Negli scorsi numeri ci siamo occupati della variabilità della figura umana, di come cioè i singoli esseri umani si differenzino gli uni dagli altri, sia per i dettagli del corpo (interni o esterni), sia per la sua struttura intera. L’uomo è effettivamente la specie in cui si sono formati i gruppi sociali più diversificati e anche quella in cui gli individui differiscono maggiormente l’uno dall’altro all’interno dello stesso gruppo. Ha anche esportato nel suo ambiente questa notevole variabilità intra-specifica, modificandone in questo senso il paesaggio, la fauna e la flora.

Nel regno animale pensiamo, per esempio, a quello che è riuscito a fare con i cani, o con i cavalli. Ha prodotto anche diverse varietà di vegetali, anche se queste difficilmente conservano un loro nome. Meno ancora sono riconoscibili gli individui in cui si esprimono i loro genotipi, come per altro accade in genere tra i vegetali. Eppure nessuna pianta è perfettamente identica all’altra, anche solo perché è stata seminata in un posto diverso.

Man mano che si passa a organismi più semplici, le differenze tra individuo e individuo si riducono sempre di più. Ma mai del tutto. Guardandoli attentramente, hanno una loro individualità anche gli aggregati macromolecolari che strutturano le cellule. Non sono perfettamente identiche tra loro persino certe particelle virali. Soprattutto se, come accade per esempio con quelle di HIV, devono imbrogliare i nostri raffinatissimi sistemi di difesa. I batteriofagi invece, che colonizzano gli sprovveduti bacilli di Escherichia coli, possono permettersi di essere molto meno fantasiosi. E proprio per questo possiamo ammirarli nei dettagli delle immagini che presentiamo in questo numero. Si tratta infatti di visualizzazioni di dati tridimensionali ottenuti con una nuova tecnica di ricostruzione da immagini di microsopia elettronica (3D EM), una tecnica che è resa possibile precisamente dall’indiscernibilità delle singole particelle esaminate.

Il microscopio elettronico a trasmissione (TEM) con cui sono realizzate le immagini di partenza utilizza un fascio di elettroni che attraversa il campione proiettandone una specie di ombra su una camera digitale. Il campione viene preparato in fettine ultrasottili (spesse pochi nanometri) e congelato in pochi millisecondi con azoto liquido, in modo da renderlo più solido e resistente. La lunghezza d’onda associata agli elettroni sarebbe teoricamente tale da restituire immagini delle particelle a una risoluzione quasi atomica. Siccome però il fascio elettronico è molto distruttivo per i campioni biologici, non lo si può usare a energie troppo alte. Le immagini che si ottengono sono perciò molto sgranate. Ma a partitre dalle micrografie di migliaia di identiche particelle che appaiono in diverse posizioni, un programma specializzato trova la mappa di densità della particella che risulti coerente con tutte le immagini raccolte. La mappa di dati 3D può poi venire resa in modi diversi con programmi di grafica molecolare, come quello particolarmente versatile utilizzato in questo caso.

Ricostruzioni del capside del batteriofago T4 realizzate da Steven McQuinn (Visualization Consultant a The Leonardo at Library Square, Salt Lake City, Utah) a partire dalla mappa di densità che è stata pubblicata da A. Fokine, P.R. Chipman, P.G. Leiman, V.V. Mesyanzhinov, V.B. Rao, M.G. Rossmann in Molecular architecture of the prolate head of bacteriophage T4.
Le immagini sono state prodotte con due diversi modi di visualizzazione permessi da UCSF Chimera, un programma di grafica molecolare prodotto e distribuito gratuitamente dal Computer Graphics Laboratory dell’Università della California a San Francisco.

2013-08-27T15:53:50+00:00martedì 1 novembre 2005|Categories: cartoline dalla scienza|Tags: , , , |

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