Mitosi in apice radicale di cipolla

Lo scopo dell’esperienza è sia di visualizzare la presenza del nucleo all’interno di una cellula eucariote (peculiare differenza con la cellula procariote) sia di osservare il DNA contenuto in esso. Poiché il preparato da analizzare contiene cellule in attiva proliferazione, il DNA può essere osservato sia nello stato di cromatina (lunghi filamenti di DNA associati a proteine sparsi nel nucleo) sia di cromosomi (cromatina condensata in strutture ben distinte).

Nella fase di proliferazione cellulare nota come fase S, il DNA contenuto nel nucleo viene replicato. In seguito, nella fase G₂, la cellula continua ad accrescersi, preparandosi alla divisione cellulare, o citodieresi. Tra la fase G₂ e la citodieresi c’è la fase nota come mitosi, Mentre nelle fasi S e G₂ il DNA si trova in forma di cromatina, durante la mitosi si possono osservare i cromosomi. Inoltre, la distribuzione dei cromosomi all’interno del nucleo sarà differente nelle varie fasi della mitosi (profase, prometafase, metafase, anafase, telofase); pertanto, potranno essere distinte le cellule che si trovano nelle varie fasi del processo di divisione cellulare.

Questo esperimento è presente anche nella versione per le scuole secondarie di II grado: Mitosi in apice radicale di cipolla

Scheda esperimento

Classi	3° anno
Tipologia	Strumentazione semplice (microscopio ottico)
Durata	2 h

Scheda sintetica delle attività

L’osservazione proposta è compiuta su apici radicali di cipolla, a livello dei quali vi è un’intensa attività di proliferazione cellulare. Per far sviluppare gli apici radicali, prima dell’esperienza bisogna immergere in acqua la parte radicale della cipolla per qualche giorno.

La classe viene quindi suddivisa in gruppi di lavoro (massimo 3-4 persone per gruppo) e ad ogni gruppo viene fornito il materiale necessario per la preparazione di un vetrino o due.

Strumentazione permettendo, ogni gruppo di lavoro avrà un microscopio ottico per osservare il preparato. La lettura e l’interpretazione del preparato sarà effettuata collegialmente, se possibile, con la proiezione sulla lavagna del preparato.

Risorse

Cipolla bianca
Forbici
Pinzette
Vetrini portaoggetti
Vetrini coprioggetti
Carta assorbente
Soluzione di acido cloridrico 5M
Blu di toluidine (o altro colorante per DNA)
Microscopio ottico
Capsule Petri
Acqua distillata
Pipetta Pasteur
Spatola

Prerequisiti

Conoscere la differenza tra cellula eucariote e procariote
Saper usare il microscopio ottico
Conoscere il significato della mitosi

Obiettivi di apprendimento

Sviluppo della capacità di osservazione
Sviluppo della capacità di interpretazione

Dotazioni di sicurezza

La soluzione di acido cloridrico deve essere utilizzata con cautela sotto la supervisione di un docente. Leggere attentamente la scheda di sicurezza dell’acido cloridrico e le misure di primo soccorso in caso di contatto con la pelle e/o gli occhi.

Svolgimento

Premessa

Gli apici radicali di cipolla più giovani contengono cellule in attiva proliferazione, che si trovano in varie fasi del ciclo cellulare e del processo di mitosi. Tali apici radicali vengono rimossi e trattati con una soluzione di acido cloridrico per indebolire le pareti cellulari. A questo punto il preparato viene trattato con blu di toluidina, che penetra nella cellula vegetale e colora il DNA rendendo visibili i cromosomi. Attraverso l’osservazione mediante un microscopio ottico, nel preparato dovrebbero essere identificabili cellule in tutte le fasi della mitosi.

Realizzazione

Togliere eventuali radici secche ed immergere la parte radicale di una cipolla bianca per 3-4 giorni in un bicchiere contenente dell’acqua di rubinetto (figura 1).

Figura 1: cipolle con apparato radicale in ammollo

2. Tagliare frammenti di circa 2 cm degli apici radicali più giovani (sono quelli corti che si trovano nella zona centrale) (figura 2).

Figura 2: taglio degli apici radicale più giovani

3. Trasferire i frammenti di apidi radicali in una capsula di Petri contenente una soluzione 5 M di acido cloridrico. Lasciar agire l’acido cloridrico per circa 5 minuti per indebolire le pareti cellulari e quindi consentire il successivo ingresso del colorante nelle cellule.
4. Trasferire con una pinzetta gli apici radicali in una capsula di Petri contenente acqua distillata. Questo passaggio serve per eliminare l’acido cloridrico.
5. Posizionare i frammenti di apici radicali su un vetrino portaoggetti. Tagliare a circa 5 mm dall’apice e rimuovere la parte restante (sul vetrino deve restare solo la “punta” dell’apice radicale, figura 3). Schiacciare delicatamente con una spatola in modo da favorire l’assorbimento del colorante.
6. Aggiungere sul preparato qualche goccia di blu di toluidina ed attendere 5-10 minuti (figura 4). Se il colorante non viene diluito, ridurre i tempi per evitare che i nuclei vengano colorati troppo intensamente.

Figura 3: preparazione delle punte su un vetrino

7. Versare sul colorante alcune gocce di acqua distillata e coprire il preparato con un vetrino coprioggetti esercitando una lieve pressione.
8. Versare alcune gocce di acqua distillata tra il vetrino portaoggetti e il vetrino coprioggetti per eliminare il colorante in eccesso. Il colorante in eccesso può essere raccolto con un pezzetto di carta assorbente posizionato dalla parte opposta del vetrino rispetto a quella in cui si è introdotta l’acqua (figura 5).

9. Osservare il vetrino al microscopio ottico con ingrandimenti crescenti (es. 10x, 40x, 100x e 400x; figura 6).

Figura 6: immagine del vetrino al microscopio ottico con ingrandimento 400x

Note e storia

Esistono diversi protocolli che permettono di colorare ed evidenziare strutture cellulari differenti. Ciascun metodo e ciascuna colorazione sono specifici per un tessuto o una o più componenti cellulari e devono essere scelti sulla base di ciò che si vuole mettere in evidenza. È possibile dunque utilizzare colorazioni specifiche per il nucleo piuttosto che per il citoplasma, per il tessuto epiteliale o per il collagene, e così via. In questa esperienza il DNA viene colorato con il blu di toluidina; in alternativa, si possono utilizzare altri coloranti come la safranina o il reattivo di Schiff.

Si consiglia di non prolungare l’immersione degli apici radicali di cipolla in acqua per più di 4 giorni per evitare fenomeni di marcescenza.

Il vetrino può essere conservato per essere osservato nei 2-3 giorni successivi alla sua preparazione. Per conservare il vetrino, sigillare i bordi del vetrino copri oggetti con dello smalto trasparente.

Bibliografia

Autori

Giovanna Bergamini, Scuola Secondaria di I grado “F.Montanari”, Mirandola (MO)
Silvia Bianconi, Istituto Comprensivo Perugia 11, Perugia