Margherita Hack, una grandissima persona

Questo post è tutto per una grandissima donna, una persona unica che con il suo intelletto,poliedrica,  la sua vivacità, la sua acutezza mentale ha dato molto, moltissimo alla scienza, ma non solo, anche alle persone comuni, quelle non di scienza, persone che incontri per strada, nella metropolitana. Sto parlando di Margherita Hack, astrofisica di fama mondiale, ma anche conosciuta per il suo laicismo in Italia, il suo essere da sempre vegetariana, il suo essere amante degli animali, per i diritti civili, per il suo ambientalismo ( ha usato la biciclette fino a quasi novant’anni di età)

Nata il 12 giugno 1922, ha vissuto la sua gioventù a Fierenze, poi arrivò il periodo nero dell’Italia, durante il Fascismo,dove frequentava il ginnasio e  come dice lei saltò la maturità grazie alla guerra, poi si iscrisse alla facoltà di lettere prima, ma  alla prima lezione si annoiò a morte e corse in segreteria a cambiare corso, scelse fisica, materia che amava fin dalle superiori. Ebbe la fortuna di avere grandi professori,all’ultimo anno andò a visitare l’osservatorio astronomico di Arcetri.Scrive:- “fu grazie a queste serie di casualità che le stelle entrarono per la prima volta nella mia vita. Non sono mai stata una di quelle ragazze che si squagliavano di romanticherie sotto il firmamento, ma pur di scansare l’abisso di libracci polverosi in cui voleva trascinarmi Tieri, preferivo alzare il naso per aria e dare la possibilità a una scienza che fino ad allora non aveva avuto particolare importanza nella mia vita: l’astronomia”

Ecco come ha intrapreso la via astronomica. Per rigor di cronaca Tresi era un suo professore che voleva farle fare una tesi non di laboratorio ma su vecchi libri dell’otttocento, ma Lei ovviamente dopo una settimana “declinò” l’offerta.

La sua carriera scientifica è stat di elevata qualità, È stata la prima donna italiana a dirigere l’Osservatorio  Astronomico di Trieste per ben 23 anni,ha lavorato in America, per la Nasa, l’Esa.

Di Lei ho sempre amato la sua brillantezza, la sua caparbietà, la sua sobrietà il suo modo di parlare  fiorentino,  il suo sorriso sempre presente.  Mi pento solo di non averla conosciuta mai, neanche quando è venuta a Milano nella presentazione di uno dei suoi libri. I suoi libri li ho letti tutti, alcuni letti più volte, come “ la mia vita in bicicletta”.

Non vi racconto ancora di LEi perchè è un personaggio da scorpire, che tutti dovrebbero conoscere.

Questo post l’ho scritto a pochi  mesi dalla sua morte, ma per me rimane un’icona da seguire, da ammirare. Ciao Margherita.

Riscrivo qualche citazione più o meno famosa:

·         Dal punto di vista etico è straziante pensare a quali sofferenze sono sottoposti gli animali, vere macchine da carne, allevati per ingrassare rapidamente, per riprodursi rapidamente in condizioni di sovraffollamento, per soddisfare la gola dell'animale uomo che si crede padrone di tutte le altre specie, quando invece è possibilissimo vivere senza carne, come la sottoscritta, vegetariana fin dalla nascita

·         Camminare a me non va, in bicicletta vo' meglio. È un mezzo meno faticoso. Fino a poco tempo fa pedalavo spesso, ricavandone equilibrio, voglia di fare e volontà

·         La colpa di Eva è stata quella di voler conoscere, sperimentare, indagare con le proprie forze le leggi che regolano l'universo, la terra, il proprio corpo, di rifiutare l'insegnamento calato dall'alto, in una parola Eva rappresenta la curiosità della scienza contro la passiva accettazione della fede...

