“…solo il 3% del DNA viene trascritto e dà quindi origine alle proteine e ai caratteri fisici propri dell’organismo umano considerato. Il restante 97% della molecola non codifica nulla e rimane silente. Il genoma della maggior parte della molecola non viene trascritto in RNA ed è quindi privo di funzione, pertanto esso viene chiamato DNA spazzatura o junk DNA.”
Questo è quanto riportato dal testo di citologia sul quale ho preparato parte del mio esame di genetica quando ho ripreso i miei studi presso l’università Federico II di Napoli nel corso di laurea in Fisica Biomedica. Tutto il funzionamento del DNA mi affascinò incredibilmente. La natura aveva trovato il modo di racchiudere una molecola di 2 metri di lunghezza (ebbene si… è questa la lunghezza di una molecola di DNA) in un nucleo di soli 20 micrometri circa ( 1 milionesimo di metro…) . Per rendere possibile questo miracolo l’ingegner Natura ha trovato un sistema di ripiegamenti successivi della doppia elica, tanto da concentrare tutta la sua lunghezza in uno spazio enormemente più piccolo. Vi mostro solo per curiosità il sistema di ripiegamento di cui vi parlo… e ditemi se non pensate anche voi che sia pazzesco, incredibile e assolutamente irriproducibile artificialmente…
Il video è in inglese… di seguito ho riportato la traduzione in italiano solo della prima parte “DNA wrapping” che è quella che ci interessa…
In questa animazione vedremo l’incredibile modo in cui il DNA è impacchettato, così i 6 piedi (1,8 metri) di lunghezza di questa molecola possono entrare nel microscopico nucleo di ogni cellula.
Il processo inizia quando il filamento di DNA viene raggomitolato intorno a speciali proteine chiamate istoni. Il complesso del DNA arrotolato intorno all’istone viene chiamato nucleosoma.
In seguito, i nucleosomi sono impacchettati ordinatamente in una fibra che prende il nome di cromatina. Questa fibra viene ulteriormente arrotolata e compressa in forma elicoidale portando alla fine alla più nota struttura dei cromosomi, che può essere osservata in una cellula che si sta dividendo.
I cromosomi non sono sempre presenti, essi si formano quando due copie dello stesso DNA hanno necessità di essere separate durante la duplicazione di una cellula.
La cosa più affascinante è che tutto questo lavoro di compattamento del DNA avviene sotto le forze elettriche proprie di ogni singola molecola coinvolta… il DNA si arrotola intorno agli istoni a causa delle affinità elettroniche e delle forze attrattive e repulsive proprie delle molecola di DNA e degli istoni stessi, a loro volta gli istoni si compattano in cromatina grazie alle cariche elettriche che li caratterizzano. Un’opera di ingegneria straordinaria e di una tale perfezione !!
Quando per la prima volta ho studiato dal punto di vista molecolare tutto questo incredibile marchingegno, non ho potuto credere fino in fondo che la natura avesse potuto conservare il 97% del DNA per poi non usarlo, DNA spazzatura… la maggior parte della molecola, secondo la biologia molecolare di quegli anni, non aveva alcuna funzione, solo inutile spazzatura!!
Io continuavo a ricordare distintamente alcuni momenti della mia vita in cui avevo consapevolmente indotto un cambiamento nella forma del mio corpo o una guarigione da una malattia virale o ancora accelerato la cicatrizzazione di una ferita. Ricordavo distintamente come avessi, con la forza di volontà e la concentrazione del pensiero, regolato il funzionamento delle mie cellule, dei miei tessuti e del mio sistema immunitario… Che tutta questa parte “inutile”del DNA avesse a che fare con questo? Sono sempre rimasta convinta che con il tempo, anche la scienza avrebbe dato conferma a questa mia sensazione.
Per fortuna alcuni ricercatori hanno continuato com’era naturale le loro ricerche sul junk DNA. Vi riporto una mia sintesi degli innumerevoli articoli che si possono facilmente reperire in rete.
