello sviluppoe dell’uso di varietà prima, durante e dopo la Rivoluzione Verde (da: M.J. Chrispeels e D.E. Sadava 2003,modificato).
1.9 SELEZIONE E MIGLIORAMENTO GENETICO
43
Tabella 1.4Tipi di varietà selezionate dai miglioratori in funzione del sistema riproduttivo.
1.9 SELEZIONE E MIGLIORAMENTO GENETICO
44
1.10 BIOTECNOLOGIE GENETICHE: COLTURE IN VITRO E INGEGNERIA GENETICA NELLE PIANTE
Figura 1.59Esempi di colture in vitro di protoplasti per l’ottenimento di ibridisomatici (fusione di protoplasti) (A), di calli embriogenetici (B) per l’ottenimento di semi sintetici (embrioni somatici) (C) e di polline (D)e di antere (E) per l’ottenimento di plantule aploidi (androgenesi) (F).
45
Figura 1.60Embriogenesi in vitro: callo con embrioni avventizi (A)e plantula rigenerata (B) di erba medica.
1.10 BIOTECNOLOGIE GENETICHE: COLTURE IN VITRO E INGEGNERIA GENETICA NELLE PIANTE
46
Figura 1.61Rappresentazione schematica di costruzionedi una molecola di DNA ricombinante e di clonaggio di un gene in E. coli (da: D. H. Hartl e E.W. Jones 1998, modificato).
1.10 BIOTECNOLOGIE GENETICHE: COLTURE IN VITRO E INGEGNERIA GENETICA NELLE PIANTE
47
Figura 1.62Kary B. Mullis, inventoredella reazione a catena della polimerasi (PCR).
1.10 BIOTECNOLOGIE GENETICHE: COLTURE IN VITRO E INGEGNERIA GENETICA NELLE PIANTE
48
Figura 1.63Diagramma di una reazione automatizzata di sequenziamentodi DNA basata sulla PCR (da: L. Hoode D. Galas 2003, modificato).
1.10 BIOTECNOLOGIE GENETICHE: COLTURE IN VITRO E INGEGNERIA GENETICA NELLE PIANTE
49
Figura 1.64Esempio di MAS per la resistenza a patogeni.
1.10 BIOTECNOLOGIE GENETICHE: COLTURE IN VITRO E INGEGNERIA GENETICA NELLE PIANTE
50
Figura 1.65Metodi di trasformazionegenetica delle piante.
1.10 BIOTECNOLOGIE GENETICHE: COLTURE IN VITRO E INGEGNERIA GENETICA NELLE PIANTE
51
Figura 1.66Principali Piante GeneticamenteModificate (PGM), caratteriintrodotti nelle varietà transgeniche e loro diffusionea livello mondiale (dati2007). Fonte: Clive James.
1.10 BIOTECNOLOGIE GENETICHE: COLTURE IN VITRO E INGEGNERIA GENETICA NELLE PIANTE
52
Figura 1.67Andamento della superficie (espressa in Mha) coltivata con varietà transgeniche a livello mondiale.
1.10 BIOTECNOLOGIE GENETICHE: COLTURE IN VITRO E INGEGNERIA GENETICA NELLE PIANTE
53
Tabella 1.5 Fattori che influenzano il flusso genico tra varietà transgeniche e varietà tradizionali.
1.10 BIOTECNOLOGIE GENETICHE: COLTURE IN VITRO E INGEGNERIA GENETICA NELLE PIANTE
54
Figura 1.68Esempi di fingerprint del DNA prodotti da marcatori RFLP e PCR-derivati.
1.10 BIOTECNOLOGIE GENETICHE: COLTURE IN VITRO E INGEGNERIA GENETICA NELLE PIANTE
55
Figura 1.69Predizione della strutturaquaternaria di una proteina in base alla sequenza amminoacidica.
1.10 BIOTECNOLOGIE GENETICHE: COLTURE IN VITRO E INGEGNERIA GENETICA NELLE PIANTE
56
Figura 1.70Esempio di microarray di acidi nucleici.
1.10 BIOTECNOLOGIE GENETICHE: COLTURE IN VITRO E INGEGNERIA GENETICA NELLE PIANTE
57
QUADRO 1.4 – SVELATO IL GENOMA DI VITE
Figura 1.73aRappresentazione schematica delle regioni paraloghe derivatedai tre genomi ancestrali nei cariotipi di vite (Vitis vinifera); i sette colori in vite corrispondono verosimilmente ai gruppi di associazione del progenitore ancentrale paleo-esaploide. (Fonte: Jaillon O., Aury J.M., et al. The French–Italian Public Consortium for Grapevine Genome Characterization, 2007).
1.10 BIOTECNOLOGIE GENETICHE: COLTURE IN VITRO E INGEGNERIA GENETICA NELLE PIANTE
58
QUADRO 1.4 – SVELATO IL GENOMA DI VITE
Figura 1.73bRappresentazione schematica delle regioni paraloghe derivate dai tre genomi ancestrali nei cariotipi di pioppo (Populus trichocarpa);ogni colore identifica una regione sintenica tra i tre genomi. (Fonte: Jaillon O., Aury J.M., et al. The French–Italian Public Consortium for Grapevine Genome Characterization, 2007).
1.10 BIOTECNOLOGIE GENETICHE: COLTURE IN VITRO E INGEGNERIA GENETICA NELLE PIANTE
59
QUADRO 1.4 – SVELATO IL GENOMA DI VITE
Figura 1.73cRappresentazione schematica delle regioni paraloghe derivatedai tre genomi ancestrali neicariotipi di Arabidopsis thaliana;ogni colore identifica una regione sintetica tra i tre genomi. (Fonte: Jaillon O., Aury J.M., et al. The French–Italian Public Consortium for Grapevine Genome Characterization, 2007).
1.10 BIOTECNOLOGIE GENETICHE: COLTURE IN VITRO E INGEGNERIA GENETICA NELLE PIANTE
60
QUADRO 1.4 – SVELATO IL GENOMA DI VITE
Figura 1.74Diagramma di Venn che riporta graficamentei risultati emersi dal confronto tra i genomi di vite (Vitis vinifera), pioppo (Populus trichocarpa), riso (Oryza sativa) e Arabidopsis thaliana. I geni totali sono i seguenti: 29.585 in vite, 41.046 in riso, 45.555 in pioppo e 26.819 in Arabidopsis. I geni unici, specie-specifici, sono risultati pari a 16.859 in vite, 21.635 in riso, 15.885 in pioppo e 6.524 in Arabidopsis, mentre quelli omologhi, comuni a tutti e quattro i genomi sono risultati 7.914 (G), quelli comuni a due sono risultati pari a 9.106 con riso (B+F+C+G), 11.948 con pioppo (C+G+D+H)e 9.555 con Arabidopsis (F+G+H). (Fonte: Velasco R., Zharkikh A., Troggio M., Cartwright D.A., Cestaro A., et al., 2007).
1.10 BIOTECNOLOGIE GENETICHE: COLTURE IN VITRO E INGEGNERIA GENETICA NELLE PIANTE
top related