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

aggiunta del fago

Come provare le due teorie ?(modello: resistenza di un batterio all’infezione fagica)

(S.Luria e M.Delbruck, 1941)

Test di Fluttuazione (S.Luria e M.Delbruck, 1941)

Colonie resistenti all’infezione fagica

Esperimento del Replica-plating (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

Atassia teleangectasia

Raggi γ linfomi

Sindrome di Bloom

Agenti alchilanti carcinomi, leucemie, linfomi

Sindrome di Cockayne

UV light

Fanconi anemia

Agenti cross-lincanti

leucemie

Xeroderma pigmentosum

UV light, mutageni chimici

Carcinomi della pellemelanomi

Cancro del colon ereditario

Tumori del colon e ovaio

Malattia Ipersensibilità tumori

Mutazioni nei geni del sistema di riparo del DNA causano malattie genetiche e tumori