Gianni Tamino: È tempo di bilanci

Cosa si nasconde dietro la scoperta della struttura del DNA

70 anni fa, il 25 aprile, veniva pubblicato sulla rivista Nature un articolo firmato da James Watson e Francis Crick, in cui si annunciava la scoperta della struttura del DNA, o meglio veniva fornita per la prima volta l’ipotesi che la molecola di DNA fosse una doppia elica. La scoperta della struttura del DNA venne fatta nell’Università di Cambridge, grazie anche alle immagini di cristallografia ai raggi X scattate da Maurice Wilkins e da Rosalind Franklin.Watson e Crick intuirono che il DNA è simile a una scala a pioli avvolta in senso orario, con uno scheletro di zuccheri e fosfati e i gradini costituiti da basi azotate, ovvero le ‘lettere’ del codice genetico (adenina, timina, citosina e guanina), appaiate a due a due. Per questa scoperta nel 1962 ottennero, insieme a Wilkins, il premio Nobel; peccato che la giuria del premio abbia dimenticato il ruolo di Rosalind Franklin, la cui immagine cristallografica del DNA fu fondamentale per la corretta interpretazione della struttura, e, anche se era nel frattempo morta, si poteva quantomeno citare i suoi studi; ma Watson aggiunse, a chi gli chiese perché la Franklin non era menzionata, che era una “donna” non abbastanza intelligente da capire la struttura del DNA.

Va comunque precisato che nonostante i due scopritori abbiano parlato di “segreto della vita”, non hanno scoperto la composizione del DNA (zucchero, acido fosforico e diverse basi che contengono azoto), cosa avvenuta nel 1869 da parte del chimico Miescher, e neppure che il DNA contiene l’informazione genetica, scoperta fatta nel 1943 da Avery insieme ai suoi collaboratori. Tuttavia conoscere la struttura della molecola che contiene l’informazione genetica è sicuramente di grande importanza.
Questa scoperta ha contribuito a rendere molto popolare l’idea che il DNA codifica tutte le varie caratteristiche ereditarie, al punto che si afferma che tutto è scritto nel DNA o che noi siamo determinati dal nostro DNA.  A questa visione, non corretta, contribuì anche l’ipotesi del “dogma centrale della Biologia”, secondo la quale, dato un particolare DNA, l’organismo può assumere una ed una sola “configurazione”: cioè il DNA è un progetto quasi senza errori. Questa visione ha determinato, a livello concettuale, una netta vittoria dell’ipotesi deterministica, ma in realtà, basandosi sui dati della Biologia contemporanea, si è visto che il genoma permette differenti assetti finali di un organismo, in risposta a specifiche sollecitazioni ambientali. Va inoltre chiarito che il DNA per la sua duplicazione, come per la sintesi delle proteine, ha bisogno di altre molecole ed enzimi; in altre parole l’informazione genetica non è una proprietà intrinseca del singolo elemento chimico (come il DNA o i suoi geni), come si deduce, invece, dalla logica del dogma centrale.
Molti scienziati stanno cercando di scoprire come funzionano i nostri geni e sembra che il loro comportamento possa cambiare radicalmente da una generazione all’altra, anche senza alterazioni della sequenza del DNA.

Ci si sta sempre più rendendo conto, infatti, che il programma genetico, come un complesso spartito musicale, non potrebbe estrinsecarsi senza “un’orchestra di strutture cellulari” e senza gli strumenti in grado di renderlo manifesto.  Per queste ragioni due gemelli con gli stessi geni, possono avere attivi geni differenti, ovvero i geni non costituiscono un programma a senso unico, ma sono strumenti concatenati in grado di organizzarsi in modi diversi, in risposta a diversi contesti ambientali. La dimostrazione della validità del dogma centrale doveva arrivare dal “Progetto genoma umano”, grazie al quale, in una visione deterministica, si doveva individuare il gene come punto di partenza di ogni carattere umano. In realtà il progetto è servito a smentire il dogma: il numero dei geni verificato dal progetto è, infatti, ben inferiore al numero delle proteine e quindi la spiegazione della complessità di un organismo non risiede solo nell’informazione contenuta nei geni, ma va cercata nell’ottimizzazione delle relazioni tra i geni e l’ambiente. Non c’è quindi da stupirsi se i geni dell’uomo sono inferiori a quelli di una pianta o sono circa uguali a quelli di un animale inferiore: un essere umano è il risultato della relazione tra i geni, oltre alla loro struttura, e della capacità di sfruttare le regolarità ambientali, che si modificano e si ottimizzano nel corso dell’evoluzione.

Un esempio negativo di questa visione deterministica dei geni è dato dagli OGM, cioè da quegli organismi che si vuole predeterminare per qualche caratteristica, inserendo nel loro DNA un gene estraneo. Ma, al di là del fatto che non si sa dove il nuovo gene andrà a finire e quali effetti avrà, ogni nuovo gene determina profonde alterazioni nella rete di relazioni tra i geni. Il vero problema è che non riusciamo a prevedere quali alterazioni si determineranno all’interno degli OGM: a dircelo è proprio chi ha contribuito al progetto genoma umano, il premio Nobel Renato Dulbecco. Nel 2002 egli affermò: “Introducendo un nuovo gene in una cellula, la funzione di un gran numero di altri geni viene alterata: non è sufficiente introdurre un gene nell’organismo per determinarne l’effetto, che invece dipende da quali altri geni sono già presenti”. E questo vale anche per le cosiddette NBT, cioè i nuovi OGM ottenuti con le tecniche di editing genomico.


Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *