La doppia elica del DNA: una storia lunga 65 anni

  Con più di mezzo secolo di vita, la scoperta della struttura del Dna riserva ancora molte emozioni agli scienziati e la genetica moderna deve il suo successo ai pionieri della doppia elica.

  Era il 28 febbraio 1953, quando nei laboratori di Cambridge il biologo americano James Watson e il fisico britannico Francis Crick intuirono la struttura della molecola della vita, aprendo allo studio del meccanismo molecolare dell’ereditarietà. Da allora sono state molteplici le sorprese in campo genetico che ha riservato il Dna nei decenni dopo la pubblicazione su Nature, il 25 aprile 1953, e il riconoscimento del premio Nobel per la medicina, nel 1962 a Watson e Crick. La scoperta fu teorizzata e dimostrata anche grazie ai contributi, mai riconosciuti fino in fondo del biologo Maurice Wilkins e alle immagini ai raggi X prodotte dalla ‘dimenticata’ Rosalind Franklin. Ma il risultato delle ricerche è stata una struttura, costituita da tanti mattoni (nucleotidi) tenuti insieme da legami molto forti (covalenti), che conferisce alle due catene una configurazione unica.

  In geometria una doppia elica generalmente è costituita da due eliche congruenti aventi lo stesso asse. Nella molecola di Dna si presenta la stessa situazione: due filamenti polinucleotidici che si avvolgono intorno ad un asse comune con un andamento destrorso formando una doppia elica di circa 20 Ångstrom di diametro (Å, unità di misura per molecole e atomi).  I due scienziati, per dimostrare la loro teoria,  utilizzarono il Dna-B che è considerato la forma nativa, in quanto il suo assetto ai raggi X assomiglia a quello degli spermatozoi.  I due filamenti antiparalleli, cioè orientati in direzioni opposte, si avvolgono l’uno intorno all’altro in modo da non poter essere separati senza svolgere l’elica. Questo ‘srotolamento’ però è permesso solo quando il Dna compie quel processo unico e irripetibile della duplicazione, che consente di generare due catene figlie ognuna con un patrimonio genetico misto (parentale e neoformato). Il meccanismo molecolare dell’ereditarietà ha aperto la strada a tutte le possibilità di studio e decodifica del Dna.

  La moderna genetica ha fatto passi in avanti e la scienza del Dna ha permesso soluzioni innovative per la prevenzione o il trattamento migliorativo di malattie ancora non curabili. Tutto ha avuto inizio con la scoperta della struttura della molecola della vita; da allora siamo in grado di mappare il genoma umano per scoprire se siamo predisposti a questa o quella malattia, come ad esempio il cancro, e dare una speranza per una possibile prevenzione. La ricerca ha indirizzato verso l’utilizzo del Dna ricombinante, che attraverso tecniche di laboratorio, consente di isolare e tagliare uno o più geni. Inoltre ci permette di modificare le cellule T del sistema immunitario, così da evitare il rigetto nel trapianto di organi. Ma l’ultima frontiera della genetica moderna è indubbiamente la bioinformatica, che contribuisce alla descrizione quantitativa dei fenomeni biologici. Il coinvolgimento, oltre alla biologia e all’informatica, è esteso in altri campi tra cui matematica applicata, statistica, biochimica ed intelligenza artificiale; possiamo così generare nuovi modelli e strumenti matematici per l’analisi delle sequenze di Dna, Rna e proteine.

  La scienza sta cavalcando l’onda generata quel 28 febbraio del 1953, quando si è dato inizio alla conoscenza di un futuro scritto nel Dna ed espresso dalla genetica.

Elio Nello Meucci