Sessantuno per venti - dai codoni agli amminoacidi

 

Come tutti sanno il DNA è il depositario dei caratteri ereditari che caratterizzano qualunque organismo vivente; l'informazione genetica in esso contenuta all'interno di specifiche sequenze definite geni strutturali si trasmette ad un'altra molecola biochimicamente simile ma più leggera, l'RNA messaggero (mRNA), attraverso un processo detto trascrizione; a sua volta questa molecola si lega a particolari strutture chiamate ribosomi per formare la proteina, prodotto ultimo che poi sarà il vero responsabile dell'espressione di un determinato carattere. La sintesi proteica è dunque un processo di traduzione che parte da una sequenza di nucleotidi contenuti nell'RNA per giungere a una successione di amminoacidi che formano le proteine.

Un nucleotide è composto da uno zucchero che, nel caso dell'RNA è il ribosio, un residuo di acido fosforico e una base azotata che può essere di quattro tipi: adenina (A), guanina (G), citosina (C) e uracile (U); dal momento che il ribosio e il residuo di acido fosforico sono sempre gli stessi, esistono quattro diversi nucleotidi che si differenziano proprio per le quattro basi azotate che sono gli unici elementi variabili. 

Gli amminoacidi sono molecole composte da una parte amminica formata da azoto e idrogeno (-NH₂) e una acida (-COOH) costituita da carbonio, idrogeno e ossigeno, entrambe legate ad un atomo di carbonio, detto alfa, da cui si dirama anche una componente radicalica che differenzia un amminoacido dall'altro; A formare le proteine sono 20 tipi diversi di amminoacidi che si differenziano proprio e unicamente per la componente radicalica legata al carbonio alfa.  

La traduzione dal linguaggio di nucleotidi dell'mRNA a quello degli amminoacidi contenuti nelle proteine avviene in base alla corrispondenza tra un gruppo di tre nucleotidi (tripletta) detto codone sulla sequenza dell'mRNA e un determinato amminoacido che dovrà essere inserito nella proteina proprio nella posizione indicata dal codone.

Qui entra in gioco la matematica. Quattro nucleotidi differenti, che possono anche ripetersi all'interno di un codone, sono in grado di formare sessantaquattro triplette diverse. Ciò perché la prima posizione di un codone può essere occupata da quattro diversi nucleotidi; naturalmente la stessa cosa si verifica a livello della seconda e della terza posizione e quindi il calcolo è presto fatto:

Numero combinazioni possibili = 4 x 4 x 4 = 4³ = 64

Il codice genetico è rappresentato da una tabella in cui ogni tripletta è associata al proprio amminoacido corrispondente.

In realtà, come si evince dallo schema, le tre triplette UAA-UAG-UGA non si associano ad alcun amminoacido ma svolgono la fondamentale funzione di costituire il segnale di STOP per porre fine al processo di sintesi proteica. 

A parte la metionina e il triptofano che sono individuati da una sola tripletta, tutti gli altri amminoacidi presentano una corrispondenza con più codoni; alcuni come la prolina (pro), la valina (val), l'alanina (ala), la glicina (gly) e la treonina (thr) sono caratterizzati da quattro codoni, mentre l'arginina (arg), la leucina (leu) e la serina (ser) addirittura da sei.

Questa corrispondenza di più codoni ad uno stesso amminoacido è una sorta di "rete di protezione" consistente nel fatto che qualora insorga una mutazione puntiforme, cioè il cambiamento per errore di un solo nucleotide all'interno di un codone, c'è la possibilità che questa non produca alcun effetto (la maggior parte delle mutazioni sono dannose) in quanto l'amminoacido individuato dal nuovo codone formatosi potrebbe essere lo stesso; se per esempio un codone GUC che individua la valina subisce una mutazione a carico dell'ultimo nucleotide che da C diventa A il nuovo codone GUA corrisponde sempre allo stesso amminoacido.  

Ancora una volta la Natura, nella composizione del codice genetico, dimostra la sublime logica delle sue leggi trovando in questo caso la sintesi perfetta tra la semplicità (solo quattro diversi nucleotidi) e l'esigenza di difendere la vita dagli incidenti di percorso. 

Ma c'è dell'altro, il codice genetico non varia da una specie all'altra; i codoni che identificano gli amminoacidi sono "tradotti" allo stesso modo in tutti gli organismi viventi, dal batterio che causa la peste all'abete, dal lombrico al coccodrillo fino all'uomo. Ciò è la prova inequivocabile che tutte le creature sono tra loro imparentate e quindi l'arrogante atteggiamento dell'uomo, che si reputa signore e padrone del creato, è totalmente fuori luogo essendo smentito da una realtà scientifica. Quando distruggiamo le foreste o ammazziamo indiscriminatamente gli animali non diamo prova di superiorità ma solo di estrema ignoranza.