Gaianews

L’RNA è considerato un fossile molecolare. Una ricerca getta luce sulla sua comparsa

Scritto da Redazione di Gaianews.it il 14.11.2010
RNasi P, un enzima che mostra il passaggio dalla chimica dell'RNA alle proteine. Immagine: fonte Wikipedia

RNasi P, un enzima che mostra il passaggio dalla chimica dell'RNA alle proteine. Immagine: fonte Wikipedia

Nel mondo di oggi, fatto di sofisticati organismi frutto di una lunga evoluzione, le proteine sono le stelle del palcoscenico. Esse sono al centro di un indispensabile lavoro catalitico, un processo essenziale per la vita. Ma molto, molto tempo fa, l’acido ribonucleico (RNA) regnava sovrano.

Ora i ricercatori della Northwestern University hanno prodotto un quadro atomico che mostra come due di queste molecole “fossili” interagiscono tra loro. Si tratta di un raro sguardo della transizione da un antico mondo basato sull’RNA al nostro mondo attuale, dominato da proteine catalizzatrici.

Gli scienziati aurori della ricerca sono i primi a mostrare i dettagli a livello di atomi di come la ribonucleasi P (RNasi P) riconosce, si lega e rompe l’RNA di trasporto (tRNA). Hanno usato potenti raggi X prodotti dall’Advanced Photon Source dell’Argonne National Laboratory per ottenere immagini da cristalli formati da queste due molecole di RNA. Il risultato è una fotografia di uno dei modelli più complessi di un RNA (che fa da catalizzatore) e del suo obiettivo.

Dettagli della struttura verranno pubblicati oggi 14 novembre sulla prestigiosa rivista Nature.

“L’RNA è una molecola antica, ma è abbastanza sofisticata,” ha detto Alfonso Mondragón, professore di scienze biologiche molecolari del Weinberg College of Arts and Sciences, che ha guidato la ricerca. “La sua struttura cristallina mostra di avere molte delle proprietà che attribuiamo alle molecole moderne. L’RNA è un catalizzatore che ha molta della versatilità e la complessità delle proteine dei nostri giorni.”

Per miliardi di anni e ancora oggi, la funzione dell’RNasi P – presente in quasi tutti gli organismi, dai batteri agli esseri umani (e per questo suo essere onnipresente sappiamo che è antichissima) – è stata quella di fendere (clivare, in gergo) il tRNA di trasferimento. Se il tRNA non viene tagliato, non è utile alla cellula. Il tRNA ha l’importantissimo compito di portare le informazioni di come costruire le proteine dal DNA ai siti di produzione, i ribosomi.

“Sapevamo che questo importante fenomeno chimico avveniva, che cioè l’RNA agiva come un catalizzatore, ma non sapevamo esattamente come, fino ad ora” ha detto Mondragón. “Adesso abbiamo una migliore comprensione di come funziona l’RNA”.

L’RNasi P è formata da un grosso nucleo di RNA, più una piccola proteina, che illustrano il cambiamento evolutivo da un mondo basato su RNA verso un mondo dominato dalle proteine. La proteina aiuta a riconoscere i tRNA, ma per la maggior parte, il riconoscimento avviene attraverso le interazioni RNA-RNA che coinvolgono complementarità di forma e anche appaiamento delle basi.

La struttura mostra che, una volta che la RNasi P riconosce il tRNA, lo aggancia e, assistito da ioni metallici, taglia un legame chimico. Questo fa “maturare” il tRNA, producendo una molecola di RNA più piccola che ora può contribuire ai processi fondamentali della cellula. L’enzima basato su RNA fa questa operazione più e più volte, tagliando ogni tRNA esattamente nello stesso punto ogni volta.

“La scoperta circa 30 anni fa che le molecole di RNA possono avere una funzione catalitica ha lanciato l’idea che forse è stata l’RNA la prima molecola a fare questa operazione [nella storia dell’evoluzione]”, ha detto Mondragón. “Il nostro lavoro rafforza questa idea dell’esistenza di un mondo dominato dal RNA quando la vita iniziò”.

© RIPRODUZIONE RISERVATA