Appunti VERIFICATO
Lezione 1 - biotecnologie di base e modelli animali
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Di cosa parla
- Un modello animale è un organismo studiato per comprendere fenomeni biologici, le cui scoperte possono essere estese ad altri organismi grazie alla conservazione dei principi biologici fondamentali (es. vie metaboliche, geni regolatori).
- I criteri per la scelta di una specie modello includono: dimensioni gestibili, tempo di generazione rapido, facile accessibilità (reperibilità, allevamento, manipolazione) e genetica semplice (piccolo corredo cromosomico). Fondamentale è la conservazione dei meccanismi biologici.
- La Drosophila melanogaster (moscerino della frutta) è un modello ampiamente studiato: è piccolo, facile da allevare, ha un tempo di gestazione di 2 settimane con alta riproduttività (600 uova in 10 giorni), un corredo genomico semplice (4 paia di cromosomi), tecniche di trasformazione genetica disponibili dal 1987 e genoma sequenziato nel 1998. Ha permesso scoperte sui ritmi circadiani (Nobel 2017), i cui geni (tau, ter) sono altamente conservati tra insetti e mammiferi.
- Altri modelli invertebrati menzionati sono: Hydra (rigenerazione, eutelia), Caenorhabditis elegans (differenziazione cellulare, apoptosi), Cepaea nemoralis (ereditarietà), Euprymna scolopes (simbiosi, bioluminescenza), Loligo pealei (neurologia, assone gigante), ricci di mare (sviluppo embrionale), Ciona intestinalis (genoma comparato).
- Modelli vertebrati includono: Zebrafish (corpo trasparente per studi fisiologici), Rattus norvegicus e Mus musculus (tossicologia, neurologia, colture primarie).
- La biologia è lo studio della gerarchia autoreplicante della vita (geni → proteine → cellule → organi → organismi → popolazioni), dove tutti i fenomeni sono interconnessi.
- L'analisi della biodiversità animale si concentra su tre caratteristiche:
- Piani organizzativi: classificazione, simmetria, cefalizzazione (formazione del SNC), cavità corporee (celoma e suo vantaggio evolutivo).
- Funzioni vitali: tegumento, circolazione, scheletro.
- Biodiversità dei phyla principali: poriferi, cnidari, platelminti, nematodi, anellidi, molluschi, artropodi, echinodermi, cordati (pesci, uccelli, mammiferi) e le loro classi.
- Storicamente, la vita era suddivisa in 5 regni, poi in 3 domini (Archaea, Eubacteria, Eukaryota) e attualmente in 7 regni: Archea, Bacteria, Protista, Chromista, Funghi, Plantae, Animalia. La materia si focalizza sul regno Animalia.
- La nomenclatura binomia di Linneo (Genere specie) ha introdotto la classificazione gerarchica: Specie → genere → famiglia → ordine → classe → phylum → regno, strumento fondamentale per lo studio scientifico.
- I concetti di specie includono:
- Biologico (Mayr): gruppi interfecondi riproduttivamente isolati.
- Ecologico: individui che occupano una determinata nicchia ecologica.
- Fenetico: basato su caratteristiche morfologiche visibili condivise.
- Filogenetico: popolazioni con un antenato comune.
- Strumenti moderni come il DNA Barcoding (sequenziamento del DNA mitocondriale per l'enzima citocromo ossidasi) supportano la distinzione e classificazione delle specie, integrando la morfologia tradizionale.