24 febbraio 2016

La macromolecola non ripetitiva.

Che differenza c’è tra un essere vivente e un non vivente? Ci sono varie caratteristiche a cui possiamo appellarci per tracciare un confine tra vivente e non vivente: gli essere viventi sono degli autoreplicanti (si autoriproducono perché scambiano costantemente energia con il loro ambiente, trasformandola) … il metabolismo è un’attività tipica dei viventi … la maggiore complessità … Tuttavia, queste caratteristiche sembrano essere differenze di superficie, da sole, non sufficienti a costituire una spiegazione soddisfacente … È stato un fisico, l’austriaco Erwin Schrodinger (1887-1961) che, nel 1943, avanzò una congettura che si è poi rilevata corretta: è la struttura aperiodica del materiale genetico a fare da spartiacque tra i cristalli (corpi solidi) che troviamo nei sistemi viventi e quelli che compongono i non viventi … Mentre il sale marino (disposizione molecolare ordinata) ha una struttura chimica il cui schema ritroviamo sempre identico in ogni cristallo di sale, il DNA ha una struttura aperiodica. Cioè sappiamo quali sono i suoi mattoni, ma ogni sequenza cromosomica è una storia a sé … Quindi il tratto distintivo è da rintracciare nei geni (i portatori dei caratteri ereditari), nella loro struttura molecolare (non ripetitiva, l’unico modo per conservare e trasmettere grandi quantità di informazioni), che presenterebbe una caratteristica unica nel mondo naturale: un gene è un cristallo aperiodico … Una serie aperiodica è una serie in cui certi numeri (o geometrie) si susseguono senza una configurazione (pattern) identificata … Sono periodiche le sequenze AAAAAAAA, oppure AGAGAGAG, ma tale periodicità, nel filamento (polimero) del DNA, può ritrovarsi solo in brevissimi tratti, mentre per il resto, il carattere è aperiodico, cioè l’ordine con cui si succedono le diverse basi (del nucleotide) non si ripete regolarmente lungo il filamento … Se proviamo a giocare a domino (Hao Wang) con delle formelle (tessere) aperiodiche, l’esito (Robert Berger) del gioco è indecidibile (non prevedibile), cioè non esiste metodo per calcolare quello che sarà l’esito del gioco (cosa, invece, possibile con il gioco della dama, per questo definito banale) … Questo è anche il caso del DNA e ciò potrebbe spiegare perché l’evoluzione procede per tentativi ad errori, perché non c’è altro modo di procedere … In altre parole, che vi sia un elemento di imprevedibilità nell'evoluzione potrebbe essere dovuto anche all'impossibilità di prevedere gli effetti di una diversa mossa nella costruzione di un filamento di DNA sul resto della molecola. Quindi l’unico modo di fare tesoro delle mosse migliori è copiarle. Ciò potrebbe aiutare a spiegare come mai la riproduzione procede per duplicazione … L’ autoreplicazione è l’unica opzione per ricostruire un cristallo aperiodico e la complessità sta nell'unicità della funzione … Sia ben chiaro, non si pretende di aver spiegato la diversità del vivente sulla base dei cristalli aperiodici, ma, eventualmente, di aver trovato uno spartiacque che distingue i viventi dai non viventi.
(Andrea Borghini & Elena Casetta --- Filosofia della biologia ---)


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