Il DNA: lo nominiamo spesso ma che cos’è e dove si trova? E come possiamo vederlo e toccarlo anche senza trovarci in un laboratorio? Esperienza per bambini…che piace anche ai grandi.

Perché dovremmo estrarre il DNA di una banana? Di solito questa esperienza pratica è proposta a scuola o durante un’animazione scientifica con in ragazzi. Lo scopo è quello di parlare di biologia in modo divertente, attraverso un’attività manuale molto apprezzata dai giovani.

Prima di descrivere l’esperienza faccio una rapida revisione di biologia per inquadrarla teoricamente. Chi ricorda le lezioni del liceo può saltare le prossime righe e passare direttamente al tutorial.

Dove si trova il DNA?

Se bisogna estrarlo, bisogna sapere da dove estrarlo. Niente spiega meglio di un’immagine.

 

In rosa si può vedere una cellula. Essa può costituire la totalità di un essere vivente, come nel caso delle alghe unicellulari e dei lieviti (funghi unicellulari). Oppure può costituire l’unità funzionale dei tessuti di piante e animali: tessuto muscolare, tessuto osseo, tessuto vascolare delle piante, ecc.

All’interno di una cellula ci sono un sacco di cose, tutte molto utili alla sua sopravvivenza e alla sua funzione. Quello che ci interessa in questo momento è il nucleo (in viola nel disegno). Separato dal resto della cellula per mezzo di una membrana, esso racchiude la cromatina, un insieme di DNA, RNA e proteine. (Fanno eccezione i batteri. Questi esseri unicellulari appartengono a un gruppo diverso di esseri viventi: possiedono una molecola di DNA non racchiusa nel nucleo).

Tornando al disegno, la struttura a forma di X è un cromosoma. Si tratta, come si vede dall’immagine, di una lunga molecola di DNA strettamente avvolta su se stessa e compattata attorno a proteine (le palline viola). Normalmente i filamenti di DNA si trovano tutti attorcigliati tra di loro come un piatto di spaghetti. Durante la divisione della cellula assumono la forma di cromosomi.

Che cos’è il DNA e qual’è la sua struttura molecolare?  

Il suo nome completo è acido desossiribonucleico. È un acido per la presenza di gruppi fosfato, derivati dall’acido fosforico.

Si può notare che si tratta di un filamento a doppia elica che assomiglia a una scala a chiocciola. Nella “ringhiera” troviamo i gruppi fosfato legati ad uno zucchero, il desossiribosio. Come indica il nome (des-ossi), si tratta di un ribosio senza un ossigeno. Questo dettaglio è una delle differenza tra DNA e RNA.

Gli “scalini” sono costituiti da basi azotate (base=contrario di acido; azotata=che contiene dell’azoto). Ce ne sono di 4 tipi: A = adenina, G = guanina , C = citosina , T = timina. Ecco a cosa corrispondono le lettere nel disegno.

A cosa serve il DNA?

Piccole porzioni di DNA, chiamate geni, contengono le informazioni che determinano le caratteristiche proprie a ogni essere vivente: qual’è il piano strutturale del nostro corpo, come ci nutriamo, come ci muoviamo e ci orientiamo nello spazio, come reagiamo agli stimoli, ecc.

Una grossa parte delle informazioni è comune a tutti gli esseri viventi e una parte varia in funzione dell’essere vivente. Siamo una pianta o un animale, abbiamo gambe, pinne o ali, ecc. All’interno di ogni specie, poi, il DNA definisce i dettagli propri ad ogni individuo (colore dei capelli, dimensioni di un frutto, predisposizione ad una malattia genetica, ecc.). Il DNA non solo immagazzina queste informazioni, ma è anche responsabile, insieme ad altre strutture cellulari, della trasmissione di queste informazioni alle generazioni successive.

Tutorial dell’esperienza di estrazione del DNA di una banana

Materiale

• mezza banana
• sale
• detersivo per piatti
• un piatto e una forchetta
• alcool
• una provetta o un altro recipiente trasparente
• carta da filtro (qui in Francia si trova facilmente perché la usano tutti i giorni per fare il caffè…)
• un imbuto

Si comincia schiacciando la banana con la forchetta. In questo modo si disgregano meccanicamente i tessuti vegetali e si separano il più possibile le cellule. I tessuti biologici (vegetali o animali) sono, in generale, formati da cellule dello stesso tipo unite tra loro.

In seguito bisogna rompere le cellule per liberare il contenuto. Per farlo, si usa il detersivo.

Il detersivo contiene delle sostanze che dissolvono i lipidi, ecco perché è usato per lavare i grassi. Esso distrugge, quindi, le membrane biologiche (cellulare e nucleare) che sono composte da lipidi.

L’aggiunta di sale permette alle molecole di DNA di avvicinarsi tra loro e raggrupparsi, annullando la repulsione data dalla loro carica elettrica negativa e allontanando le molecole d’acqua che le circondano.

Ora si aggiunge un po’ d’acqua per rendere la soluzione più liquida e si filtra, aiutandosi con l’imbuto e con il filtro di carta.

Si trasferisce l’estratto di banana ottenuto in una provetta o in un altro recipiente. Si aggiunge delicatamente l’alcool.

Stiamo usando un’estrazione liquido-liquido. Questa tecnica permette di estrarre una sostanza dissolta in un liquido A tramite l’utilizzo di un liquido B. I due liquidi non devono essere miscibili. L’alcool fa precipitare il DNA.

A questo punto si vedranno apparire dei filamenti opachi chiamati a volte “meduse” o “gomitoli”. Avete finalmente visto il DNA con i vostri occhi!

In laboratorio questo procedimento è chiamato purificazione del DNA, ma in queste condizioni, il DNA che abbiamo trovato non è purissimo. È associato a residui cellulari. Cosa importa?

Dopo tutto questo lavoro abbiamo meritato un fumetto, disegnato rapidamente e appositamente per questo articolo dalla disegnatrice Mel del blog Noodlybrain (traduzione in basso).

Questo articolo è dedicato al mio amico Giuseppe che è ben adulto ma che si è mostrato molto interessato quando, un giorno, gli ho parlato di questa esperienza. Chissà se leggendo questo post farà davvero l’esperienza a casa…e voi?

Per saperne di più

Video dell’estrazione del DNA di una banana

Fabbricare una molecola di DNA con le caramelle (in francese ma basta guardare la foto) 

Estrazione del DNA di una fragola. Università degli studi di Trento 

Estrazione DNA BiOutils Faculté des Sciences Université de Genève