Dossier

Cinquant’anni di DNA – Parte I

Il dogma centrale: dal DNA alle proteine

Già gli antichi avevano osservato la presenza di tratti ricorrenti nelle generazioni, i cosiddetti caratteri ereditari, e da tempo gli scienziati rincorrevano frugando dentro le cellule la molecola responsabile di questa trasmissione. Dove risiedono le informazioni che determinano come deve essere “costruito” un organismo e come questo deve reagire agli stimoli esterni? Come vengono trasmesse queste informazioni da una generazione all’altra? Queste erano solo alcune delle domande che mantenevano in fermento il mondo scientifico prima degli anni Sessanta.

Crick aveva una sua risposta, maturata sui suoi studi e su quelli di altri scienziati: l’informazione biologica, cioè l’insieme di istruzioni che orchestrano la vita, risiede nella successione dei mattoncini di una molecola di DNA e di una molecola proteica. Il meccanismo semiconservativo di duplicazione del DNA ne faceva la molecola di elezione per la trasmissione dell’informazione genetica attraverso le generazioni, e la struttura del DNA deponeva a favore di quest’ipotesi. Inoltre, Crick sosteneva l’esistenza di una priorità, che espresse formulando il “dogma centrale” della biologia: l’informazione biologica fluisce dal DNA verso le proteine e mai viceversa. In pratica, nel DNA, che viene trasmesso attraverso le generazioni, risiede l’informazione genetica alla quale la cellula può attingere per costruire le proteine. In queste viene trasmessa di volta in volta una particolare informazione, necessaria a svolgere una specifica funzione. Come un buon libro di cucina che viene trasmesso dai genitori ai figli: nelle ricette (il DNA) risiede l’informazione per cucinare le pietanze (le proteine).

Nel 1961 Niremberg e Matthai dimostrarono che questo flusso di informazione del DNA alle proteine era possibile: sintetizzarono una molecole di acido nucleico artificiale composta da un solo tipo di nucleotide che in provetta diresse la sintesi di una proteina costituita da un solo tipo di aminoacido (i mattoncini che compongono le proteine). A questo punto la teoria di Crick era confermata: la sequenza dei mattoncini del DNA stabilisce quella dei mattoncini delle proteine. Ad oggi tutto ciò può sembrare ovvio, ma questa non è che una parte della storia: molti scienziati dell’epoca non credevano al DNA come portatore di informazione genetica, e buona parte della comunità scientifica sosteneva la cosiddetta “teoria peptidica o del multienzima”, in cui le proteine svolgevano tutte le funzioni compresa la trasmissione delle informazioni attraverso la replicazione enzimatica (alcune proteine sintetizzano altre proteine unendo piccoli frammenti proteici definiti peptidi). Gli esperimenti che dimostrarono la validità del dogma centrale operarono perciò una vera e propria rivoluzione scientifica.

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