Paolo
Manzelli - LRE/EGO-CreaNET
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PREMESSA
per il progetto Europeo e.CONTENTPLUS 2005.
Il
dogma centrale della biologia e stato basato sulla corrispondenza
biunivoca tra “UN GENE – UNA PROTEINA”, e cioè “ogni gene
si riteneva corrispondesse alla codificazione di una proteina
mediante la composizione di una sequenza di amminoacidi”. Tale
dogma è stato considerato indiscutibile fino a circa l’anno
2000, cioè da quando si è ottenuta la completa mappatura
del genoma umano. Oggi si è appurato che nella evoluzione
dei sistemi biologici ad un singolo gene possano corrispondere
varie proteine con funzioni e strutture differenziate; pertanto
si e detto che l’ipotesi che tutta l'informazione genetica fosse
contenuta nel DNA è stata un'assunzione troppo semplice
per essere vera, datosi che l’assortimento proteico dei tessuti
e degli organi e assai più ampio dei geni a disposizione
nel DNA di ciascuna specie.
Si è infatti compreso che a fronte di 25.000 geni dell’uomo
vengono prodotte circa 90.000 differenti tipi di proteine. Pertanto
si è stati costretti ad ammettere che le informazioni contenute
in un singolo gene potevano essere modificate dalla successivo
sviluppo delle cellule di ogni sistema vivente, così che
la stessa informazione proveniente da un ridotto numero di geni
poteva acquisire significati funzionali diversi, non solo a riguardo
della costruzione di proteine, ma anche in relazione ad una gamma
più ampia di funzioni organizzative che conducono al differenziamento
funzionale degli organi vitali delle creature dotate di corredi
genetici assai simili. I tratti ereditari contenuti nel DNA sono
quindi necessari ma non sufficienti a caratterizzare le varie
forme di vita .Altresì dato che la quantità di geni
del DNA di un topolino e assai simile a quella dell’Uomo non risulterebbero
spiegabili le notevoli differenze evolutive delle diverse specie
di esseri viventi.
Una volta che il dogma centrale della biologia e stato verificato
come falso , si sono sviluppate rapidamente nuove possibilità
di ricerca e la nuovi processi fondamentali della Genetica Molecolare
entro un nuovo paradigma cognitivo della biologia Pertanto è
possibile confermare che le idee della scienza acquisiscono sempre
un valore relativo all’epoca in cui sono espresse .Infatti è
utile riconoscere che il dogma centrale della biologia è
stato congeniale ad “forma mentis epocale” propria della società
industriale, nella quale l’informazione e le conoscenze assumevano
valore solo in quanto entravano a far parte del sistema produttivo
di beni materiali.
Così il DNA e stato considerato l’unica forma di controllo
della informazione delle attività biochimiche che producono
le proteine, proprio come la fabbrica, produttrice di beni materiali,
è stata la centrale organizzativa delle produzione nel
quadro cognitivo dello sviluppo industriale. Viceversa vivendo
oggi nell’ambito di sviluppo della società della informazione
risulta più evidente comprendere come, ciò che conta
non e soltanto relativo alla produzione di beni materiali ma altresì
acquista maggior valore nell’ambito della società post-industriale,
la realizzazione dei prodotti cosi detti “intangibili” (organizzazione,
management, ricerca e sviluppo); di conseguenza per similitudine
diviene oggi ammissibile anche il superamento della limitazione
concettuale che vedeva nel DNA l’unico contenitore centrale ed
esclusivo della costruzione proteica degli esseri viventi.
Pertanto oggigiorno, parallelamente al cambiamento significativo
delle bio-informazione, osserviamo che progressivamente il paradigma
concettuale affermatosi nella società industriale va trasformandosi
in quello della società della informazione e della conoscenza,
e di conseguenza vediamo l’inizio di un fertile trasformazione
delle precedenti concezioni di indole meccanicista in quelle più
appropriate perché più versatili e creative, capaci
di esprimere più compiutamente l'evoluzione della scienza
della vita. Cosi ad esempio, ricerche recentissime hanno permesso
di comprendere come i geni che partecipano allo sviluppo del funzionamento
cerebrale dell’Uomo si siano evoluti eccezionalmente rispetto
agli altri mammiferi primati e sono ancora in crescente evoluzione
proprio in quanto non tutta la informazione genetica e inclusa
nel DNA; infatti le proteine con i loro siti attivi presentano
attività catalitiche complementari ed interattive con lo
sviluppo delle informazione genetica.
