Scoperta della connessione tra DNA, proteine e mutazioni genetiche

Scoperta dell'anemia falciforme

Nel 1957 Ingram dimostrò che una condizione clinica ereditaria, l’anemia falciforme, era imputabile a emoglobina anomale nei globuli rossi. L’emoglobina anomala differisce da quella normale per la sostituzione di un singolo amminoacido (acido glutammico in quella normale e valina nell’anomala) in posizione 6 della catena β.

Mutazione missenso e struttura terziaria

Si è perciò verificata una mutazione missenso, ossia una mutazione che comporta lo scambio di una base. Tale mutazione modifica la struttura terziaria dell’emoglobina: presenta ora una cavità in corrispondenza di una regione idrofobica che permette l’impilamento delle molecole di emoglobina, le quali divengono rigide e piegano il globulo rosso.

Connessione tra DNA e proteine

Ingram comprese così che vi è una connessione tra il DNA e le proteine, difatti se negli anni ’50 si riteneva che a un gene corrispondesse un enzima, negli anni ’60 si credeva che un gene corrispondesse a una proteina. Esiste quindi una corrispondenza tra nucleotidi e amminoacidi.

Corrispondenza tra nucleotidi e amminoacidi

Compresero che era questa la via metabolica perché vi erano mutanti che crescevano solamente in presenza di ornitina, citrullina e arginina, altri solamente con citrullina e arginina (ciò implica che il primo enzima agisce sull’ornitina), altri ancora solamente con arginina (ciò implica che citrullina viene convertita in arginina): nei primi mutanti non viene prodotta l’ornitina, nei secondi la citrullina e nei terzi l’arginina. Vi è perciò una correlazione diretta tra gene ed enzima, ciò è testimoniato dal fatto che se si muta un gene, non funziona un enzima e quindi si blocca una via metabolica.