Quanto segue è stato preso da articoli o commenti presi dai seguenti siti o rapporti:
Semplifica
Wired
Salmone
Blog di Dario Bressanini su “Le Scienze”
Biotecnologiebastabugie
Studio Barilla
COSA SONO LE BIOTECNOLOGIE
Secondo una definizione ampiamente accettata, vengono definite biotecnologie quelle
tecniche che utilizzano organismi viventi, o parti di essi, al fine di ottenere beni o servizi.
Questa definizione molto ampia raggruppa sia le biotecnologie “convenzionali”, che
consentono di ottenere vino, birra e distillati, pane, formaggio (ovvero quei prodotti che
derivano da alcuni microrganismi fermentatori); sia quelle “avanzate”, che applicano le
scoperte dell’ingegneria genetica e della biologia molecolare alla selezione di nuovi
organismi e alla creazione di nuovi prodotti.
COSA SONO IL DNA, I GENI, LE PROTEINE
Gli esseri viventi sono formati da cellule. Tra le componenti cellulari, quella che contiene
le informazioni primarie per la vita è il DNA, una macromolecola a forma di doppia
elica composta da una serie di unità più piccole, dette nucleotidi (o basi). Esistono quattro
tipi di nucleotidi (Adenina –A, Timidina –T, Guanina –G, Citosina –C), che sono in
grado di appaiarsi tra loro a due a due: A-T e G-C.
Il DNA rappresenta il codice di istruzioni necessarie alla cellula per svilupparsi, nutrirsi,
riprodursi e rispondere agli stimoli ambientali. Queste informazioni sono “scritte” nell’ordine
con cui i quattro nucleotidi si susseguono nella molecola di DNA.
Ogni essere vivente possiede una sequenza di DNA e ogni sua cellula ne contiene
una copia. L’uomo è formato da circa 100 trilioni di cellule (100.000 miliardi), ognuna
delle quali contiene la stessa sequenza di DNA lunga circa 2 metri, il che equivale a poco
meno di 3 miliardi di nucleotidi. Questi sono suddivisi in 46 unità discrete (filamenti) chiamate
cromosomi. Il DNA è ereditabile e viene trasferito dalla cellula madre alle cellule
figlie. Le differenze nella sequenza nucleotidica, tra individui di una stessa specie, non
sono molto pronunciate (nell’uomo sono meno di una ogni 200 nucleotidi), ma più ci si
sposta nell’albero evolutivo e più queste differenze diventano evidenti. È per questo che
in base alla sequenza nucleotidica del DNA è possibile ricostruire la storia evolutiva degli
esseri viventi.
L’unità di DNA che contiene un’informazione comprensibile e traducibile dalla cellula,
viene chiamata “gene”. Un gene mediamente è formato da qualche migliaio di basi
e, quasi sempre, contiene il codice per la produzione di una proteina. Tutti gli esseri
viventi possiedono geni il cui linguaggio è universale. Questo sta alla base della
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possibilità di trasferire un gene da un organismo a un altro. Un batterio contiene
circa 4.000 geni, il lievito di birra 6.000, una pianta 30.000, nell’uomo le stime parlano di
40-50.000. Negli organismi superiori, piante e animali, esistono regioni nella sequenza
del DNA che non contengono geni e le cui funzioni sono ancora dibattute dalla comunità
scientifica. Va sottolineato infine che molti geni sono conservati tra specie diverse:
ad esempio l’omologia tra l’uomo e il lievito di birra è circa del 30%, con la banana del
50%, con il topo del 90%, e solo tra due gemelli è del 100%.
Le proteine svolgono la maggior parte delle funzioni vitali della cellula e vengono
costruite “traducendo” la sequenza nucleotidica dei geni in una sequenza di amminoacidi
(le singole unità che costituiscono le proteine). Poiché esistono solo 4 tipi di nucleotidi
mentre gli amminoacidi sono 20, nella traduzione i nucleotidi vengono letti a tre a tre.
A ogni amminoacido possono corrispondere una o più triplette di nucleotidi, ma a ogni
tripletta corrisponde un solo amminoacido. La sequenza aminoacidica della proteina
finale è in larga parte responsabile della funzione e delle proprietà che questa possiede.
