Ecco la prova di quanto siamo avanzati nella scienza: i ricercatori hanno registrato un filmato di una singola molecola del DNA nel suo intento naturale, cioè replicandosi, e sta sollevando domande su come abbiamo finora imparato a scuola e sui libri lo svolgersi del suo processo.
Il filmato in tempo reale ha rivelato che questa parte fondamentale della vita incorpora una quantità inaspettata di eventi “casuali” e potrebbe costringere a una riflessione importante su quale sia il modo in cui la replica genetica avviene senza mutazioni.
“È un vero e proprio cambiamento e sconvolge una grande quantità di ciò che è scritto nei libri di testo”, afferma uno dei team Stephen Kowalczykowski dell’Università della California, Davis.
“È un modo diverso di pensare alla replica che solleva nuove domande”.
L’elica doppia del DNA è costituita da due filamenti di materiale genetico costituito da quattro diverse basi – guanina, timina, citosina e adenina (G, T, C e A).
La replica si verifica quando un enzima chiamato elicasi si srotola e si espande creando l’elica doppia in due singoli filamenti.
Un secondo enzima chiamato primasi attacca un ‘primer’ ad ognuno di questi fili sfalsati, e un terzo enzima chiamato DNA polimerasi si attacca a questo primer e aggiunge basi per formare una nuova elica doppia.
Il fatto che due eliche doppie si formano da due stand che corrono in direzioni opposte significa che uno di questi filamenti è conosciuto come il “filo principale” che avvolge per primo e l’altro è il “filo di ritardo” che segue il principale.
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Il nuovo materiale genetico che è collegato ad ogni filamento durante il processo di replica corrisponde esattamente a quello che era sul suo partner originale.
Così come il filo principale si stacca e gli enzimi aggiungono basi identiche a quelle sul basamento originale, e quando il filo rimanente si stacca a sua volta, otteniamo materiale identico al filo originale.
Gli scienziati hanno da tempo presupposto che le DNA polimerasi nei fili principali e in ritardo in qualche modo si coordinino tra loro durante il processo di replicazione, in modo che non si superi l’altro durante il processo causando mutazioni genetiche.
Ma questo nuovo filmato rivela che qui non c’è nessun coordinamento in gioco – in qualche modo, ogni filato agisce indipendentemente dall’altro, e continua ad ottenere una perfetta corrispondenza ogni volta.
La squadra ha estratto singole molecole di DNA dai batteri e li ha osservati su una lastra di vetro. Applicando poi un colorante si e visto che si attaccava soltanto ad un elica doppia, e non a un singolo filo, il che significa che potrebbe seguire l’avanzamento di una doppia elica mentre formava due nuove eliche doppie.
Mentre il DNA batterico e il DNA umano sono diversi, entrambi utilizzano lo stesso processo di replicazione, in modo che il filmato possa rivelare molto su ciò che accade nei nostri corpi.
Il team ha scoperto che, in media, la velocità con cui i due fili replicavano era circa uguale, ma durante tutto il processo, c’erano sorprendenti fermate e riprese in quanto agivano come due entità distinte ognuna sulle proprie linee temporali.
A volte il filo rimanente si è fermato a sintetizzarsi, ma il filo principale ha continuato a crescere. Altre volte, un filo potrebbe iniziare a replicare a 10 volte la sua velocità regolare, apparentemente senza nessun motivo.
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“Abbiamo dimostrato che non esiste un coordinamento tra i filamenti: sono completamente autonomi”, dice Kowalczykowski.
Ora la domanda è che se questi due filamenti “funzionano in modo indipendente” come suggerisce questo filmato, come riesce l’elica doppia a mantenere le cose in pista e minimizzare le mutazioni coprendo le pause o accelerando al momento giusto?
Questo è anche un importante promemoria: mentre noi umani amiamo l’ipotesi che la natura abbia un “piano” o un sistema ben chiaro, in realtà è spesso molto indefinita e improbabile.
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