Il flusso di informazioni nascosto dentro di noi

Nel precedente articolo abbiamo parlato di come il DNA sia una lunghissima catena โ€œappallottolataโ€ di basi, divisa in geni che โ€œcodificanoโ€ per specifiche proteine con diversi ruoli nelle cellule. Cerchiamo ora di capire piรน nel dettaglio come tutto questo sia possibile.

Le informazioni โ€œsalvateโ€ 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 โ€œtrascriveโ€ le note nel suo cervello in movimenti muscolari delle sue mani e โ€œtraduceโ€ questi movimenti in suoni udibili, allora le istruzioni finalmente faranno il loro effetto sullโ€™attenzione dellโ€™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 unโ€™altra catena (abbastanza simile al DNA) chiamata RNA. Anche lโ€™RNA รจ una catena di basi che solitamente contiene solo le istruzioni di un singolo gene. Come se ogni catena di RNA fosse una specifica โ€œfraseโ€: mettendo le frasi assieme si otterrร  il testo completo, che รจ tutta lโ€™informazione che contiene il DNA (quasi tutta, in realtร ! Manca sempre la punteggiatura per dare senso al tutto, ma questo lo vedremo meglio prossimamente).

Perchรฉ allora questo processo intermedio in cui il testo viene โ€œspezzettatoโ€ in frasi? Mettiamola cosรฌ: immaginiamo che molti musicisti vogliano suonare le note dallo stesso spartito. Quello che faremmo รจ probabilmente stamparne molte copie cosรฌ che ognuno abbia la propria. Perรฒ il DNA รจ molto lungo ed รจ giร  stretto abbastanza nel suo nucleo per conto suoโ€ฆ Non cโ€™รจ spazio per fare tutte queste copie! La soluzione adottata dalla cellula รจ quella di creare molte copie di RNA (fuori dal nucleo) che sono molto piรน piccole e facili da maneggiare. Ognuno di questi RNA puรฒ contenere โ€œfrasiโ€ diverse (provenienti da diversi geni), o possono essere molte copie della stessa โ€œfraseโ€ (dallo stesso gene).

La traduzione

Ogni catena di RNA viene poi tradotta in proteina, il famoso โ€œoperaioโ€ a cui accennavo la volta scorsa. Solitamente una proteina non รจ 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 verrร  tradotta in proteina.

รˆ veramente un lavoro di ingegneria maestoso! Il DNA รจ tutto arrotolato e per trascriverlo serve prima โ€œsrotolarloโ€; inoltre, essendo una doppia elica, serve prima โ€œseparareโ€ le due parti per poter fare lโ€™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!

Lโ€™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 piรน 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

Allโ€™interno di una cellula quindi, in modo molto simile a ciรฒ che accade dentro a un computer, esiste un flusso di informazioni; a dire il vero, questa รจ una caratteristica fondamentale della vita. Senza informazione non cโ€™รจ organizzazione, e senza organizzazione, non ci puรฒ essere vita.

Il flusso da DNA a proteine รจ considerato cosรฌ importante che negli anni โ€˜50 era definito dogma centrale della biologia molecolare. Tuttavia poi si scoprรฌ che esistono anche delle eccezioni: alcune piccole creature nascoste, chiamate virus, riescono a invertire questo flusso โ€œtrasformandoโ€ dellโ€™RNA in DNA, violando quindi il dogma centrale! Che eresia! Ma oggi non ci soffermeremo su questo.

Lโ€™importante รจ capire che esistono due modalitร  ben differenti attraverso cui una cellula mantiene e usa le informazioni: una a tempi lunghi, basata sul DNA, e unโ€™altra a tempi immediati, basata sullโ€™RNA e sulle proteine. Il DNA รจ โ€œsoloโ€ incaricato di mantenere le informazioni importantissime che determinano tutto ciรฒ che siamo a lungo termine; รจ come lโ€™hard disk che teniamo a casa con tutte le foto di famiglia: lo teniamo lรฌ, ben custodito, per non perdere lโ€™informazione, ma lo accediamo per guardare le immagini solo una volta ogni tanto. Lโ€™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 unโ€™azione precisa per poi โ€œmorireโ€. Lโ€™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 รจ difficile immaginare tutto ciรฒ che ho cercato di spiegare. Trovateย a questo linkย un bellissimo video, che vi potrร  aiutare a visualizzare in breve quello che vi ho spiegato.

Per tutto il resto ci aggiorniamo alla prossima โ€œpuntataโ€ โ€ฆDove parleremo di replicazione del DNA e delle tanto temute mutazioni genetiche!

Marco Dalla Vecchia