Molecola del Mese
di David S. Goodsell
Trad. di Mauro Tonellato

DNA Polimerasi

Il Segreto della Vita

La DNA polimerasi ha un ruolo centrale nei processi della vita. Ha la grande responsabilità di duplicare le nostre informazioni genetiche. Ogni volta che una cellula si divide, la DNA polimerasi duplica tutto il DNA, e la cellula ne passa una copia a ciascuna cellula figlia. In questo modo, le informazioni genetiche vengono trasmesse di generazione in generazione. Il DNA che abbiamo ereditato rappresenta un collegamento vivente fra ogni nostra cellula e le prime cellule primordiali apparse sulla Terra, un collegamento passato attraverso miliardi di generazioni. Le informazioni contenute nel nostro DNA sono state modificate e migliorate attraverso i millenni, e rappresentano il nostro bene più prezioso che ci è stato donato dai nostri genitori alla nascita e che noi trasmetteremo ai nostri figli.

Accuratezza sorprendente

La DNA polimerasi è l'enzima più accurato. Crea ogni volta una copia esatta del DNA e fa meno di un errore ogni miliardo di basi. Questa accuratezza è molto migliore di quella con cui noi sappiamo trattare le informazioni nel nostro mondo: immaginate di leggere mille romanzi, e di trovare solamente un errore. L'eccellente corrispondenza tra citosina a guanina e tra adenina e timina, che rappresentano l'alfabeto del DNA, può spiegare molta della specificità necessaria per questa grande accuratezza. Ma la DNA polimerasi fa ancora di meglio. Dopo aver copiato ciascuna base, la controlla ancora una volta e la elimina se la base è sbagliata.


DNA Polimerasi e indagini di Polizia

Il nostro DNA è unico, più unico di qualsiasi impronta digitale. Il nostro DNA è una miscela di DNA materno e paterno, a parte forse qualche piccola differenza dovuta a mutazioni. Questa unicità è stata usata con successo come prova nei tribunali. Se viene trovata una goccia di sangue sulla scena di un crimine, il DNA può essere analizzato e comparato col DNA di un sospetto colpevole. Se risultano identici, il criminale è stato colto sul fatto.
Naturalmente, c'è troppo poco DNA in una goccia essiccata di sangue. E' qui che la DNA polimerasi entra nel mondo dei tribunali. Un piccolo campione di DNA viene moltiplicato usando la PCR (la reazione a catena della DNA polimerasi), creando un campione abbastanza grande da essere analizzato con facilità. Una piccola quantità di campione viene messa in una provetta e viene aggiunta la DNA polimerasi. Poi il campione viene scaldato per qualche istante, per separare le due catene di DNA. A questo punto la DNA polimerasi costruisce un nuova doppia elica da ciascuna catena. Poi queste due copie sono ancora scaldate e duplicate producendo quattro copie. Dopo molti passaggi, si è formata una grande quantità di catene di DNA identiche. La nostra DNA polimerasi, e quella della maggior parte degli organismi, non sono adatte per questo processo perchè sarebbero distrutte durante i passaggi di riscaldamento. Ma oggi viene usata la DNA polimerasi di Thermus aquaticus un batterio che vive nelle acque termali calde. Questa polimerasi, mostrata nella figura qui sopra, è perfettamente a suo agio a 70 gradi centigradi, e può essere usata durante tutti i passaggi di riscaldamento e raffreddamento della PCR. Questo enzima può essere trovato nell'archivio PDB 1tau.

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