È frequente che i genetisti umani vogliano sapere se un particolare allele raro, responsabile di un fenotipo anomalo, è dominante o recessivo. Nella ▶figura 10A puoi vedere un albero genealogico che mostra lo schema di trasmissione ereditaria di un...

Alla sua uscita, il 24 novembre 1859, l’Origine delle specie sollevò una grandissima eco. Molti naturalisti lo accolsero riconoscendolo per il lavoro fondamentale che in effetti risultò poi essere, ma molti furono anche coloro che lo...

Le animazioni e le attività multimediali si trovano inserite all’interno dei capitoli e accompagnano i ragazzi nella comprensione dei concetti.

Mendel eseguì diverse serie di incroci. Nella prima parte del suo lavoro egli decise di considerare l’ereditarietà di un solo carattere per volta in un grande numero di piantine, e operò nel modo seguente. Per ciascun carattere scelse piantine...

Per verificare l’ipotesi che nella generazione F1 a seme liscio esistessero due possibili combinazioni alleliche (LL e Ll), Mendel eseguì un testcross (▶figura 6), ovvero un incrocio di controllo che permette di scoprire se un individuo che mostra...

È frequente che i genetisti umani vogliano sapere se un particolare allele raro, responsabile di un fenotipo anomalo, è dominante o recessivo. Nella ▶figura 9A puoi vedere un albero genealogico che mostra lo schema di trasmissione ereditaria di un...

Agli inizi del Novecento uscì un articolo del genetista statunitense George H. Shull; l’articolo era intitolato «La composizione di un campo di granturco» ed ebbe un’influenza fondamentale sugli studi di genetica applicata. Gli agricoltori...

Se due loci si trovano vicini nel cromosoma, le probabilità che un crossing-over si verifichi proprio nel mezzo sono scarse; se invece i due loci sono lontani, esistono molti punti intermedi nei quali può avvenire un crossing-over. Questa situazione...

Nella nostra specie compaiono talvolta individui X0 (lo 0 sta a indicare la mancanza di un cromosoma; gli individui X0 hanno quindi un solo cromosoma sessuale). Queste persone sono femmine con leggere alterazioni fisiche, ma mentalmente normali; di...

I vertebrati presentano un apparato circolatorio chiuso e un cuore diviso in due o più camere. L’esame delle caratteristiche dei sistemi circolatori nelle differenti classi dei vertebrati mette in evidenza un fatto generale di tipo evolutivo: a mano...

Atri e ventricoli alternano fasi di rilassamento, nelle quali si riempiono di sangue, e fasi di contrazione durante le quali si svuotano, spingendo il sangue nei due circuiti. Queste fasi interessano contemporaneamente i due lati del cuore e si...

All’interno dei capillari, mentre il sangue fluisce, alcune sostanze diffondono. Di conseguenza il sangue che entra in un capillare modifica gradualmente la sua composizione. Nella circolazione sistemica, per esempio, il sangue entra a una estremità...

Il sistema nervoso autonomo controlla la frequenza cardiaca e la costrizione dei vasi sanguigni grazie a un centro di controllo cardiovascolare situato nel tronco cerebrale, nella zona cioè che raccorda il midollo spinale all’encefalo (▶figura 8)....

I leucociti (chiamati anche globuli bianchi) possiedono un nucleo e appaiono incolori. Sono molto più grandi e meno numerosi degli eritrociti: 1 mm3 di sangue umano ne contiene in media 7000, ma il loro numero può variare in un intervallo...

Le leucemie sono un gruppo di patologie caratterizzate da una proliferazione anormale dei leucociti (▶figura 14). Talvolta sono confuse con le anemie, perché l’anemia è spesso uno dei sintomi delle leucemie, ma di fatto si tratta di malattie...

Sebbene la poliploidia sia il fattore più importante per la speciazione simpatrica, non è l’unico; un caso molto particolare è quello dei pesci ciclidi (famiglia Cichlidae) del lago Vittoria, nell’Africa orientale, in cui la speciazione è stata...

L’evoluzione di caratteri fiorali che generano isolamento riproduttivo è stata studiata nelle piante del genere Aquilegia. Le aquilegie sono andate incontro a una speciazione recente e molto rapida, nel corso della quale hanno evoluto petali con...

A seguito della frequenza con cui si stabilisce un rapporto molto stretto tra vettore impollinatore e pianta impollinata, l’enorme varietà di specie mostrata da alcuni gruppi di insetti, come le farfalle (lepidotteri), è strettamente correlata...

Il corpo umano deve ricavare dall’alimentazione vari tipi di sostanze: monomeri e molecole organiche semplici che le cellule utilizzano per i processi di biosintesi; molecole da usare come fonte di energia; elementi minerali e vitamine. Tra...

Lo stomaco ha la forma di una J e si trova subito sotto al diaframma. Il cardias è la zona che circonda lo sfintere esofageo, il fondo è la porzione superiore, posta a sinistra e al di sopra di questo sfintere, mentre la parte ripiegata in basso e...

Dopo la pelle, il fegato (▶figura 9) è il secondo organo del corpo umano in ordine di grandezza: in un adulto pesa circa 1,4 kg ed è situato al di sotto del diaframma, nella parte destra dell’addome, ed è avvolto da una capsula di tessuto...

Nei Paesi industrializzati l’obesità è un serio problema di salute. Una semplice regola è: assumi meno calorie di quante ne brucia il tuo organismo, mantenendo una dieta bilanciata. Però lo stile di vita può contribuire notevolmente...

Nel corso del capitolo abbiamo già incontrato diverse patologie legate all’apparato digerente o alla nutrizione. Abbiamo visto, per esempio, le conseguenze di un carente apporto calorico, o di una insufficiente quantità di amminoacidi essenziali,...

Il riconoscimento del fattore di trasformazione ha costituito una tappa fondamentale nella storia della biologia, raggiunta con fatica da Oswald Avery e dai suoi collaboratori. Essi sottoposero i campioni contenenti il fattore di trasformazione dello...

A rendere più rapida la soluzione del rompicapo della struttura del DNA è stata l’idea di costruire modelli tridimensionali a partire dalle informazioni relative alle dimensioni molecolari e agli angoli di legame. Questa tecnica, originariamente...

Il meccanismo della duplicazione è abbastanza complicato. Perché il DNA si duplichi, il filamento stampo deve interagire con un enorme complesso proteico, detto complesso di duplicazione, che catalizza le reazioni necessarie al processo. Il complesso...

Come abbiamo visto nel capitolo precedente, i virus sono particelle infettive acellulari che si riproducono all’interno di cellule. Molti virus, come il virus del mosaico del tabacco, il virus dell’influenza e quello della polio, hanno come...

Agli inizi degli anni Sessanta, i biologi molecolari sono riusciti a «decrittare» il codice genetico. Il problema in cui erano impegnati li lasciava perplessi: come è possibile scrivere 20 «parole» con un alfabeto di sole quattro «lettere»?...

Un ruolo determinante nella sintesi proteica è svolto dai ribosomi. Il ribosoma non è semplicemente il luogo fisico del citoplasma in cui si realizza la traduzione: esso presenta una struttura complessa, grazie alla quale è in grado di assemblare...

Le mutazioni sono sempre cambiamenti nella sequenza nucleotidica del DNA; a livello molecolare, tuttavia, le possiamo suddividere in: puntiformi, cromosomiche e genomiche. Le mutazioni puntiformi sono mutazioni di una singola coppia di basi e quindi...

I virus degli animali sono molto diversi tra loro. Alcuni sono semplici particelle formate da proteine avvolte attorno a una molecola di acido nucleico. Altri presentano una membrana, derivata dalla membrana citoplasmatica della cellula ospite...

Come abbiamo visto, i plasmidi o i virus possono funzionare da «vettori di trasporto» per spostare brevi porzioni di DNA da una cellula batterica all’altra. Esiste anche un altro meccanismo per il «trasporto genico»: alcuni frammenti di DNA,...

Come abbiamo detto, l’operone lac appartiene al tipo di operoni che attivano la trascrizione in risposta alla comparsa di un induttore. In questo sistema la proteina repressore presenta due siti di legame: uno per l’operatore e l’altro per...

