L’origine spontanea delle
mutazioni
L’ambiente induce cambiamenti ereditabili
Darwin’s giraffes
La variabilità fenotipica
ha origine spontanea
Lamark e Darwin a confronto
Ipotesi per spiegare l’origine della variabilità
genetica nei batteri
•Teoria dell’adattamento fisiologico:
L’ambiente induce cambiamenti ereditabili
•Teoria genetica o della mutazione spontanea:
Le mutazioni avvengono casualmente nella
popolazione e l’ambiente agisce mediante la
selezione
Come provare le due teorie ?
(modello: resistenza di un batterio all’infezione fagica)
aggiunta del
fago
(S.Luria e M.Delbruck, 1941)
Test di Fluttuazione (S.Luria e M.Delbruck, 1941)
Colonie resistenti all’infezione fagica
Esperimento del Replicaplating (J. e E. Lederberg)
Le mutazioni non sono
determinate ma solo
selezionate dall’ambiente
Mutazioni spontanee: tautomeria delle basi
Origine di una mutazione per
tautomeria delle basi
La depurinazione è una causa frequente
di mutazione spontanea
La deaminazione delle citosine metilate causa
transizioni
punti caldi di
mutazione nel
gene LacI
Danni da ossidazione
(può appaiarsi in modo
errato con l’adenina)
Le sequenze ripetitive favoriscono
le inserzioni e le delezioni
Meccanismi di riparo del DNA
• Proof-reading durante la sintesi
• Eliminazione diretta del danno dal DNA
• Rimozione del DNA danneggiato e
risintesi
• Correzione delle incorporazioni di basi
errate
• Correzioni delle rotture a doppia elica
• Sistema SOS
Riparo durante la sintesi del DNA
A) l’attività proof-reading della DNA polimerasi
B) Eliminazione diretta del
danno.
1. Fotoriattivazione dei
dimeri di pirimidine.
2. Rimozione gruppo metile.
Rimozione del DNA danneggiato
C) la riparazione per escissione di nucleotidi
D) correzione di
appaiamento errato
La metilazione permette di
distinguere il filamento
vecchio da quello nuovo
Il riparo delle rotture a
doppia elica.
E) Riparo mediante
ricombinazione tra
cromatidi fratelli
Il sistema SOS.
Superamento blocco replicativo con errori
Uso di DNA polimerasi particolari ad alta frequenza di
errore
Mutazioni nei geni del sistema di riparo del DNA
causano malattie genetiche e tumori
Malattia
Ipersensibilità
tumori
Atassia
teleangectasia
Raggi γ
linfomi
Sindrome di
Bloom
Agenti alchilanti
carcinomi,
leucemie,
linfomi
Sindrome di
Cockayne
UV light
Fanconi
anemia
Agenti crosslincanti
leucemie
Xeroderma
pigmentosum
UV light,
mutageni chimici
Carcinomi della pelle
melanomi
Cancro del colon
ereditario
Tumori del colon e
ovaio