·         L'astronomia ci ha insegnato che non siamo il centro dell'universo, come si è pensato a lungo e come qualcuno ci vuol far pensare anche oggi. Siamo solo un minuscolo pianeta attorno a una stella molto comune. Noi stessi, esseri intelligenti, siamo il risultato dell'evoluzione stellare, siamo fatti della materia degli astri

DNA e CSI

Fin dalle elementari ci insegnano che in ogni cellula di un indviduo e presente la stessa sequenza di DNA, concettto usato in biologia come in campo giuridico, però secondo un gruppo di ricercatori di Yale ciò non è vero.
Il loro studio sulle cellule epiteliali comparso su Nature dice che "gli esseri umani sono costituiti da un mosaico  di cellule con genomi diversi ". Il loro esperimento basato su 20 linee di cellule staminali indotte (iPSC) derivanti da sette individui di due famiglie dimostra alterazioni di migliaia di coppie di basi di DNA.

Conclusione per gli specialisti della scientifica e del CSI? che il DNA del sangue può essere diverso da quello presente nelle cellule epiteliali. Ora il prossimopasso è quello del confronto con del cervello e di altre parti del corpo.
In ambito giuridico bisgna anche ricordare  che la frase che "il DNA non mente", cioè che ogni individuo ha una genoma unico al mondo non è del tutto correto, infatti la banca dati genomica in possesso alla scienza non ricopre tutti gli individui, quindi statististicamente parlando non si può escludere di avere due genomi uguali (eccezion fatta per i gemelli omozigoti) in 7 miliardi di individui. Sarebbe bello fare un esperimento su un coltura batterica per vedere se la statistica ha ragione o meno!

riparazione DNA e XRCC1

Che sia durante il processo di replicazione che durante il periodo della vita della cellula stessa, il DNA è sotto strettissimo controllo affinchè eventuali errori o danni. Infatti se durante la replicazione la Dna polimerasi I  con l'aiuto di sistemi proteici avviene con una velocità di lettura di  15 - 20 nucleotidi al secondo, durante il processo vitale della cellula ciò avviene intorno a 10 volte al secondo. Un modo per studiare le autoriparazioni del DNA è usando delle particelle ionizzanti, cioè tramire microfasci di bassissima intensità usati singolarmente, cioè lanciando fasci mirati a parti delle cellula
La particella ionizzante attraversando la cellula, o il nucleo rilascia energia in modo localizzato, e la cellula risponde con la produzione di una proteina, la XRCC1. Questa proteina può essere vista grazie al microscopio con tecnica a marcatura fluorescente. L'intensità che si vede regredesci alla diminuizione della produzione della proteina, dato che quest'ultima diminuisce in quantità man mano che la riparazione procede. Si è visto che la produzione di questa proteina avviene anche nelle cellule vicine a quella colpita dal fascio ionizzante, ma perchè avviene questo fenomeno?

Le cellule,  gli organismi si sono evoluti in ambiente in cui le radiazioni sono sempre presenti, ad un livello costante sì, ma sempre presente, ciò permette alle cellule di protegeersi, di autoripararsi, di riparare il DNA, impedendo così la distruzione dell'acido desossiribonucleico.
Però non dimentichiamoci che una percentuale di errore nella riparazione o nella non riparazione è sempre present; , ciò può portare a tre vie diverse. La prima se il danno e non influenza il funzionamento della proteina che verrà poi tradottta dalla sequenza del DNA preso in considerazione, questa rimane siilente, quindi non crea un danno reale al funzionamento della cellula stessa. La seconda  via può portare a cellule tumorali, quindi avviene un meccanismo di selezione. La terza può portare ad una modifica utile per la cellula quindi ad un vantaggio, e potenzialmente ad una maggiore biodiversità.

Darwin Day

Fortunatamente anche quest'anno ci sarà il Darwin Day.Purtroppo non potrò seguire gli innumerevoli incontro anche se presidierò nella giornata di venerdì 08 febbraio dove si parlerà di Alfred Wallace.
Altro incontro interessante è quello che si terrà a Bergamo con Chiara Ceci che presenterà il personaggio della non a tutti famosa Emma Wegdwood moglie di Darwin!
Quaest'anno si parlerà non solo di evoluzione, non solo di Darwin ma anche di altri due personaggi che hanno avuto un ruolo importantissimo nella sotria, nella nascita del famoso libro di Charles.
Ricopio i vari appuntamenti dal sito di Pikaia