I genomi degli organismi eucariotici analizzati finora si sono rivelati pieni di sequenze di DNA ripetitive, che non codificano polipeptidi. Possiamo riconoscere tre diverse tipologie di sequenze ripetitive. 1. Le sequenze altamente ripetitive non...

Circa la metà di tutti i geni eucariotici codificanti proteine è presente in singola copia nel genoma aploide (quindi in due copie nelle cellule somatiche). Gli altri geni sono presenti in copie multiple. Nel corso dell’evoluzione, le varie copie...

In un nucleo in interfase, colorato e osservato al microscopio, si distinguono due tipi di cromatina: l’eucromatina, dispersa e debolmente colorata, e l’eterocromatina, condensata e colorata intensamente. L’eucromatina contiene DNA che viene...

In che modo le cellule eucariotiche coordinano la regolazione di più geni la cui trascrizione deve essere attivata contemporaneamente? Negli eucarioti i geni da coordinare, non essendo organizzati in operoni come nei procarioti, possono trovarsi...

I rapidi progressi nel settore delle biotecnologie hanno messo gli scienziati nelle condizioni di comprendere sempre meglio quanto avviene all’interno del nucleo di una cellula, decifrando il suo materiale genetico. Quello che accade nel citoplasma...

Gli studiosi della biologia dello sviluppo insistono spesso sull’importanza del «qui e ora» per determinare il destino di una cellula, vale a dire dove e quando una data cellula o un gruppo di cellule si trovano. Questa informazione posizionale...

Esistono anche altri meccanismi che aumentano ulteriormente la diversità anticorpale; aggiungendo queste possibilità ai miliardi di possibili combinazioni in base alla riorganizzazione casuale, non sorprende che il sistema immunitario sia in grado di...

La definizione di biotecnologia è applicabile a pratiche vecchie quanto la civiltà umana. Le prime indicazioni di processi che utilizzavano i lieviti per la fermentazione della birra risalgono a quasi 4000 anni fa, ai tempi delle civiltà sumera ed...

I primi successi ottenuti con la tecnologia del DNA ricombinante furono raggiunti usando come ospiti i batteri. Infatti, come abbiamo visto nei capitoli precedenti, le cellule batteriche sono facili da coltivare e maneggiare in laboratorio. Inoltre, la...

Un frammento di DNA può essere anche prodotto artificialmente utilizzando due diverse procedure. Sintesi chimica: quando si conosce la sequenza amminoacidica di una proteina, applicando il codice genetico possiamo ricostruire la sequenza del DNA che...

Il sequenziamento del DNA è una tecnica importante che permette di stabilire la sequenza delle basi presenti in una molecola di DNA e che si basa sull’utilizzo di nucleosidi modificati artificialmente. Come abbiamo già visto, i...

Negli ultimi anni la ricerca nel campo della biologia molecolare e delle biotecnologie ha portato ad esplorare alcuni campi di studio del tutto nuovi e, in alcuni casi, inaspettati. Vediamo brevemente due esempi di queste nuove linee di ricerca, la...

Nei primi anni del Novecento, mentre la teoria di Darwin trovava pochi consensi, si sviluppava un altro importantissimo filone di ricerca: la genetica. Riscoperti i lavori di Mendel, si avviarono i primi studi sui cromosomi. Poco più tardi venne...

Nelle popolazioni di piccole dimensioni la deriva genetica, ossia la riduzione casuale della frequenza di un allele, può provocare forti alterazioni nelle frequenze alleliche delle generazioni successive. Può anche accadere che alleli vantaggiosi...

Finora abbiamo considerato soltanto caratteri influenzati da alleli relativi a un solo locus. Tuttavia, come abbiamo visto nel ▶capitolo B1, la maggior parte dei caratteri è influenzata da più geni; in altre parole, la variabilità di questi...

Charles Darwin e Gregor Mendel gettarono quasi contemporaneamente le basi per gli enormi passi avanti che la biologia fece agli inizi del Novecento. Molto probabilmente i due studiosi conoscevano gli interessi scientifici reciproci, eppure ognuno...