1.3 Genetica mendeliana

B 68 BOTANICA, FISIOLOGIA VEGETALE, GENETICA AGRARIA - GENETICA VEGETALE il DNA perché posseggono specifici motivi strutturali. Questi domini proteici sono conservati negli eucarioti e comprendono: 1. il dominio bZIP (basic zipper o leucine zipper), formato da una sequenza ricca in amminoacidi basici (lisina, arginina e asparagina) che si lega al DNA e da una regione a elica contenente residui di leucina; 2. il dominio zinc-finger (dita di zinco), formato da cisteine e istidine che coordinano atomi di zinco; 3. il dominio myb, una regione basica presente nel terminale NH2 e tipica degli oncogeni cellulari degli animali. Il controllo post-trascrizionale coinvolge la stabilizzazione selettiva degli mRNA mediante l aggiunta di CAP e poli-A, il trasporto selettivo nel citoplasma e la degradazione selettiva. Un modo di controllo traduzionale è rappresentato dall accumulo nei tessuti materni di alcuni mRNA resi disponibili durante gli stadi precoci di sviluppo dell embrione. Fa parte del controllo post-traduzionale la rimozione del peptide segnale nelle proteine che devono essere compartimentate negli organelli cellulari. Nelle piante è difficile ritrovare entro una specie geni realmente singoli. Infatti, gran parte dei geni eucarioti non è rappresentata nel genoma da entità singole, bensì da sequenze nucleotidiche multiple che costituiscono famiglie di geni. I componenti di una famiglia genica hanno sequenze simili, sono concatenati e sono attivati in modo sequenziale e tessuto specifico. La coordinazione temporale dell espressione è determinata dall intervento degli attivatori di trascrizione. L espressione tessuto specifico è in relazione al grado di metilazione del DNA. La metilazione reprime l attività genica ed è permanente. Nei tessuti in cui si esprimono, i geni sono demetilati. L espressione dei geni è influenzata anche da riarrangiamenti strutturali quali duplicazioni, inserzioni ed excisioni di trasposoni. Numerosi geni delle piante, coinvolti in fenomeni di sviluppo e differenziamento, sono fortemente regolati nel tempo e nello spazio. Il processo per cui una cellula decide di seguire una certa via di sviluppo è detto di determinazione. Alcuni geni diventano determinanti durante l embriogenesi. I geni che causano la determinazione sono detti geni principali o master genes e geni omeotici. Contengono una regione, o box omeotico, di 180 bp che codifica per un dominio proteico che si lega al DNA. I geni omeotici sono fattori di trascrizione responsabili dell attivazione di altri gruppi di geni che agiscono durante l embriogenesi per costruire una parte dell individuo. 1.3 Genetica mendeliana. Deve il suo nome al monaco benedettino Mendel che, attraverso esperimenti sugli ibridi delle piante, utilizzando tecniche di autoimpollinazione incrociata, studiò e descrisse le modalità di trasmissione dei caratteri ereditari definendo le leggi che le governano. Mendel, per primo, comprese che i caratteri ereditari sono trasmessi, ad ogni generazione, singolarmente come unità (geni). 1.3.1 Geni, alleli, omozigosi ed eterozigosi, dominanza e recessività. In tutti gli organismi l eredità è affidata a particelle biologiche elementari, i geni, determinanti le caratteristiche morfologiche, fisiologiche e biochimiche che contraddistinguono un individuo. A parte alcuni geni con localizzazione mitocondriale e plastidiale, i geni sono localizzati nel nucleo della cellula, riuniti in ordine lineare sui cromosomi. Il numero, la grandezza e la forma dei cromosomi sono costanti e caratteristici per ogni specie. Nella cellula uovo e nel nucleo spermatico del tubetto pollinico è presente una sola copia per ciascun

SEZIONE B
SEZIONE B
BOTANICA, FISIOLOGIA VEGETALE...
La Botanica è la scienza che studia le forme di vita del mondo vegetale e ne analizza i rapporti ecologici attraverso diverse branche: ad esempio, la citologia studia la cellula vegetale e le sue funzioni; l’istologia si occupa dei tessuti; l’anatomia analizza gli organi; la genetica controlla la trasmissione dei caratteri di generazione in generazione; la fitosociologia e l’ecologia cercano di individuare i rapporti dei vegetali, fra loro e con gli altri viventi. A sua volta, ciascuna branca focalizza alcuni particolari aspetti del mondo vegetale: le modalità nutrizionali o riproduttive, la distribuzione geografica, i possibili utilizzi in altri campi (scientifico, farmaceutico, alimentare, ecc.).Le conoscenze botaniche, evolutesi nel contesto della stessa evoluzione umana, sono particolarmente importanti per le applicazioni in campo agronomico poiché rappresentano una delle fondamentali basi scientifiche sulle quali costruire e articolare buona parte dei saperi orientati alla produzione agraria. La pianta, sia che abbia avuto origine dall’incontro dei due gameti, maschile e femminile, con formazione del seme, o dalla moltiplicazione di una porzione di pianta, per esempio da una talea d’innesto, o ancora da un insieme di cellule meristematiche attraverso la tecnica della micropropagazione in vitro, rappresenta sempre il punto focale della disciplina agronomica.In questa Sezione B del Manuale dell’Agronomo sono poi sviluppati e approfonditi anche tutti gli aspetti legati alla Genetica agraria (dalle conoscenze consolidate della genetica mendeliana alla genetica molecolare, all’ingegneria genetica, all’analisi del genoma). Oltre ai contenuti di carattere generale, sono trattati separatamente, in parallelo, i due settori di applicazione del miglioramento genetico in campo agrario: quello vegetale e quello animale per l’ambito applicativo zootecnico. Coordinamento di SezionePaolo CecconRealizzazione e collaborazioniPaolo Ceccon, Elio Cirillo, Maurizio Cocucci, Stefania Dall’Olio, Adalberto Falaschini, Maria Nives Forgiarini, Marcello Guiducci, Carlo Lorenzoni, Adriano Marocco, Roberto Pinton, Aldo Pollini, Domenico Ugulini