La macromolecola alla base di ogni essere vivente
Quando l’abate Gregor Mendel, monaco agostiniano, nonché biologo e matematico, condusse i suoi celebri esperimenti sulle piante di pisello appartenenti alla specie Pisum Sativum, non aveva idea di aver appena gettato le basi di quella che sarebbe diventata una delle branche più importanti della biologia. Grazie ai suoi studi comprese che, nel passaggio da una generazione all’altra, due piante genitrici trasmettevano ai propri discendenti quelli che egli definì con il nome di caratteri ereditari, i quali determinavano le loro caratteristiche osservabili (in linguaggio tecnico e più contemporaneo si dice che l’insieme dei caratteri ereditari, o genotipo, determina, in relazione con l’ambiente circostante, l’espressione di un certo fenotipo, dal verbo greco φαίνω, phàino, che significa apparire).
Con il passare del tempo e in seguito allo sviluppo di tecniche di ricerca sempre più avanzate, si arrivò a capire che queste informazioni erano racchiuse all’interno di una complessa molecola contenuta nel nucleo delle cellule la quale prese il nome di Acido Deossiribonucleico o DNA, acronimo delle parole inglesi DeoxyriboNucleic Acid, isolato per la prima volta dal biochimico svizzero Friedrich Miescher nel 1869. Infine, nel 1953, James Watson e Francis Crick presentarono quella che viene ancora oggi accettata come la rappresentazione più accurata del DNA. Da un punto di vista chimico esso è un polimero (una struttura risultante dall’unione di più parti analoghe) di nucleotidi, a loro volta formati da una molecola di Deossiribosio (uno zucchero a cinque atomi di carbonio) cui sono legati un gruppo fosfato e una cosiddetta base azotata. I gruppi fosfato dei vari nucleotidi si legano fra di loro con legami fosfodiesterici che si formano sui carbòni 3’ e 5’ (tre primo e cinque primo), mentre le basi azotate, che si trovano invece sul carbonio 1’, sono suddivise in Purine (Adenina e Guanina) e Pirimidine (Timina e Citosina) che si legano (appaiano) fra di loro secondo la Regola della Complementarità delle basi (l’Adenina potrà legarsi solo alla Timina e la Guanina soltanto con la Citosina, anche se, in casi particolari, possono verificarsi delle eccezioni).
Rappresentazioni del DNA
È proprio l’insieme delle basi azotate a contenere l’informazione genetica. Durante il processo chiamato Trascrizione, i due filamenti di DNA, normalmente avvolti in una struttura a doppia elica, vengono separati e una parte viene trascritta, sempre seguendo la Regola della Complementarità, su un altro acido nucleico, chiamato RNA. Esso presenta una struttura simile al DNA anche se vi sono delle differenze sostanziali, come il fatto di essere costituito dallo zucchero Ribosio e di essere a filamento singolo, oltre a contenere la base azotata Uracile, che sostituisce la Timina.
Schema della complementarità delle basi azotate
L’RNA appena trascritto, chiamato RNA messaggero, esce dal Nucleo Cellulare e si dirige verso un altro compartimento, il Reticolo Endoplasmatico, dove, per mezzo di alcuni organuli detti Ribosomi, incorre nella Traduzione. A ogni codone, cioè a una tripletta di nucleotidi, corrisponde infatti un determinato amminoacido e più unità amminoacidiche concatenate fra loro danno vita alle proteine, che sono uno dei componenti più importanti all’interno del nostro organismo, poiché svolgono un ruolo primario in più ambiti. Per esempio possono avere un ruolo strutturale, fungere da catalizzatori o ancora permettere lo svolgimento di processi come la divisione cellulare.
Rappresentazione della trascrizione
La scoperta del DNA però non è stata importante solo perché ci ha permesso di capire in che modo funzionino i meccanismi biologici a livello molecolare, ma anche perché, grazie alle moderne tecniche di ricerca, ci ha consentito di fare grandi passi avanti nel campo dell’ingegneria genetica, della medicina forense, dell’antropologia e infine anche della Storia.
Chissà che cosa penserebbe Gregor Mendel, se potesse vedere i traguardi raggiunti grazie alla sua geniale intuizione?
Piermarco Paci Fumelli
