Nel precedente articolo abbiamo parlato di come il DNA sia una lunghissima catena “appallottolata” di basi, divisa in geni che “codificano” per specifiche proteine con diversi ruoli nelle cellule. Cerchiamo ora di capire più nel dettaglio come tutto questo sia possibile.

Le informazioni “salvate” nel DNA sono come le note di una melodia, che se ne stanno sullo spartito senza fare niente. Ma nel momento in cui un musicista “trascrive” le note nel suo cervello in movimenti muscolari delle sue mani e “traduce” questi movimenti in suoni udibili, allora le istruzioni finalmente faranno il loro effetto sull’attenzione dell’ascoltatore. Attenzione, non ho usato questi termini casualmente! In effetti, il DNA trasmette le sue informazioni proprio attraverso due fasi: la trascrizione e la traduzione.

La trascrizione

Il DNA viene prima trascritto in un’altra catena (abbastanza simile al DNA) chiamata RNA. Anche l’RNA è una catena di basi che solitamente contiene solo le istruzioni di un singolo gene. Come se ogni catena di RNA fosse una specifica “frase”: mettendo le frasi assieme si otterrà il testo completo, che è tutta l’informazione che contiene il DNA (quasi tutta, in realtà! Manca sempre la punteggiatura per dare senso al tutto, ma questo lo vedremo meglio prossimamente).

Perché allora questo processo intermedio in cui il testo viene “spezzettato” in frasi? Mettiamola così: immaginiamo che molti musicisti vogliano suonare le note dallo stesso spartito. Quello che faremmo è probabilmente stamparne molte copie così che ognuno abbia la propria. Però il DNA è molto lungo ed è già stretto abbastanza nel suo nucleo per conto suo… Non c’è spazio per fare tutte queste copie! La soluzione adottata dalla cellula è quella di creare molte copie di RNA (fuori dal nucleo) che sono molto più piccole e facili da maneggiare. Ognuno di questi RNA può contenere “frasi” diverse (provenienti da diversi geni), o possono essere molte copie della stessa “frase” (dallo stesso gene).

La traduzione

Ogni catena di RNA viene poi tradotta in proteina, il famoso “operaio” a cui accennavo la volta scorsa. Solitamente una proteina non è sufficiente in una cellula; a seconda della proteina, ne possono servire anche centinaia di migliaia identiche! Per produrre tutte queste proteine uguali, non possiamo leggere tutti lo stesso DNA, ma si preferisce fare tante piccole copie di RNA, ognuna delle quali verrà tradotta in proteina.

È veramente un lavoro di ingegneria maestoso! Il DNA è tutto arrotolato e per trascriverlo serve prima “srotolarlo”; inoltre, essendo una doppia elica, serve prima “separare” le due parti per poter fare l’RNA, come la zip di una lampo. Se vi sembra poco, provate voi a srotolare il filo ingarbugliato dei vostri auricolari e poi separare i due fili che connettono le cuffie al jack, immaginando di farlo moltissime volte al minuto dentro una tasca grande millesimi di millimetro!

L’RNA poi, sebbene piccolo e facile da gestire, viene tradotto in proteina in un processo separato in cui le proteine vengono costruite blocco per blocco a partire dalle basi della catena di RNA. Questo processo sembra più semplice, certo, ma in ogni momento in una cellula esistono tra i centomila ed un milione di RNA!
I conti li lascio a voi.

Il flusso di informazioni

All’interno di una cellula quindi, in modo molto simile a ciò che accade dentro a un computer, esiste un flusso di informazioni; a dire il vero, questa è una caratteristica fondamentale della vita. Senza informazione non c’è organizzazione, e senza organizzazione, non ci può essere vita.

Il flusso da DNA a proteine è considerato così importante che negli anni ‘50 era definito dogma centrale della biologia molecolare. Tuttavia poi si scoprì che esistono anche delle eccezioni: alcune piccole creature nascoste, chiamate virus, riescono a invertire questo flusso “trasformando” dell’RNA in DNA, violando quindi il dogma centrale! Che eresia! Ma oggi non ci soffermeremo su questo.

L’importante è capire che esistono due modalità ben differenti attraverso cui una cellula mantiene e usa le informazioni: una a tempi lunghi, basata sul DNA, e un’altra a tempi immediati, basata sull’RNA e sulle proteine. Il DNA è “solo” incaricato di mantenere le informazioni importantissime che determinano tutto ciò che siamo a lungo termine; è come l’hard disk che teniamo a casa con tutte le foto di famiglia: lo teniamo lì, ben custodito, per non perdere l’informazione, ma lo accediamo per guardare le immagini solo una volta ogni tanto. L’RNA e le proteine invece sono le conseguenze immediate di tutta questa informazione salvata e ereditata: in ogni momento nel nostro corpo ci sono milioni e milioni di molecole destinate a compiere un’azione precisa per poi “morire”. L’RNA e le proteine sono destinati a scomparire, quindi non possono incaricarsi di mantenere le informazioni nel tempo come fa il DNA, ma si limitano a prendere singole istruzioni ed eseguirle.

I processi di trascrizione e traduzione sono processi complicati, e so bene che per molti è difficile immaginare tutto ciò che ho cercato di spiegare. Trovate a questo link un bellissimo video, che vi potrà aiutare a visualizzare in breve quello che vi ho spiegato.

Per tutto il resto ci aggiorniamo alla prossima “puntata” …Dove parleremo di replicazione del DNA e delle tanto temute mutazioni genetiche!

Marco Dalla Vecchia