Due nuove lettere nell'alfabeto del DNA

L'esistenza del DNA e la sua importanza nella identificazione genetica di un individuo è una cognizione che appartiene da tempo al grande pubblico, grazie soprattutto alle serie televisive di film polizieschi nelle cui trame il test del DNA ha ormai preso il posto delle famigerate impronte digitali.
Un numero minore di persone probabilmente possiede qualche informazione in più su questo famoso DNA, ma molta stampa ha ripreso l'articolo pubblicato ieri sulla prestigiosa rivista Nature relativo ad un importante lavoro compiuto da un gruppo di ricercatori californiani guidati da Romesberg presso lo Scripps Research Institute di La Jolla.
Gli studiosi sono riusciti ad inserire nelle catene del DNA due mattoni, per così dire, alieni, cioé  non naturali. In effetti non si tratta certo della prima pubblicazione sull'argomento in quanto studi mirati ad arricchire l'alfabeto del DNA sono in corso già da prima del 2000.

Quello che viene presentato oggi dunque è il risultato di quasi 15 anni di ricerche e la novità odierna sta nel fatto che si è riusciti ad ottenere la replicazione del DNA arricchito in un batterio con conservazione di questi nuovi mattoni sintetici non esistenti in natura. 
Per comprendere cosa si intende per lettera o per mattone del DNA bisogna proprio dare un'idea anche molto elementare di come sia composta una catena di DNA.
Si tratta dell'acido deossiribonucleico che è il costituente del nostro materiale genetico, esso è un polinucleotide formato essenzialmente da uno zucchero (desossiribosio)  basi azotate (citosina, guanina, timina e adenina) ed acido fosforico. L'unità costitutiva, il nucleotide, è formato da una singola molecola di acido fosforico, una  una di zucchero ed una base azotata.
L'acido fosforico funziona da legame tra nucleotidi in modo da formare una catena, un filamento diciamo: ora questi filamenti si avvolgono tra loro in una doppia elica, dove il rapporto di adenina-timina e guanina-citosina deve essere sempre di 1/1 vale a dire che le basi azotate sono accoppiate tra loro nel formare la doppia elica.
Bene, quello che  chiamiamo mattone, o lettera dell'alfabeto del DNA è proprio il nucleotide, caratterizzato dalla sua base azotata e come si vede il nostro DNA dispone solo di 4 lettere.
Il compito principale del DNA è quello di trasmettere le informazioni genetiche e di inviare messaggi necessari alla sintesi proteica nelle nostre cellule.
Ora già dal 2000 gli studiosi ipotizzavano che disporre di un maggior numero di nucleotidi, utilizzando basi azotate sintetiche e non naturali, avrebbe potuto aprire le porte a vari usi scientifici di batteri e cellule, rendendoli  capaci ad esempio, di produrre farmaci, vaccini o altre sostanze utili.
Nel tempo  i ricercatori hanno ottenuto catene di DNA arricchite con basi sintetiche e sono riusciti a farle replicare: nella ricerca presentata più di recente si è ottenuto che un organismo vivente, un batterio, l'escherichia coli, si duplicasse conservando il patrimonio genetico alieno.
Ora le basi estranee (d5SICS e DNAM) selezionate tra quelle meglio compatibili con le reazioni enzimatiche necessarie a traduzione e duplicazione, sono state introdotte in una piccola catena di DNA sintetica (plasmide) ed inoculate nel batterio: il plasmide è stato duplicato insieme all'altro materiale genetico della cellula e quindi trasmesso a tutte le nuove cellule per una intera settimana, con l'unica limitazione che quando termina la fornitura di basi aliene esse vengono sostituite con quelle naturali, ma sembra che altri gruppi di scienziati stiano studiando la possibilità di modificare le cellule per renderle capaci di sintetizzare autonomamente le basi aliene, anche se in effetti su questo ci sarebbe da riflettere, considerato che una tale autonomia potrebbe poi sfuggire al controllo.
Prospettive d'uso nel campo medico secondo i ricercatori potrebbero ad esempio essere rappresentate dalla possibilità di inserire un particolare aminoacido in una proteina tossica per farle sviluppare selettività contro cellule cancerogene, in modo da poter usare terapie molto mirate che uccidano il cancro salvando i tessuti sani, ma naturalmente le potenzialità d'uso sarebbero molteplici secondo gli orientamenti che vorrà darsi la ricerca, ma  si tratta in ogni caso di un varco che apre spazi del tutto inesplorati della materia vivente.

Commenti

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