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            Biokit 2

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Il BIOKIT 2 è un modello che consente di mostrare i processi della sintesi proteica e della duplicazione della macromolecola dei DNA. Esso rende più facile al docente la spiegazione di tali argomenti e consente allo studente, attraverso la visione e la manipolazione, l'apprendimento immediato di processi che, altrimenti, potrebbero risultare astratti e di difficile comprensione. Il modello si propone di superare l'"invisibilità", di processi biologici che, Il BIOKIT 2 è un modello che consente di mostrare i processi della sintesi proteica e della duplicazione della macromolecola dei DNA. Esso rende più facile al docente la spiegazione di tali argomenti e consente allo studente, attraverso la visione e la manipolazione, l'apprendimento immediato di processi che, altrimenti, potrebbero risultare astratti e di difficile comprensione. Il modello si propone di superare l'"invisibilità", di processi biologici che,

nella loro accezione più ampia, consentono di riunificare la diversità di forma degli esseri viventi nella similarità delle reazioni chimiche e dei materiali che vengono usati nei processi metabolici cellulari. Lo stesso processo evolutivo, che è oggi il motivo principale, il filo conduttore della moderna biologia, trova la sua spiegazione scientifica di variabilità nella mutazione genica, presupposto alla selezione naturale che sembra guidare l'evoluzione dei mondo

vivente. La conoscenza della struttura dei DNA e dei processi metabolici che la macromolecola regola all'interno della cellula, fornirà non solo le basi per una più aggiornata ed approfondita comprensione dei mondo biologico, ma anche i presupposti culturali per una comprensione unitaria della Natura, per avviare gli studenti verso un rapporto Uomo-Natura più corretto, più ragionato, più ecologicamente meditato.

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DNA

Duplicazione del DNA

Questo importante processo che consente la continuità della vita attraverso il raddoppio dei geni contenuti nelle strutture cromosomiche, viene proposto nel Biokit 2 con la separazione delle due strutture rappresentanti la doppia elica del DNA, con la copiatura di queste parti stampo ad opera di nucleotidi complementari e quindi con la costituzione di un nuovo DNA nella stessa sequenza e con lo stesso contenuto informativo dei vecchio DNA ma in duplice copia, come presupposto alla divisione cellulare. Inoltre con il Biokit 2 è anche possibile evidenziare gli "errori", di trascrizione e cioè le mutazioni

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1. Il DNA cellulare è rappresentato nel Biokit 2 mediante la costruzione di due filamenti complementari, ciascuno composto dalla successione di 33 nucleotidi ad adesione magnetica. La complementarità A-T, C-G è obbligata dai particolari profili dei nucleotidi.

2. All'inizio della duplicazione i due filamenti vengono separati.

3. Di fronte ai due filamenti vengono inseriti i supporti su cui verranno composti i nuovi filamenti complementari. Il colore, largamente impiegato nel Biokit 2 per evidenziare caratteristiche e proprietà chimiche dei costituenti, serve in questo caso per distinguere le nuove strutture da quelle originarie.

4. Rispettando ancora la complementarità tra nucleotidi vengono costruiti i nuovi filamenti.

5. Il risultato della duplicazione è la disponibilità di due molecole di DNA che hanno la stessa successione nucleotidica e quindi lo stesso patrimonio genetico. L'ingrandimento consente di notare le caratteristiche salienti delle "tessere" che rappresentano i nucleotidi, schematizzazione dei costituenti (zucchero-fosforo-base) e loro legami, complementarità di forme (A-T, C -G) e di colore (basi pirimidiniche e basi puriniche).

 

SINTESI PROTEICA

Nel modello animato, una volta divisa la molecola dei DNA nelle due parti complementari, viene introdotta una striscia metallica con funzioni di supporto su cui verranno aggiunti, uno ad uno, i nucleotidi complementari per comporre la molecola copiatrice dell'RNAm.

Una volta trascritto il gene per tutta la sua lunghezza (nel nostro ipotetico caso 5 triplette), l'RNAm verrà distaccato dal DNA e inserito nel ribosoma. Qui gli RNAt potranno tradurre l'informazione del gene nella corrispondente sequenza aminoacidica.