A partire da tali considerazioni fondamentali la Associazione
telematica EGOCREANET/VIA/ si propone oggi di essere interprete
di questo passaggio culturale, disseminando le concezioni scientifiche
più avanzate sulle Scienze orientate al superamento delle
logiche meccanicistiche, assunte in precedenza nel quadro cognitivo
della società industriale, proprio in quanto oggi sono
da considerarsi estremamente riduttive e quindi limitative della
comprensione della Evoluzione della Vita. Tale attività
divulgativa di EGOCREANET si svolgerà focalizzando le conquiste
della biologia e della genetica e delle altre scienze della vita,
le quali contribuiscono a porre una ampia riflessione sullo sviluppo
della formazione sociale ed economica della Società Europea
della Conoscenza. A tale scopo organizzeremo nel quadro delle
iniziative annuali per Settimana Europea della Scienza il progetto
Europeo e.Content Plus.
Vedi in : http://www.egocreanet.it
Biologia
Molecolare : Introni ed Esoni
Dall’anno 2000 in seguito alla decifrazione del Genoma Umano,
che ha permesso di capire come il DNA contenga troppo pochi geni
per dar conto alla complessità dei tratti ereditari di
ogni specie cosi come di singolo essere vivente è stato
possibile rileggere e valorizzare tutta una serie di scoperte
già tracciate fin dal 1980, che facevano comprendere come
da un singolo gene non era possibile ottenere tutta l’informazione
necessaria per produrre un'ampia serie di proteine. Inoltre una
gran parte del DNA doveva considerarsi “Silente” e come tale si
riteneva venisse selezionata come intrusione (INTRONI), mentre
soltanto alcuni segmenti detti ESONI si andavano ad accoppiare
per formare il corriere genetico (ovvero l’RNA-messaggero) contenente
l’insieme di sezioni attive adatte a codificare le proteine.
In
seguito alla necessita di ridefinire e ridisegnare la mappa delle
attività di bio-informazione del microcosmo bio-chimico
che vive nelle nostre cellule , pur mantenendo la struttura delle
conoscenze pregresse per le quali resta acquisito che la informazione
genetica risulta protetta dalla doppia elica del DNA, si e dovuto
ammettere la formazione di una molteplicità di messaggeri,
ottenibili mediante un processo fondamentale di ricombinazione
genetica detto di SPLICING ALTERNATIVO. (“splice”: in inglese
significa unire o congiungere gli estremi ad es: di una corda)
In tal modo come dalla parola ROMA, si possono ottenere, tagliando
ed incollando diversamente le lettere altre parole significative
(ad es: ORMA, MORA, RAMO, AMOR, ORAM ed altre prive di significato)
cosi l’attività dello SPICING (denominata SPLICEOSOMA)
, può dare come risultato vari “m-RNA” in modo da rendedere
conto del fatto che da un singola sequenza genetica ricombinata
per mezzo dello “Splicing Alternativo” possono essere codificate
una ampia molteplicità di proteine aventi differenti funzioni
nella costruzione e sviluppo degli organismi viventi. E stato
recentemente dimostrato che oltre 4000 geni umani vengono ricombinati
(gene re-tailoring) dallo Spliceosoma cosi che un unico gene può
agire esponenzialmente nell’ espressione di una vasta serie di
molecole proteiche diverse.
Certamente pur mescolando le sezioni di informazione genetica
copiate dal RNA, viene conservata e protetta la informazione genetica
originaria, ma sappiamo che tale compito di processamento genetico
attuato dallo Spliceosoma, con-partecipano alcune proteine enzimatiche.
La partecipazione delle proteine alla ricombinazione genetica
dei messaggeri rende molto più complessa e flessibile la
modulazione della vita della cellula cosi che non è più
possibile considerare le proteine come materiali inerti da costruzione
proprio in quanto esse stesse contribuiscono alla gestione del
flusso della bio-informazione che permette di organizzare la vita
della cellula ivi comprese le capacità di auto-replicazione..
Infine altre proteine denominate con lo strano nome di “Chaperon”
(dall’inglese: accompagnatrice), permettono alle proteine prodotte
di assumere una configurazione tridimensionale in modo del tutto
indipendente dalla composizione genetica lineare proveniente dal
DNA, ripiegandole in modo da affiancare i siti attivi che ne determinano
le funzioni enzimatiche e altre funzionalità specifiche
dei vari tessuti degli organismi viventi.
