28 febbraio 1953: DNA, il segreto della vita

Era il 28 febbraio del 1953 quando il fisico britannico Francis Crick e il biologo americano James Watson annunciarono in un pub di Cambridge la scoperta di ciò che da loro venne definito “il segreto della vita”, ovvero la forma della molecola di DNA. L’esistenza di questa molecola era già conosciuta dagli inizi del XX secolo, ma la sua identità era ancora sconosciuta. Si sapeva già che fossero i cromosomi i portatori dell’informazione ereditaria, ma non si era ancora capito quale fra DNA e proteina fosse la molecola contenente materiale genetico. I primi indizi del ruolo del DNA risalgono al 1928, con gli studi del biologo inglese Frederick Griffith, che individuò con il suo esperimento un “fattore trasformante”.

La svolta, però, si ebbe nel 1952 grazie all’esperimento condotto dai biologi Alfred Hershey e Martha Chase che portò alla conclusione che il materiale genetico fosse costituito da DNA e non da proteine. Nell’esperimento, Hershey e Chase lavorarono sul virus batteriofago T2, composto da un nucleo di DNA e un sottile involucro proteico, in grado di infettare il batterio Escherichia coli. I due ricercatori lavorarono su due ceppi differenti del virus e marcarono in modo differente le due componenti del fago T2. Le proteine contengono zolfo, perciò, un ceppo batterico venne allevato in una coltura contenente un isotopo radioattivo del zolfo, in modo da marcare le proteine. Mentre un secondo gruppo di fagi venne coltivato in presenza di fosforo radioattivo, contenuto esclusivamente nel DNA, che quindi risultava marcato. Hershey e Chase infettarono i due ceppi di virus Escherichia coli con i due gruppi distinti di batteriofagi. Dopo pochi minuti dall’infezione, la soluzione virus-batterio venne centrifugata in modo da separare la parte del virus che non era ancora penetrata nel batterio. I due biologi scoprirono così che la maggior parte della proteina marcata si trovava in superficie, mentre il DNA marcato rimaneva all’interno del batterio. Questi risultati permisero di capire che era stato il DNA  a trasferirsi nel batterio ed era quindi proprio questa la sostanza che anni prima era stata definita “fattore trasformante” da Griffith.   

A partire dall’ipotesi del 1952 per la quale l’informazione genetica fosse contenuta nel DNA, decine di ricercatori da tutto il mondo ingaggiarono una gara per determinare quale fosse la conformazione di questa molecola. Gli sforzi dei ricercatori si basarono principalmente sullo studio della sua struttura tridimensionale. I primi a svelare questo mistero furono James Watson e Francis Crick, la cui collaborazione iniziò quando Watson visitò l’università di Cambridge in cui Crick stava studiando la struttura molecolare delle proteine servendosi di una tecnica chiamata cristallografia a raggi X. I due riuscirono ad ipotizzare, grazie ai risultati scientifici già ottenuti, quale potesse essere stata la forma del DNA ma tutto ciò è stato concretizzato solo grazie alla celebre foto 51 scattata da Rosalind Franklin, la prima che con una cristallografia a raggi X era stato in grado di cogliere l’immagine di un filamento di DNA. Watson e Crick, dunque, pur non avendo svolto nessun esperimento, riuscirono a concretizzare la propria ipotesi unendo tutte le informazioni sparse che si erano le tempo scoperte. Probabilmente, senza la foto 51 della Franklin questo non sarebbe successo ma intono a questo mistero sono nate molte storie. Dall’ipotesi di un furto da parte di Wilkins dell’immagine all’affermare che la scienziata avesse messo a disposizione volontariamente l’immagine poichè, nonostante fosse stata la prima a scattare una foto del DNA, non era stata in grado di concretizzare la propria ipotesi attorno ad essa. Sicuramente la mossa sbagliata di Wilkins fu non riconoscere da subito il contributo di Rosalind Franklin. Grazie alle informazioni che, come in un puzzle, erano riusciti a mettere insieme, i due scienziati crearono un modellino del filamento del DNA: una doppia elica, avvolta su se stessa in senso orario, formata da filamenti uniti da legami idrogeno delle basi azotate. I due scienziati avrebbero annunciato la loro scoperta, in modo abbastanza spavaldo, in un pub del posto che spesso frequentavano.  Meno di 10 anni dopo, nel 1962, Watson e Crick ottennero il Nobel per la Medicina assieme a Maurice Wilkins. Rosalind Franklin era morta nel 1958 e la sua esclusione dal Nobel viene spesso identificata come un esempio di effetto Matilda, un fenomeno per cui le scienziate tendono a ottenere riconoscimenti minori, nonostante il loro contributo. 

La scoperta della conformazione del DNA è stata la chiave principale che ha permesso l’esplosione della biologia molecolare e dell’ingegneria genetica. Negli anni Settanta si scoprì l’esistenza di enzimi di restrizione, in grado di tagliare e sostituire frammenti di DNA e si iniziò quindi a parlare della possibilità di alterare artificialmente la trasmissione di informazioni genetiche. Si apriva quindi, per la prima volta, la possibilità di modificare lo sviluppo di un organismo, ma furono da subito messi in discussione i pericoli e l’etica di questa scelta. La scoperta delle basi genetiche permette, però, di individuare le cause genetiche delle malattie ereditarie e di applicare l’ingegneria genetica nel cercare di correggere mutazioni del filamento di DNA. Proprio per questo motivo, nel 1988 venne iniziato il “Progetto genoma umano”, il cui obiettivo era di ricostruire interamente l’intero codice genetico degli esseri umani. I primi risultati si ebbero nel 2001, nel 2003 era stato mappato il 92% del genoma e solo nel 2022 è stato completato. Grazie alle conoscenze sul genoma umano è oggi possibile trattare malattie genetiche e tumori. E sicuramente, come è sempre stato e sempre sarà, la ricerca permetterà di ampliare di decennio in decennio le nostre conoscenze sul DNA, su come manipolarlo e sui benefici da trarre grazie alle nuove scoperte. 

3 commenti su “28 febbraio 1953: DNA, il segreto della vita”

  1. Alessandra Marozza ha scritto:

    Che bella emozione che mi hai regalato Arianna, grazie, grazie e ancora grazie! Orgogliosa di averti spiegato per la prima volta il DNA e che ti sei ricordata del fondamentale contributo di Rosalind Franklin e tu sai quanto ci tenessi. Ne hai fatta di strada da allora e tanta ne avrai davanti e so che la percorrerai sempre con determinazione ed entusiasmo. Complimenti

    1. Arianna Iliu ha scritto:

      Buongiorno, grazie mille prof ❤️

    2. Arianna Iliu ha scritto:

      Grazie mille prof ❤️

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