Ancona, 9 febbraio: "Darwin Day 2013. Presentazione del libro di S. Gould 'Ontogenesi e Filogenesi'. Una riconsiderazione della teoria evoluzionistica"

Bari, 15 febbraio: Darwin Day. Il difficile cammino della ragione tra superstizione e scienza
Bergamo, 8 febbraio: Emma Wedgood Darwin. Ritratto di una vita, evoluzione di un'epoca
Brescia, 9 febbraio: Darwin Day. Dalla descrzione alla sintesi del vivente
Camerino (MC), 9 febbraio: "Animali alla deriva. Gli animali del futuro: dove ci porta l'evoluzione"

Casalecchio di Reno (BO), 15 febbraio: Come i dinosauri spiccarono il volo (l'evoluzione degli uccelli)
Civitanova Marche (MC), 8 febbraio: "Darwin Day"
Como, 5 febbraio: Evolution Day. L'impresa di Darwin: la scoperta della scoperta
Correggio (RE), 9 febbraio: "VIII Darwin Day. Cosa resta da scoprire"

Ferrara, 12 febbraio - 14 marzo: "Darwin Day 2013"

Grosseto, 16 febbraio: Darwin Day

Milano, 8-10 febbraio: "Evolution Day 2013. Isole: laboratorio dell'evoluzione"

Milano, 13 febbraio: Emma Wedgood Darwin. Ritratto di una vita, evoluzione di un'epoca 

Morbergno (SO), 8 febbraio - 1 marzo: Darwin Day  e mini-corso per i non addetti ai lavori 'L'evoluzione in pillole'
Padova, 19 febbraio: Introduzione a Darwin (locandina in allegato)

Palermo, 4-23 febbraio: "Darwin Days 2013 – Ciclo di Seminari per gli Istituti Secondari Superiori"

Pesaro, 10 febbraio: "Darwin Day"

Ravenna, 10 febbraio: "Evoluzione biologica ed evoluzione sociale: modelli a confronto"

Rimini, 10 febbraio: "Scimmie, uno scomodo specchio?"

Roma, 12 febbraio: "Darwin (Wallace) Day 2013. Darwinism: omaggio all'uomo che si ti indietro"

Roma, 14 febbario: "Orgasmo e pregiudizio: sessualità femminile tra ideologia e scienza dell'evoluzione"

Roma, 16 febbraio: "La religione nell'evoluzione e l'evoluzione della religione"

San Daniele Po (CR), 9 febbraio: "La linea di Wallace"

Terni, 23 febbraio: Darwin Day: presentazione di "Darwin e il baobab" con l'autore G. Chiesura

Torino, 11 febbraio: The evolution of blues
Torino, 13 febbraio: Darwin Day: "La scienza non ha bisogno di Dio" con l'autore E. Boncinelli

Treviso, 20 febbraio: "Il corallo di Darwin. Breve viaggio nel cespuglio dell'evoluzione umana"

Treviso, 11 marzo: Le eredità di Darwin

Trieste, 12 febbraio: Darwin Day. All'origine delle nostre preferenze musicali
Valstagna (VI), 12 febbraio: "Darwin Day. Le esplorazioni scientifiche di ieri e di oggi"

Varese, 9 febbraio: Darwin Day: "Evoluzione biologica, evoluzione culturale"

Venezia, 18 febbraio: "Darwin Day 2013: Giornata di studio "Dalle cellule al mare" e premiazione V Concorso per la Poesia Scientifica"

Verona, 30 gennaio: "Exaptation: come l'evoluzione produce organi complessi"

Verona, 20 febbraio: "Perché l'evoluzione ha creato dio (e non viceversa)"

