la famiglia RNA
c4
Il DNA è certamente la molecola che contiene l’informazione
genetica. Ma come fa questa informazione a passare dal DNA
alle proteine, che sono i costituenti strutturali degli organismi?
1. F. Crick con la cravatta del “RNA tie club” 2. F. Jacob, M. Delbruck, M. Meselson, G. Stent
e S. Brenner a Caltech all’epoca della scoperta dell’RNA messaggero. 3. Gli articoli sulla rivista
Nature sulla scoperta dell’RNA messaggero 4. 5. Struttura tridimensionale del ribosoma con i tre
tRNA nei siti A, P, E 6. I membri dell’RNA tie club. F.Crick, A. Rich, L. Orgel e J. Watson
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tRNA
c3
A con T, G con C
La struttura a doppia elica proposta da Watson e Crick
consente innanzitutto di spiegare la replicazione del materiale
ereditario, richiesta per trasmettere i geni da una cellula
all’altra e da una generazione all’altra: la complementarità
tra le basi, il fatto cioè che l’Adenina si leghi sempre con
la Timina e la Citosina con la Guanina, implica che
la sequenza di ciascun filamento dell’elica determini
automaticamente la sequenza del filamento complementare
Si può immaginare che la sequenza delle basi del DNA contenga le
informazioni, scritte in un codice particolare, per la sintesi delle proteine
e quindi per il funzionamento delle cellule di cui sono fatti i tessuti e gli
organismi.
La duplicazione del DNA comporta che possano essere copiati anche
i cambiamenti, dovuti a mutazioni spontanee o ad altri meccanismi che
possono introdurre modificazioni nelle sequenze delle basi e quindi nelle
istruzioni genetiche. Le mutazioni, come per esempio la sostituzione di
una base con una diversa, determinano, per esempio, la creazione di nuove
proteine, che spesso non sono in grado di svolgere la normale funzione,
minacciando la sopravvivenza dell’organismo e in pratica dando luogo a
malattie. In alcuni casi, però, le nuove proteine possono acquisire delle funzioni
vantaggiose in grado di contribuire alla sopravvivenza e alla riproduzione
dell’organismo anche in condizioni ambientali diverse.
Gli stessi Watson e Crick e molti altri ricercatori, come Sidney Brenner, Walter
Gilbert, Francois Gros, Matt Meselson e Francois Jacob, si dedicano allo studio
di un’altra molecola analoga al DNA che si chiama RNA. L’RNA, Acido
RiboNucleico, è un polinucleotide costituito da una catena singola dove
lo zucchero ribosio sostituisce il desossiribosio. L’RNA, generalmente,
non assume la caratteristica forma a elica del DNA. Anche l'RNA è composto
da quattro basi, ma al posto della Timina si trova l'Uracile.
In maniera indipendente, due gruppi di ricercatori uno diretto
da Watson e l’altro da Brenner, isolano una molecola di RNA
instabile che viene chiamata da Jacob RNA mesaggero
(mRNA). Questa molecola fa da tramite tra il DNA e l’apparato
che produce le proteine
Ora sappiamo che in tutti gli organismi viventi esistono tre tipi di RNA,
che assolvono a diverse funzioni. La loro denominazione in parte sottintende
il loro ruolo: RNA messaggero (mRNA), RNA ribosomale (rRNA) ed RNA di
trasferimento (tRNA).
Molti RNA nella cellula hanno una funzione “catalitica”,
funzionano cioè come veri e propri enzimi, promuovendo
reazioni chimiche fondamentali per la cellula
Per contro, l’RNA che forma il materiale genetico di alcuni virus è in grado
di replicarsi sfruttando gli apparati cellulari delle cellule infette. In questo
processo l’RNA non può giovarsi dei sistemi di riparazione di cui dispone
il DNA cellulare, e questo rende la sua replicazione molto più imprecisa,
e le mutazioni molto più frequenti.