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Le proteine sono, con acidi nucleici e diversi tipi di zuccheri e di lipidi, costituenti fondamentali di ogni forma di vita, per questo sono oggetto di insegnamento in tutte le scuole, a partire dalla secondaria. Nelle scuole superiori fanno parte del curriculum di scienze, e vengono affrontate in modo più approfondito.
Ciononostante, il termine proteina evoca nell’immaginario collettivo il pensiero della carne (che in effetti ne è ricca) senza alcun corrispondente chimico/biologico/funzionale.
Per aiutare le e gli studenti a comprendere meglio, proponiamo l’utilizzo di modelli di proteine, in scala 10 milioni di volte, preparate in gomma morbida o in plastica utilizzando la stampa 3D. Questi modelli, di facile produzione, sono direttamente manipolabili in classe e risultano funzionali alla comprensione della loro forma e delle interazioni con altre proteine o con altri componenti cellulari (DNA, RNA, membrane e metaboliti).
Il processo per il design dei modelli si articola in varie fasi, che saranno illustrate nei dettagli e che comprendono:
- dalla sequenza atomica alla superficie molecolare (ottenuta usando
Chimera o PyMol); - dalla superficie molecolare alla superficie stampabile (Blender, MeshLab);
- preparazione del file per la stampa (dipende dalla stampante);
- eventuale design dello stampo per la preparazione dei modelli in gomma, colatura della gomma;
- utilizzo in classe.
In studi pilota, insegnanti e studenti hanno testimoniato che i modelli tangibili facilitano la comprensione delle forme, del fatto che le proteine hanno diverse flessibilità, e di come interagiscono con altre molecole. In particolare quest’ultimo aspetto viene affrontato con spirito giocoso, quasi si trattasse di un puzzle 3D, e porta all’assimilazione di concetti biologici anche complessi in modo diretto.
Sarà presentato il metodo per ottenere i file stampabili (.stl) sia delle proteine che degli stampi.
Si porteranno diversi esempi, e saranno messi a disposizione i file per la stampa.
| Destinatari principali | Scuola secondaria II grado |
|---|---|
| Parole Chiave | Proteine; stampa 3D; interazioni molecolari; biologia cellulare; |