Biologia e genetica - trascrizione nei procarioti

La trascrizione

Come sostenevano Watson e Crick, il DNA ha la intrinseca capacità dell’autoreduplicazione. Si sono abbandonate così altre strade, come il modello dispersivo e la reduplicazione come stampo dell’intera molecola. La reduplicazione del DNA precede il momento della divisione cellulare, qualunque essa sia, per esempio nei batteri, che reduplicano il proprio materiale genetico e le cellule figlie avranno non solo la stessa qualità di DNA, ma anche la stessa quantità della cellula dalla quale derivano.

Tutto quello che un organismo fa, e tutte le sue strutture, è determinato geneticamente. Il programma cellulare deve essere letto e tradotto in sostanze chimiche. L’informazione genetica porta alla sintesi di proteine. Anche gli enzimi sono proteine. Il prodotto genetico è sempre una proteina, che può essere una proteina strutturale o un enzima che va incontro a una serie di reazioni che può anche portare alla sintesi di un glicide, il quale glicide poi sarà la componente strutturale.

Dal linguaggio dei nucleotidi a quello degli amminoacidi

Il problema è di capire come un linguaggio di nucleotidi possa essere trasformato in un linguaggio di amminoacidi. Il DNA è ancorato a delle strutture, che negli eucarioti sono strutture endonucleari, e nei procarioti sono addensate in porzioni del citoplasma. In qualche batterio più grosso è stata intravisto un abbozzo di membrana nucleare, ma molto approssimato. Questo addensamento di cromatina in una particolare zona del citoplasma prende il nome di nucleoide.

Essendo ancorato a queste strutture, difficilmente questo messaggio può muoversi e quindi può essere letto, perché verifiche sperimentali hanno dimostrato che la lettura di questo messaggio avviene nel citoplasma, o comunque a livello di alcune strutture citoplasmatiche che nei batteri sono libere, negli eucarioti sono assorbiti in strutture endomembranosi cellulari. Questi organuli sono i ribosomi, sono la sede della traduzione di questo messaggio. Evidentemente ci deve essere qualcosa che colleghi i vari momenti, in modo che il messaggio possa essere trasferito a molecole intermediarie.

La trascrizione

È un po’ come l’organizzazione di un cantiere: il DNA è l’ingegnere capo il quale impartisce gli ordini al capocantiere, il capocantiere si reca in loco e riferisce agli operai gli ordini dell’ingegnere capo, e gli operai eseguono gli ordini. Vediamo qual è la sequenza degli eventi per cui il messaggio si trasferisce dal DNA agli “operai”. Questo tipo di passaggio prende il nome di trascrizione: il messaggio, che è un messaggio chimico, deve passare da una molecola a un’altra. Una volta che si è formata la molecola intermediaria, che non esiste come tale ma deve essere sintetizzata, questa molecola è pronta, contenendo il messaggio chimico, a portare l’ordine dal DNA al cantiere, fino al momento della traduzione del messaggio, o translation.

Occorrono vari tipi di molecole, che agiscono in modo tale da evitare errori, giacché sono passaggi molto delicati. È come la pellicola di un film, dove l’immagine è l’espressione di più fotogrammi; se su un fotogramma c’è un errore, si vedrà l’immagine sbagliata. Molti di questi errori sono corretti da alcuni DNA polimerasi nella duplicazione, ma nella trascrizione questa possibilità non c’è, perché le molecole che sovrintendono a questo tipo di passaggio non hanno questa capacità.

Anche il momento della lettura del messaggio è molto delicata, perché deve avvenire correttamente. Sono meccanismi molto delicati. Nel momento della trascrizione, una sequenza di nucleotidi deve essere trascritta su un’altra molecola, ma non è una reduplicazione. Passano su una molecola di RNA: gli RNA si stampano sul DNA. L’RNA è molto simile al DNA, ne differisce per lo zucchero, non è un desossiribosio ma un ribosio; perché non troviamo la timina, ma l’uracile; perché i DNA sono a doppia elica mentre gli RNA sono a singolo filamento, anche se qualche volta all’interno di questo filamento c’è complementarietà, quindi si possono formare legami idrogeno simulando un doppio filamento, ma di fatto il filamento è uno.

Tipi di RNA

Gli RNA che conosciamo sono di tre tipi: abbiamo i più piccoli che sono i t-RNA, o RNA di trasferimento che prende l’amminoacido e