DNA struttura tridimensionale

La struttura tridimensionale che siamo soliti associare alla molecola del DNA è quella della doppia elica individuata nel non molto lontano 1953. Gli scienziati che permisero di risolvere la struttura tridimensionale del DNA sono stati Rosalind Franklin, James Watson e Francis Crick.

In realtà, all’interno delle cellule in particolare durante processi importanti come la replicazione del DNA, la molecola dell’acido nucleico subisce cambiamenti nella sua topologia. Infatti quando una cellula madre deve ripartire il suo corredo genetico tra le cellule figlie srotola e sdoppia il suo materiale genetico.

Considerato che costantemente le cellule del nostro corpo si suddividono per dare origine a cellule figlie capiamo come il DNA sia frequentemente sottoposto a stress.

Si tratta di stress torsionali e meccanici che possono danneggiare i cromosomi e determinare la perdita del materiale genetico in essi contenuto. Ciò potrebbe ad esempio predisporre all’insorgenza di patologie gravi come il cancro.

Com’è stato individuato il nuovo codice tridimensionale del DNA?

Un nutrito gruppo di ricercatori italiano dell’IFOM e dell’Università di Milano ha identificato un codice inedito del DNA. A capo dello studio troviamo il Dottor Marco Foiani dell’IFOM (Istituto FIRC di Oncologia Molecolare).

I ricercatori hanno identificato tale configurazione utilizzando sofisticati modelli computazionali e matematici. Questi ultimi hanno infatti permesso di individuare questa sorprendente configurazione tridimensionale del DNA che ha la forma simile ad un fiore.

Alla base di tale configurazione vi sono particolari strutture cruciformi.

Gli attorcigliamenti in contro a cui va il DNA formano una sorta di corolla di petali di un fiore. All’interno di questa straordinaria struttura viene conservata la sequenza di materiale genetico della cellula.

Questa struttura che il DNA assume all’interno delle cellule può essere però aggredita e danneggiata mettendo a repentaglio la stabilità del materiale genetico.

Dunque sarebbe necessario che ci fosse qualcuno o qualcosa a proteggere l’integrità di questa struttura tridimensionale.

Visto che le cellule sono dei sistemi perfetti ovviamente hanno pensato anche a questo infatti i ricercatori durante l’indagine hanno identificato la proteina allarmina.

Che cos’è la proteina allarmina e quale funzione svolge nella struttura tridimensionale a fiore del DNA?

La proteina allarmina più specificamente identificata con la sigla HMGB1 è una proteina che ogni cellula produce con la finalità di andare a proteggere la topologia del DNA quando questo assume tale configurazione.

In più oltre che assolvere questa funzione la proteina allarmina risulta coinvolta a pieno titolo nella segnalazione del malessere di singole cellule al resto dell’organismo.

Infatti, la scoperta della proteina HMGB1 risale al 2002. Tale scoperta avvenne ad opera del professor Marco Bianchi del Laboratorio di Ricerca Di Base della Divisione di Dinamica della Cromatina. Durante gli  studi il Professor Bianchi individuò che le cellule quando muoiono o sono sottoposte a stress rilasciano questa proteina che attività una risposta immunitaria.

Qualche anno più tardi lo stesso prof. Bianchi definì tale proteina allarmina.

Lo studio condotto dai ricercatori italiani e pubblicato sull’accreditata rivista Nature rappresenta un significativo avanzamento nella comprensione del codice della vita.

Infatti questa importante scoperta contribuirà sicuramente a far maggiore chiarezza sulle basi molecolari dei processi di riparazione e duplicazione del DNA. Inoltre, ha certamente aperto la strada anche ad una più specifica comprensione dei meccanismi di protezione del cancro.

Questo perché si potranno magari identificare bersagli farmacologici complementari nelle terapie anti-cancro che sortiscano un maggiore effetto con una tossicità ridotta per i pazienti.

Il Dottor Marco Foiani a proposito della sensazionale scoperta effettuata dal team di ricercatori di cui è ha capo si è espresso nei seguenti termini.

«Riuscire a identificare i processi che salvaguardano l’integrità del genoma e la sua organizzazione topologica, costituisce un significativo avanzamento delle conoscenze nella ricerca oncologica a livello molecolare, gettando le basi per l’identificazione di combinazioni terapeutiche sempre più mirate contro le cellule tumorali, senza danneggiare il genoma delle cellule sane».