Vignola (MO), 1 marzo: Darwin Day. Linguistica ed evoluzione

Ugual difesa

Così come gli animali, anche le piante hanno un loro sistema immunitario che è altresì complesso come il nostro.Non tutti sanno infatti che la famosa "aspirina", il cui principio attivo è l’acido acetil salicico, deriva da un composto che le piante sfruttano per la loro difesa da millenni quale l'acido salicilico, oppure altri componenti come i ROS per esempio, i composti reattivi dell'ossigeno.Ma quando son nati questi sistemi difensivi?Pamela Ronald, botanica dell’Università della California e Brucer Beutler, genetista dello Script Research Institute, hanno pubblicato uno studio su Science dove affermano che il sistema immunitario innato di piante e animali funziona nello stesso modo.Ma facciamo un passo indietro, cos’è il sistema immunitario innato? e da cosa differisce da quello acquisito?Il sistema immunitario innato media la prima protezione nei confronti delle infezioni, solitamente costituita da barriere epiteliali, tramite cellule specializzate e sostante naturalmente dotate di potere antibiotico, inoltre potenzia il lavoro dell’immunità acquisita.L’immunità acquisita invece, prevede una risposta più lenta ma più specifica, è mediata dagli anticorpi (prodotti dai linfociti B) e dai linfociti T.

I ricercatori, con uno studio durato 15 anni, hanno scoperto un’incredibile somiglianza nel modo con il quale questi due regni si difendono.I ricercatori hanno esaminato la natura dei recettori proteici che riconoscono e che si attaccano agli antigeni promuovendo la risposta immunitaria.Nonostante la specie-specificità delle proteine hanno riscontrato regioni ricche di leucina, aminoacido importantissimo per il legame antigenico.Inoltre, una volta riconosciuto l'intruso, in maniera simile sia le piante che gli animali, innescano lal risposta immunitaria con le stesse proteine, quelle del complesso chinasico non-RD.Ecco un’altra prova del fatto che tutti gli esseri viventi derivano da un antenato comune, se ancora ve ne fosse necessità.

Frederick Griffith ed il principio trasformante

Vi siete mai chiesti chi è stato il primo a scoprire qualcosa, con che esperimento lo ha fatto e seguendo quale logica?
Chi ha studiato biologia ha sicuramente sentito parlare dell’esperimento di Griffith!

Frederick Griffith era un ufficiale medico impegnato nello studio del batterio della polmonite lo Streptococcus pneumoniae.

Nel 1928 suggerì l'esistenza di un "principio trasformante" responsabile della mutazione di un ceppo batterico in un altro.
Egli prese un ceppo di batterio dello pneumococco chiamato S ( S da Smoth, liscio) che produceva colonie batteriche lisce e lucenti, ma altamente infettive ed un ceppo chiamato R (R=rugoso), le cui colonie erano rugose ma innocue. 
Bene, ma cosa fece?

Esistevano due versioni del ceppo S, la IIS e la IIIS, e solo occasionalmente un ceppo S poteva mutare in ceppo R, ma mai da IIR a IIIS. 
I due ceppi S poi differivano in quanto quello IIIS provocava la morte, cosa che invece non accadeva col ceppo IIS.

Quindi Griffith iniettò in alcuni topi una miscela di batteri vivi IIR (non virulenti) con batteri uccisi dal  calore di tipo IIIS. 
Tutti i topi morirono. Da questi estrasse batteri vivi di tipo IIIS, batteri che non si potevano creare per mutazioni tipo-specifiche dai IIR.
Griffith concluse quindi che alcuni batteri IIR erano stati trasformati da un materiale dei batteri IIIS, materiale che lui chiamò Principio Trasformante.

Successivamente ci furono numerosi ricercatori che ripresero i suoi esperimenti per capire fossero realmente le componenti cellulari che permettevano la trasformazione, esperimenti come quelli di Avery, Hershey e Chase...ma questi sono esperimenti di cui parlerò in futuro...

Il DNA cioè l'acido desossiribonucleico..

La terra ha 4,5 miliardi di anni e presumibilmente la vita è comparsa tra i 3 ed i 4 miliardi di anni fa. Ma di come è presumibilmente nata la vita ne parlerò in un altro post, così come si è creato il DNA, quell’unione di molecole fondamentali che trasmettono l’informazione necessaria per la vita.
Vediamo com’è fatto il DNA.
La struttura fù scoperta nel 1953 da J.Watson e F. Crick grazie anche al contributo di R. Franklin. Purtroppo tutti ci ricordiamo che la scoperta fu fatta solo dai primi due scienzati, ma in realtà moltissimo lo si deve alla Franklin, che morì prima di ricevere personalmente il Nobel insieme ai suoi colleghi.