URNAt cercherà nella catena dell'RNAm la tripletta complementare e solo quando l'avrà trovata lascerà cadere, automaticamente, l'aminoacido che trasportava. Questo aminoacido si unirà poi a quelli rilasciati dalle altre molecole di RNAt per costruire la catena polipeptidica che, nel nostro caso, sarà composta da aminoacidi. Sarà facile, in questo modo, spiegare come differenti geni si traducano in differenti sequenze aminoacidiche che, loro volta, sono il presupposto di una differente forma e funzionalità biologica.

 

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1. Anche il processo di sintesi proteica richiede l’assistenza di una molecola di DNA. Nella cessione dei nucleotidi è codificata l'informazione attraverso cui una determinata proteina verrà sintetizzata nel ribosoma.

2. Avvenuta la separazione dei due filamenti dei DNA viene costruita la molecola di RNA messaggero (RNAm) con i nucleotidi complementari a quelli dei DNA (da notare che la Timina è sostituita dall'Uracile).

3. Sarà la molecola di RNAm, una volta completata, a portare fuori dal nucleo l'informazione necessaria; in questo modo il processo di sintesi proteica fa uso solo di copie, mentre rimane salvaguardata l'integrità dell'originale.

4. La molecola di RNAm, che nel Biokit 2 è composta da 5 triplette di nucleotidi, si porta nel ribosoma, sede dei processo di sintesi proteica.

5. A questo punto intervengono gli RNA di trasferimento (RNAt), che decodificano l'informazione contenuta nell'RNAm. Ognuno di essi infatti, composto da tre nucleotidi, si abbina alla tripletta complementare dell'RNAm e introduce nella catena polipeptidica in formazione l'aminoacido associato.

6. L'RNAt è simboleggiato nel Biokit 2 da un congegno sul quale può essere inserita una tripletta di nucleotidi e l'aminoacido ad essa corrispondente secondo le regole dei codice genetico. Soltanto quando l'RNAt è affacciato alla tripletta complementare dell'RNAm, l aminoacido viene rilasciato automaticamente ed entra a far parte della proteina in formazione.

7. In questo modo, ad opera delle molecole di RNArn e di RNAt, si sintetizza nel ribosoma la proteina che era codificata nel DNA. Il processo può essere ripetuto nel Biokit 2 a partire da DNA differenti o da tratti differenti dello stesso DNA, per dimostrare come il risultato sia la sintesi di proteine diverse.

 

L'unico strumento che riproduce:

il modello, nel piano, della molecola dei DNA nei suoi componenti strutturali: fosforo-zucchero-base;

il modello, nelle sue parti nucleotidiche, della molecola dell'RNA messaggero e dell'RNA di trasferimento;

catene polipeptidiche nelle loro diversità aminoacidiche;

lo svolgimento dinamico dei processo biochimico della duplicazione dei DNA;

lo svolgimento dinamico dei processo biochimico della sintesi proteica.

Composto da:

2 pannelli di supporto;

4 striscie metalliche di supporto per le molecole di DNA;

5 striscie metalliche di supporto per le molecole di RNA messaggero;

5 strutture metalliche che rappresentano altrettante molecole di RNA di trasferimento, provviste di congegno per il rilascio dell'aminoacido;

250 «nucleotidi» ad adesione magnetica, di cui 50 di acido adenilico, 50 di acido guanilico, 50 di acido uridilico, 50 di acido citidilico, 50 di acido timidilico. In ognuno sono schematizzati i costituenti (acido fosforico, zucchero e base) e le estremità delle basi sono sagomate in modo da permettere l'accoppiamento solo tra basi complementari (A-T, A-U, C-G);

5 serie di 20 «aminoacidi», ad adesione magnetica, per un totale di 100;

1 «ribosoma» con i congegni necessari per il modello dinamico della sintesi delle proteine;

5 tavole, formato A4, con il codice genetico;

1 manuale di istruzione;

1 contenitore dell'apparecchiatura.

Come gli altri modelli animati per lo studio della biologia, anche il Biokit 2 è stato realizzato per essere autosufficiente e quindi utilizzabile in qualsiasi aula, anche grazie alla facilità di trasporto.

Uno strumento facile da usare, studiato e realizzato per essere impiegato dal docente in maniera libera e soggettiva.

Anima la lezione in classe, rendendo più efficace la spiegazione e favorendo l'apprendimento.

La costituzione dei materiale e la sua organizzazione all'interno dei kit consentono non soltanto l'impiego dimostrativo ma anche l'esercitazione contemporanea di cinque gruppi di allievi.

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