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DNA: altre linee di informazione che viaggiano sulle triplette di nucleotidi

Le ridondanze che si osservano nel codice genetico, ovvero triplette diverse di nucleotidi del DNA che codificano per una medesima proteina, non sono una mera duplicazione di istruzioni, ma trasportano un’informazione che influenza la velocità di sintesi delle proteine da parte dei ribosomi.

Un nuovo livello di informazioni codificato nel DNA è stato scoperto da un gruppo di ricercatori dell’Università della California a San Francisco, che ne riferisce in un articolo pubblicato su “Nature”.

La scoperta è stata resa possibile dall’adozione di una nuova tecnica di analisi, il cosiddetto profiling del ribosoma, che consente la misurazione della velocità di sintesi delle proteine da parte dei ribosomi. Confrontando i valori ottenuti in una serie di queste analisi, i ricercatori si sono accorti che alcune alterazioni genetiche che interessano singole lettere del DNA, senza tra l’altro alterare il prodotto finale e per questo chiamate “mutazioni silenti”, in realtà influiscono sulla velocità di produzione di una stessa proteina.

In particolare, la variazione di velocità è causata dalle informazioni nei cosiddetti codoni ridondanti, così chiamati perché in precedenza si pensava che contenessero la duplicazione di istruzioni e non specifiche istruzioni.
In effetti, ha osservato Jonathan Weissman, che ha diretto lo studio, “il codice genetico è stato pensato per essere ridondante”. I codoni sono triplette di lettere del DNA, ossia di quattro tipi di molecole note come basi o nucleotidi, che servono per codificare i 20 amminoacidi indispensabili alla vita. Dato però che le possibili combinazioni delle quattrlo lettere sono 64, diversi codoni codificano per uno stesso amminoacido. Alla luce di quanto scoperto, “però, i codoni ridondanti chiaramente non sono identici”.

Che il processo di sintesi proteica non sia costante e uniforme, ma che proceda a singhiozzo era cosa nota, ma finora non si aveva idea di quale fosse il meccanismo che ne controllasse la velocità e proprio per questo il gruppo di Weissman aveva messo a punto la nuova tecnica di profilo di attività del ribosoma.

I ricercatori hanno così scoperto che le proteine prodotte da geni contenenti sequenze particolari, note come sequenze di Shine-Dalgarno, venivano prodotte più lentamente rispetto a proteine identiche sintetizzate a partire da geni con codoni ridondanti differenti e che era possibile introdurre pause nella produzione di proteine, introducendo quelle sequenze nei geni. Secondo Weissman, la possibilità di pause è qualcosa di previsto da un meccanismo più complesso mirato ad assicurare che una proteina non venga prodotta in quantità eccessive o in un momento inopportuno.

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