In un articolo pubblicato su Nature nell’ottobre del 2006, i ricercatori Christian Biémont and Cristina Vieira affermano che “gli elementi trasponibili a lungo liquidati come inutili stanno emergendo come attori principali dell’ evoluzione. Le loro interazioni con il genoma e l’ambiente influenzano la traduzione dei geni in tratti fisici.” (l’articolo completo si può trovare qui) .
Ancora in un articolo del 2000 il genetista Wojciech Makałowski del National Institutes of Health, Bethesda, USA afferma “ Sequenze ripetitive sono componenti importanti dei genomi eucariotici. Questi elementi ripetuti costituiscono oltre il 50% del genoma dei mammiferi. La specifica funzione di questi elementi resta da definire e per il loro singolare ‘comportamento’ nel genoma, sono spesso citati come un DNA egoista o spazzatura. La nostra visione dell’intero fenomeno degli elementi ripetitivi deve ora essere rivista alla luce dei dati sulla loro biologia ed evoluzione. Io vorrei sostenere che anche se non è possibile definire le funzioni specifiche di questi elementi, siamo ancora in grado di dimostrare che non sono inutili pezzi di genoma. Gli elementi ripetitivi interagiscono con l’intero genoma e influenzano la sua evoluzione. Essi interagiscono con le sequenze dei geni circostanti e nelle vicinanze. Possono servire come punti caldi di ricombinazione o per acquisire specifiche funzioni cellulari come il controllo della trascrizione dell’RNA o anche a diventare parte di regioni codificanti proteine. Infine, essi forniscono un meccanismo molto efficace per la ricombinazione genetica. Come tale, gli elementi ripetitivi dovrebbero essere chiamati ‘sfasciacarrozze genomico’ piuttosto che DNA spazzatura.”
Laura Landweber, professoressa di Ecologia e biologia evolutiva alla Princeton University e autrice di uno studio sul DNA spazzatura afferma: ”Il termine “DNA spazzatura” è stato coniato per indicare una regione di DNA che non contiene le informazioni genetiche. Gli scienziati stanno cominciando a trovare, però, che gran parte di questo cosiddetto junk gioca un ruolo importante nella regolazione dell’attività dei geni. Nessuno sa ancora quanto esteso questo ruolo possa essere.” (vedi qui)
In sintesi gli studi condotti fin ora hanno trovato che il DNA non codificante svolge un ruolo fondamentale nella regolazione dell’espressione genica durante lo sviluppo (Ting SJ 1995 Un modello binario di sequenza di DNA ripetitivo in Caenorhabditis elegans DNA cellulare Biol 14:….. 83-85), tra cui:
* Lo sviluppo delle cellule fotorecettrici (Vandendries ER, Johnson D, Reinke R 1996)
* Tratto riproduttivo (.. Keplinger BL, Rabetoy AL, Cavener DR 1996)
* Regolazione del sistema nervoso centrale (Kohler J, Schafer-Preuss S, D. Buttgereit 1996)
A questo punto quello che sembrerebbe mancare è una correlazione tra la forza del pensiero e la capacità del DNA di trasformarsi…. ma la mia voce interiore mi dice che arriveremo anche questo…
A tale proposito mi sembra per adesso opportuno citare alcune ricerche russe che aggiungono una prospettiva quantistica al funzionamento del junk DNA.
Recentemente, i risultati sperimentali da Gariaev indicano che alcuni e forse i più importanti aspetti della regolazione genetica sono mediati a livello quantico. “Sembra che le lingue che stavamo cercando, sono, infatti, nascoste nel 97% di DNA spazzatura contenuto nel nostro apparato genetico. Il principio di base di queste lingue è simile al linguaggio delle immagini olografiche, basato su principi di radiazioni laser delle strutture genetiche, che operano insieme come una quasi-sistema intelligente. E ‘particolarmente importante rendersi conto che i nostri dispositivi genetici eseguono effettivamente reali processi che integrano il semplice modello a tripletta del codice genetico a noi conosciuto. “
