Estrazione del DNA dai vegetali

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Ladislao Filippo Grillo
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1 Estrazione del DNA dai vegetali L idea di questo progetto curato dalle insegnanti Anna Manna, Miriana Del Santo ed Emanuela Occhiuzzi, svolto durante il corso di educazione alimentare Tortando scientifico, è nata a seguito di alcune lezioni di aggiornamento docenti del Museo Explora di Roma. Le insegnanti hanno deciso di condividere quest idea perché il procedimento seguito, ed i relativi risultati raggiunti,sono perseguibili da tutti coloro che intendono praticare il metodo scientifico sperimentale come strategia di lavoro nell'ambito della programmazione didattica dello studio delle scienze nei vari livelli scolastici. Le tre docenti hanno voluto sperimentare con gruppi di ragazzi di diverse classi terza scuola primaria. prima e terza scuola secondaria di primo grado- tutta la procedura dell'estrazione del DNA della frutta utilizzando la modalità ricetta di cucina: prescrizioni, tempi, unità di misura e, soprattutto ordinamento delle fasi in modo da approfondire, in modo diversificato rispetto all'età,' ogni singola tappa dell'intero procedimento Il lavoro è stato di gruppo, di squadra, sia per gli insegnanti sia per gli alunni: i compiti sono stati suddivisi, abbiamo imparato a valutare e rispettare i tempi e le consegne ma soprattutto a collaborare con i compagni delle due classi terze della scuola primaria vero motore dell'intero progetto. Sulla base dei risultati raggiunti e delle conoscenze teoriche da cui siamo partiti (studio della cellula vegetale, della capacità che i vegetali hanno di produrre le sostanze organiche di cui si nutrono attraverso la fotosintesi clorofilliana e quindi del loro essere autotrofi, della lunga catena del DNA l acido desossiribo-

2 nucleico, molecola strabiliante che è, di fatto, l archivio del vivente, il deposito di tutte le informazioni necessarie per svolgere le funzioni vitali che nel duplicarsi copia il codice genetico, il progetto, per passarlo a nuove cellule) si è chiesto di procedere, nei limiti del possibile, alla loro interpretazione e alla stesura delle varie fasi del procedimento visualizzabili nella presentazione allegata.

3 Il laboratorio Tortando dell I.C. Borgoncini Duca di Roma presenta Fare scienza in cucina

4 A tutta scienza: isoliamo il D.N.A. dalle cellule della frutta

5 La ricetta 100 g di polpa di kiwi o banana 3 g di sale fino 10 ml detersivo liquido Succo di ananas q.b. Acqua q.b. Alcool freddo q.b. Ghiaccio q.b. GLI INGREDIENTI

6 La ricetta Termometro Pentola per il bagnomaria Colino Beuta da 250 ml Bacchetta agitatrice Cilindri graduati Siringhe senza ago ( 10 e 5 ml) GLI STRUMENTI

7 I PARTECIPANTI SCUOLA PRIMARIA III C / III D SCUOLA SECONDARIA DI 1 GRADO IA / IC IIA / IIC IIIA / IIIC

8 La continuità: i diversi approcci Per le prime classi si tratta di preparare una pozione magica. Per gli alunni della secondaria si tratta di verificare la riuscita dell esperienza.

9 Il procedimento Il DNA è contenuto nel nucleo delle cellule del kiwi e della banana. Per liberarlo, è necessario demolire le membrane cellulari e quelle del nucleo. Poichè queste membrane sono costituite da molecole ricche di grassi, basterà scioglierle usando del detersivo liquido. Useremo anche un po' di sale che ha la funzione di facilitare l'eliminazione delle proteine su cui è avvolto il DNA (gli istoni)

10 Pesiamo il sale 3 g

11 Pesiamo l acqua 80 g

12 Versiamo l acqua nel sale

13 Mescoliamo con cura per far sciogliere il sale

14 Versiamo il detersivo nella soluzione salina Cerchiamo di non produrre schiuma

15 Prepariamo il detersivo per demolire le membrane cellulari e nucleiche 10 ml 10 ml

16 Aggiungiamo ancora acqua fino a raggiungere i 100 cc

17 Preparazione della poltiglia per separare le cellule le une dalle altre ed esporle direttamente all'azione della soluzione di estrazione. Sbucciamo il kiwi e ne schiacciamo la polpa con la forchetta

18 Pesiamo la polpa schiacciata 100 g

19 Prepariamoci ad estrarre il DNA Ora è necessario demolire le membrane cellulari e quelle del loro nucleo per liberare il DNA. La poltiglia, immersa nella soluzione di estrazione, verrà portata a 60 C per accelerare e favorire il processo, oltre che per disattivare certi enzimi che potrebbero degradare il DNA. Dopo 15 minuti dobbiamo però togliere la beuta dal bagnomaria a 60 (mantenuti costanti) perché il DNA comincia a degradarsi frammentandosi. Questa è la ragione per cui bisogna raffreddare immediatamente la poltiglia nel ghiaccio.

20 Versiamo la soluzione d estrazione nella poltiglia..oppure la poltiglia nella soluzione

21 Immergiamo la beuta nell acqua a 60 C per 15 minuti KIWI BANANA

22 Controlliamo costantemente la temperatura dell acqua 60 C! 60 C!

23 Trascorsi i 15 minuti immergiamo la beuta nel ghiaccio. 5 minuti

24 Filtriamo con attenzione e raccogliamo un liquido ricco di DNA, separato dai residui cellulari e dagli altri tessuti del frutto che rimangono nel colino. KIWI BANANA

25 RESIDUI DEL KIWI RESIDUI DELLA BANANA Filtrato del kiwi Filtrato della banana

26 RIMOZIONE DELLE PROTEINE Ora cercheremo di ottenere un DNA più puro, allontanando gli istoni che sono le proteine intorno alle quali è avvolto il DNA. Per allontanarle, si possono usare enzimi proteolitici, quale per esempio la proteasi, che però non sono facili da reperire. Visto che il nostro desiderio è quello di far ripetere questo esperimento anche a casa, abbiamo sostituito la proteasi con il succo di ananas che contiene la bromelina, una sostanza capace di demolire le proteine negli amminoacidi di cui sono composte facilitandone quindi l'eliminazione.

27 A tutto succo!!!! Preleviamo 3 cc di succo di ananas e li uniamo a 15 cc di soluzione filtrata

28 Finalmente evidenziamo il DNA ll DNA è molto solubile nell acqua, dove non si vede, ma è insolubile nell alcool, nel quale precipita diventando quindi visibile. Quindi aggiungiamo alcool gelato alla soluzione presente nella provetta, per vedere il DNA.

29 Versiamo lentamente nella provetta l alcool freddo e cerchiamo di evitare che si mescoli con il filtrato. La quantità dell alcool deve essere pari alla quantità di filtrato. KIWI BANANA

30 Aspettiamo 5 minuti per consentire al DNA di precipitare e raccogliersi tra l alcool e il filtrato sottostante.

31 FINALMENTE!!! Ora possiamo vedere una sostanza bianchiccia, la cui quantità tende ad aumentare. Si tratta del DNA della frutta. All'interno di questa massa ci sono numerose bollicine d'aria. Ciò è dovuto al fatto che l'alcool ha assorbito gas mentre era nel congelatore ed ora, riscaldandosi, lo espelle.

32 Grazie per l attenzione

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