Pertanto tali scoperte e considerazioni permettono di capire che
l’informazione genetica è possibile paragonarla alla codificazione
delle monete, la dove la informazione di valore indicata dal tipo
e pezzatura della moneta può essere spesa per vari scopi
e funzioni della vita di tutti i giorni, pur sapendo che la vita
non dipende unicamente dal denaro.
LE
SEQUENZE GENETICHE “ALU” .
Particolari corte sequenze del Codice genetico Umano dette “ALU”,
classificate come (Short INterspersed Elements), sono frequentemente
individuate negli studi del genoma umano ed anche in quello dei
primati. “ALU” e una sigla che è stata mutuata dalla abbreviazone
di “ Arithmetic Logic Unit” che è basilare nelle attività
del processore centrale di un computer in quanto esegue i calcoli
aritmetici. Il cromosoma umano contiene il maggior numero di copie
“ALU”, che infatti si avvicina al 10% dell’intero genoma. Pertanto
i segmenti “ALU” rappresentano il tipo di codificazione genetica
che risulta essersi evoluta tramite il sistema di “Splicing Alternativo”
durante i vari secoli che hanno portato a maturazione specie umana,
attuando le sintesi proteiche particolarmente adatte al passaggio
dal genere dei primati all’Uomo. Queste sequenze regolatrici dell’insieme
della bio-informazione che circola in una cellula in modo codificato,
sono ora considerate con estrema attenzione dalla ricerca della
biologia molecolare evolutiva proprio in quanto sono capaci di
auto-riprodursi mediante un sistema di trascriptasi inversa che
passa dalla copia del RNA a rigenerare nuovamente il segmento
“ALU”, il che a volte viene anche “trasposto” cioè spostato
in modo programmato lungo la struttura a spirale dell’ insieme
del codice genetico.
Anche queste scoperte relative alla Codificazione dei segmenti
genetici “ALU” ed al loro comportamento duplicativo e mobile lungo
la catena del DNA che conduce a modificare la combinazione sequenziale
della spirale genetica (Trasposons), come già aveva precedentemente
individuato il Premio Nobel (1983) per la Medicina Barbara McClintock,
nel loro insieme comportano una profonda rilettura della dinamica
evolutiva del sistema genetico, dato che nella accezione tradizionale
i geni erano stati considerati delle unità semplici, disposte
secondo una sequenza fissa lineare e stabile, pertanto impossibile
da alterarsi mediante un trasferimento delle informazioni genetiche
da un cromosoma ad un altro. Tale dogma centrale ha purtroppo
corrisposto ad un blocco mentale che ha ridotto la biologia ad
essere fondamentalmente descrittiva proprio in quanto si riteneva
che il DNA contenesse in modo centralizzato tutta la bio-informazione
necessaria alla crescita di un organismo, proprio come se si trattasse
di un CD-Rom (Read only memory).
Da queste brevi considerazioni sulla dinamica di sviluppo delle
recenti conoscenze genetiche, evidentemente oggi si pongono varie
domande esistenziali…… quali ad esempio … se il sistema di “Splicing
Alternativo” risulterà applicabile per mezzo delle bio-tecnologie
al ciclo di trasduzione inversa degli “ALU”, allora è presumibile
poter favorire riorganizzazione del genoma umano e quindi accelerare
il ciclo evolutivo della nostra specie ?????
Concludendo possiamo arguire, anche da questa breve sintesi a
riguardo delle più recenti scoperte della genetica molecolare,
come nel giro di pochi anni le basi cognitive della biologia molecolare
saranno fondamentalmente cambiate . Pertanto trattandosi di Scienze
che riguardano la Vita diviene sicuramente importante che il pubblico
possa esserne al corrente, proprio in quanto le bio-tecnologie
potranno avere un impatto decisivo nello sviluppo socio economico
futuro, ma certamente, …. senza un corrispondente crescita della
coscienza popolare, capace di capire l’evoluzione delle scienze
della vita, si potrebbero generare disastri biologici di irrimediabile
portata proprio in quanto fuori al controllo sociale e culturale.
Con questa convinzione EGOCREANET “VIA” propone di sviluppare
iniziative progettuali in grado di diffondere e divulgare le problematiche
scientifiche che riguardano le SCIENZE della VITA collaborando
con quanti desiderino e vogliano cooperare in Europa ad uno sviluppo
critico - costruttivo della scienza contemporanea.
Firenze
08/07/2005
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Director
of LRE // EGO-CreaNET - PAOLO MANZELLI
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Education Research Laboratory / EGO-CreaNET
Firenze - Italia
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