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Il passato, il presente, il futuro del DNA e le nuove frontiere della ricerca

lunedì, Aprile 23, 2018
Il passato, il presente, il futuro del DNA e le nuove frontiere della ricerca

In diversi articoli della nostra rubrica scientifica, il DNA, di volta in volta è stato(e sarà) o protagonista o coprotagonista a seconda dell’argomento trattato. Questa settimana Vortici.it ha scelto di parlarne in maniera più puntuale, attraverso un linguaggio semplice e fruibile. I motivi? sono sicuramente molto interessanti e siamo pronti a darvene conto.

Procediamo per gradi: questa molecola preziosissima e unica per ogni essere umano, che detiene le informazioni genetiche ed ereditarie dell’individuo, durante questo mese di Aprile festeggia delle tappe importanti. Prima di entrare bene in argomento, proviamo a capire meglio cos’è esattamente:

L’acido deossiribonucleico (DNA) costituisce, con l’acido ribonucleico (RNA), la classe di polimeri(ovvero, sostanze formate dalla  combinazione di più molecole uguali tra loro) informazionali definita acidi nucleici(cioè molecole complesse di grandi dimensioni  attraverso le quali avviene la trasmissione dell’informazione genetica), componenti fondamentali delle strutture viventi. Tra tutte le molecole biologiche soltanto gli acidi nucleici possiedono la potenzialità di autoduplicazione che permette la replicazione e la trascrizione dell’informazione chimica in essi contenuta. Altri polimeri costituenti fondamentali delle strutture biologiche, quali le proteine e i polisaccaridi, sono privi di tale capacità e, pur dotati di comparabile complessità polimerica strutturale e informazionale, di ricchissima informazione chimica e di grande flessibilità funzionale, non sono in grado di rivestire un ruolo genetico.
Questo ruolo è legato alla particolare organizzazione strutturale degli acidi nucleici e alle proprietà chimiche, fisiche e topologiche sia dei suoi costituenti sia delle macromolecole considerate nel loro insieme.

Fatta questa premessa necessaria partiamo dai fatti scientificamente acquisiti grazie alla ricerca.

Si è passati dall’imparare a leggere il libro già scritto con le istruzioni della vita, a modificarne qualche frase e infine alla possibilità di scriverlo per intero, allo scopo di trasmettere le nuove istruzioni alle generazioni future. Parliamo di una rivoluzione che si è compiuta nell’arco di 65 anni e partita il 25 aprile 1953 con la pubblicazione della struttura a doppia elica del Dna. Il 14 Aprile di 15 anni fa, si apre invece, un percorso che ha compiuto una delle sue tappe più importanti, con il completamento della mappa del genoma umano.

Doppia elica del Dna

Dopo che James Watson e Francis Crick scoprirono la doppia elica del Dna nel febbraio 1953 e ne pubblicarono la scoperta due mesi più tardi sulla rivista Nature, il mondo della medicina e della biologia è cambiato radicalmente. “Da allora abbiamo imparato a leggere il Dna ovunque, negli uomini, negli animali, nei batteri e nelle piante. Abbiamo così capito molto, anche sulla predisposizione alle malattie, il loro sviluppo e trovato nuovi farmaci”, sottolinea il genetista Giuseppe Novelli, rettore dell’Università Tor Vergata di Roma.

A queste sono seguite altre tappe importanti, aggiunge Stefano Gustincich, direttore del Dipartimento di Neuroscienze e Tecnologie del Cervello dell’Istituto Italiano di Tecnologia (Iit), “come la scoperta dei meccanismi molecolari coinvolti e la codifica del codice genetico”. Ma quella più importante, per Novelli, “è stata sicuramente la scoperta degli enzimi di restrizione, quegli strumenti molecolari che ci permettono di tagliare e cucire il Dna per fargli fare ciò che vogliamo”.

La ricombinazione genetica nel 2015 ha “aperto la strada alla tecnica della Crispr(che permette di riscrivere il Dna, è una sorta di forbice naturale che permette di tagliare il Dna in punti specifici, permette di cancellare, sostituire e letteralmente riscrivere intere sequenze del codice genetico), che ci permetterà – ha aggiunto – sia di correggere il Dna in modo ultra preciso cancellando molte malattie genetiche, sia di riprogrammare le cellule e che ha aperto nuovi scenari per la medicina rigenerativa”.

Il 14 aprile del 2003, 50 anni dopo la scoperta del Dna, un altro traguardo importante è stato il completamento della mappa del genoma umano, annunciato a Washington da Robert Waterston e Francis Collins, responsabili del Programma genoma umano, che ha aperto la strada a molte altre iniziative destinate a trasformare la medicina, come il Progetto 1.000 genomi e l’Atlante dei geni del cancro.

Grazie al completamento della mappa del genoma con il Progetto Genoma Umano, i ricercatori hanno potuto conoscere tutte le parole contenute nel libro della vita e “studiare più nel dettaglio il cosiddetto Dna spazzatura, che è invece molto importante per l’evoluzione e le malattie”, aggiunge Gustincich.

Il punto di arrivo della strada aperta negli anni 90′ con il Progetto Genoma Umano può essere considerato il progetto Human Genome Project-write (Hgp-w), cioè il progetto di scrittura del genoma umano, che punta a ottenere il Dna umano sintetico. Le ricerche promosse da Craig Venter per anni hanno contribuito a costruire al computer un Dna che non esiste in natura, per trasferirlo in organismi molto elementari.

“Con la Crispr si è aperta una vera rivoluzione – conclude Novelli – Possiamo correggere i difetti genetici e in futuro arrivare a scrivere il Dna delle generazioni future. E anche con la vita sintetica si possono educare e allevare microrganismi a fargli fare quello di cui abbiamo bisogno, usandoli come farmaci o vaccini”.

Si aprono strade affascinanti e ricche di nuove scoperte…

 

Miniatura: Doppia elica del Dna – (Fonte: Pixabay)

Immagine di copertina:  Le molecole del DNA – (Fonte: globalpublishers.co.tz)

Annapaola Di Ienno

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