Il Dna (acido desossiribonucleico) è costituito da monomeri  detti nucleotidi, da un pentoso, il desossiribosio (cerchio rosso), una base azotata (cerchio gallo) e un gruppo fosfato (cerchio verde).
Il Dna presenta una forma a doppia elica, cioè ci sono due filamenti che si avvolgono legati tra loro grazie alle basi azotate.
I due filamenti seguono due direzioni opposte, chiamate 5’ e 3’, che servono per dare la direzione ai processi nel quale il DNA è coinvolto, quali duplicazione e trascrizione.
Prendiamo in esame un solo filamento e vediamo com’è fatto sia chimicamente che strutturalmente nello spazio.
I nucleotidi sono legati tra loro tramite il legame covalente tra il gruppo fosfato di un nucleotide ed il carbonio dell’altro nucleotide, legame chiamato fosfodiesterico.
Il gruppo fosfato ( PO₄^2-) è legato al carbonio 5 dello zucchero, mentre la base azotata è legata  al carbonio 1.

Le basi azotate, poi, sono divise in due gruppi, purine e pirimidine: le prime sono le Adenine (A) e Guanine (G), le seconde sono la Citosina (C) e la Timina (T).
Queste quattro basi azotate non si uniscono a caso, ma possono legarsi tra loro solo secondo la sequenza obbligata C-G e T-A.
La disposizione lineare di queste basi dona alla cellula l’informazione che serve, infatti un gene è formato da migliaia di purine e purimidine, ed a seconda di come esse sono poste può dare un’informazione o un’altra.
Il Dna si presenta come nell’immagine a fianco.

Le coppie di basi sono distanziate tra loro di 3.4 nm, creando così due solchi, uno maggiore ed uno minore i quali sono importantissimi per il legame di macromolecole necessarie per la funzione di alcuni processi.

Ma nella cellula com’è disposto il DNA?
Premettendo che in natura ci son due tipi di cellule, la procariote, senza nucleo e l’eucariote con nucleo, il DNA lo troviamo raggruppato all'interno del citoplasma nel primo tipo di cellule e sempre raggruppato nel secondo tipo, ma all’interno di una struttura chiamata  nucleo che lo racchiude appunto.
Ho volontariamente omesso i virus perchè sono delle “entità” particolari.
Ma in natura esistono altre strutture di Dna, sia in forma circolare, come in batteri e mitocondri, il cDNA, smDNA ma anche A-DNA e B-DNA, che presentano differenza nello spazio dei solchi, così come lo Z-DNA che ruota in modo sinistrorso, quindi in senso opposto al DNA ed altri tipi ancora.

Il Dna si dice che sia superavvolto, cioè avvolto su se stessto grazie a delle proteine dette istoniche e non –istoniche  a formare la cromatina.
Tutto l’insieme va a formare il cromosoma. 
In pratica il filamento di DNA si avvolge atorno alla proteina, come uno yo-yo a formare una sorta di collanina di perle che a sua volta viene raggruppato in una struttura chiamata nucleosoma.
Ma perché l’evoluzione ha portato a ciò?
questa struttura serve sia per proteggere che per condensare il materiale genetico, che è enorme.
Il nucleosoma è disposto in una stuttura che noi chiamiamo cromosoma, quello che tutti noi conosciamo che nell’uomo è a forma di X oppure Y.

Ma in natura, come detto, esistono altre strutture di Dna, sia di forma circolare, come in batteri e mitocondri, che A-DNA e B-DNA, che presentano differenza nello spazio dei solchi, così come il Z-DNA che ruota in modo sinistrorso, quindi in senso opposto al DNA.

In prossimi post descriverò i processi di replicazione, cioè come il Dna si duplica, il processo di trascrizione, cioè come mRNA (RNA messaggero) copia informazione per i Ribosomi, le fabbriche delle proteine, ma anche di RNA e tutti i processi che avvengono nella cellula.