Il meraviglioso processo della sintesi proteica

Per scrivere gli articoli del mio blog ho necessità  di documentarmi continuamente e soprattutto di studiare per ottenere e mantenere delle basi sicure su cui costruire i miei discorsi, (anche perché non voglio essere sbugiardato dai cosiddetti esperti), e in questo momento è il turno della biologia. 

 

Andando avanti nello studio della cellula vivente, sbalordisco sempre più nel notare come a livello microscopico ogni organo di essa abbia un suo compito specifico e sappia benissimo come svolgerlo con precisione incredibile (1) .

Ad esempio è stupefacente la sintesi di una proteina fatta da un ribosoma dentro la cellula (il processo è chiamato traduzione). Una proteina è come un lungo treno di vagoncini (di amminoacidi, e ce ne sono di 20 tipi diversi, detti essenziali), ognuno con il proprio nome e posto ben determinato, come anelli numerati di una catena (ognuno di questi anelli viene trasportato verso il ribosoma dal tRNA specifico di quell'anello), e di proteine ce ne sono quasi diecimila tipi diversi nel corpo umano e alcune sono costituite anche da migliaia di vagoncini-amminoacidi (quella più complicata ne ha più di 34 mila). 

Quando la proteina viene assemblata, viene costruita vagone per vagone (cioè amminoacido per amminoacido) senza errori (almeno nella stragrande maggioranza dei casi) seguendo le specifiche del mRNA, che è una specie di ricetta copiata da un apposito segmento del DNA (detto gene) in cui ci sta scritta tutta la sequenza di amminoacidi che debbono essere uniti di seguito per formare la proteina (2). In pratica il ribosoma è come un piccolissimo laboratorio di chimica organica che esegue i passi indicati nella ricetta mRNA costruendo la proteina quasi a livello molecolare!

La cosa sorprendente è proprio questa costruzione sequenziale: non è che mettendo insieme gli ingredienti e mescolando si ottiene la proteina, no, essa viene costruita pezzo per pezzo a livello microscopico, come un'auto in una catena di montaggio! E tutti i vagoni debbono essere quelli e solo quelli indicati nella ricetta e nel loro giusto posto. Se c’è un errore anche nella posizione o nel nome di un singolo vagoncino la proteina non può svolgere la sua funzione e diventa inservibile, se non pericolosa.

Ad esempio l'emoglobina, che è la proteina che trasporta l'ossigeno nel sangue, è composta da una fila ordinata di 600 amminoacidi. L'anemia falciforme è una grave malattia dovuta alla perdita di funzionalità dell'emoglobina perché nella sua ‘catena’ 1 solo amminoacido su 600 è stato sostituito per errore con un altro (con la valina al posto dell’acido glutammico). Basta questa piccola differenza perché il tutto non funzioni. Insomma nella lunga catena ogni anello è ben determinato e non può che essere quello prestabilito… 

Ma non è finita qui... Una volta finito, il trenino-proteina,  a causa dell'attrazione di tipo elettrostatico tra alcuni di questi vagoncini-amminoacidi che la compongono, assume una struttura sua tipica in 3D ed è anche da questa forma tridimensionale che deriva la particolare proprietà o funzione a cui la proteina è deputata. Per fare un esempio il treno-emoglobina subito dopo essersi formato (struttura primaria) si avvolge ad elica (struttura secondaria) poi questa elica si aggroviglia tipo gomitolo (struttura terziaria) e poi due di questi gomitoli si mettono assieme (stuttura quaternaria): ecco pronto solo allora la vera emoglobina, pronta a svolgere il suo importante ruolo. 
Un miracolo che tutto si tenga, non credete?

Che meraviglia la vita!

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Note

(1) e a proposito, ma chi glielo dice di farlo? Se lo sono mai chiesto i biologi e hanno risposto a questa semplice domanda?

(2) Questa fase è detta trascrizione.

Detto per inciso, per i biologi questa ricetta o gene si sarebbe scritta nel DNA da sola e per caso, con moltissimi tentativi fatti da variazioni casuali e selezione naturale della mutazione più favorevole (evoluzione)