Le proteine sono coinvolte nella produzione dell’energia, nella costruzione dei vari componenti
cellulari come grassi, zuccheri, metaboliti secondari o altre proteine, nell’accumulo
di riserve e permettono a una cellula di “esplorare” l’ambiente circostante o di
“comunicare” con altre cellule.
Per approfondire il processo tramite cui i geni vengono letti, e come le informazioni in
essi contenute vengano utilizzate per creare le proteine, sono disponibili svariati testi di biologia
molecolare o è possibile, ad esempio, visitare il sito internet dello Human Genome
Project.
GENOME:
The Secret of How Life Works. http://genome.pfizer.com/
Human Genome Project. Exploring Our Molecular Selves. http://www.genome.gov/Pages/EducationKit/online.htm
www.biocommedia.it – Sito di divulgazione scientifica sulle Biotecnologie in Agricoltura
Arabidopsis, Genome Initiative (2000) Analysis of the genome sequence of the flowering plant Arabidopsis thaliana.
NATURE 408: 796. www.arabidopsis.org
Venter C et al (2001) The sequence of the human genome Science.
COSA SONO GLI OGM E L’INGEGNERIA GENETICA
Con il termine Organismo Geneticamente Modificato – termine improprio da un punto
di vista biologico in quanto tutti gli organismi caratterizzati da riproduzione sessuata
sono, a rigor di termini, geneticamente modificati (nessun individuo è uguale ai propri
genitori e nemmeno ai propri fratelli) – vengono intesi gli esseri viventi il cui DNA è stato
modificato attraverso tecniche di “ingegneria genetica”. Queste tecniche permettono l’isolamento,
la modifica e il trasferimento da un organismo a un altro di sequenze di DNA.
È quindi possibile parlare di OGM anche nel caso in cui si “trasferisca” un gene di mais
in mais, purchè questo sia fatto utilizzando la tecnica del DNA ricombinante. La definizione
adottata dalla Direttiva europea 2001/18, che regola il rilascio ambientale degli
OGM, è la seguente: «un organismo, il cui materiale genetico è stato modificato in modo
diverso da quanto avviene in natura con l’accoppiamento e/o la ricombinazione genica
naturale». Tale modifica viene definita con il termine di “trasformazione” o “transgenesi”
e l’organismo da esso derivato viene detto “trasformato” o “transgenico”.
Tutto ciò che viene invece ottenuto con programmi di miglioramento genetico
convenzionale «inclusa la mutagenesi e la fusione cellulare di cellule vegetali di
organismi che possono scambiare materiale genetico anche con metodi di riproduzione
tradizionali» è escluso dalla definizione di OGM, pur comportando modificazioni
del genoma di gran lunga superiori.
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Per approfondire:
“La scoperta dell’acqua calda…”http://biotecnologiebastabugie.blogspot.it/2008/03/la-scopertadellacqua-
calda.html
COSA E’ LA TECNOLOGIA DEL DNA RICOMBINANTE
La tecnologia del DNA ricombinante è l’insieme delle tecniche che permettono di
estrarre, isolare, modificare e trasferire frammenti di DNA da un individuo a un altro,
anche se appartenenti a specie diverse.
Per il trasferimento del DNA nelle piante possono essere utilizzate diverse tecniche,
tra cui metodi biologici (impiegando l’Agrobatterio, un microrganismo innocuo per l’uomo
e molto diffuso in natura, che possiede la capacità di trasferire alcuni suoi geni alle
piante), oppure metodi fisici (utilizzando la biolistica, ovvero “sparando” microproiettili
ricoperti di DNA dentro le cellule vegetali). La tecnologia del DNA ricombinante presenta
due sostanziali differenze rispetto al miglioramento genetico tramite incrocio.
- Specificità. La tecnologia è estremamente specifica: vengono inseriti solo i geni di
interesse, mentre la riproduzione sessuale trasferisce (e “rimescola”), oltre al gene di
interesse, migliaia di altri geni, della maggior parte dei quali non si conosce la sequenza
e la funzione.
- Posizione del transgene nel genoma. In generale non è possibile prevedere a
priori per le piante in quale posizione del genoma dell’ospite si inserirà il transgene
(frammento di DNA inserito). È però possibile identificare con precisione la sua posizione
dopo averlo trasferito.
Va ricordato che la normativa vigente richiede, per garantire una maggior sicurezza,
uno studio approfondito per la verifica della posizione del transgene e dei suoi effetti
sulla pianta, prima di autorizzarne la commercializzazione.