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

Molecola del Mese
Indice 2007

La "Molecola del Mese" presenta brevi articoli su molecole scelte nel Protein Data Bank (Banca Dati delle Proteine). Ogni pubblicazione comprende un'introduzione alla struttura e alla funzione della molecola, una discussione sull'importanza della molecola per la salute e per il benessere dell'uomo, e suggerimenti su come i visitatori possono vedere da soli le strutture più significative.

La "Molecola del Mese" non è stata concepita per diventare un indice completo delle molecole presenti nel PDB, e nemmeno vuol essere un archivio storico. Le strutture usate per illustrare ogni pubblicazione sono scelte a discrezione dell'autore della "Molecola del Mese".
Qui si possono trovare altre immagini e informazioni sugli articoli pubblicati nella Molecola del Mese.

La traduzione italiana dei testi originali è stata eseguita dal prof. Mauro Tonellato dell'ITIS Natta di Padova e pubblicata qui per gentile autorizzazione dell'autore prof. David S. Goodsell.

Se volete usare queste immagini, siete tenuti ad includere una citazione informativa con i dati corretti, che potete trovare nell'archivio PDB nella pagina che è associata ad ogni struttura. Dovete anche includere un riconoscimento per il creatore delle immagini David S. Goodsell del The Scripps Research Institute



Importine
Gennaio 2007
Nelle nostre cellule il processo di sintesi delle proteine avviene in due zone ben distinte. La prima parte della sintesi, cioè la trascrizione del DNA per formare RNA, viene realizzata nel nucleo. La seconda parte viene realizzata fuori dal nucleo, nel citoplasma, da organelli specializzati, i ribosomi, che traducono l'RNA per sintetizzare le proteine. Questa separazione richiede un continuo traffico di molecole: L'RNA appena sintetizzato deve essere trasportato fuori dal nucleo e le proteine nucleari come istoni o RNApolimerasi devono invece essere portate all'interno del nucleo.
Nella membrana nucleare ci sono grandi pori a forma di tubo che agiscono come autostrade per collegare il nucleo con il citoplasma e ci sono poi delle proteine chiamate importine ed esportine (chiamate collettivamente carioferine) per trasportare le molecore avanti e indietro attraverso i pori. [Ancora . . .]


Esosomi
Febbraio 2007
Le informazioni genetiche sono custodite al sicuro all'interno del nucleo di ogni nostra cellula. La maggior parte dell'attività di una cellula, però, avviene fuori dal nucleo: le proteine vengono sintetizzate nel citoplasma, l'energia viene prodotta nei mitocondri, e le interazioni con l'ambiente avvengono sulla superficie cellulare. Per questo il nucleo ha bisogno di una via di comunicazione con il resto della cellula. Le molecole di RNA realizzano questa funzione. Sono RNA i messaggeri che trasportano le informazioni genetiche dal nucleo ai distretti della cellula dove viene realizzata la sintesi o il controllo. [Ancora . . .]

Dita di Zinco
Marzo 2007

Passando in rassegna gli archivi PDB si nota che le proteine sono in genere di grandi dimensioni. Contengono centinaia di amminoacidi anche se l'attività proteica spesso viene svolta solo da pochi amminoacidi che si trovano raggruppati da qualche parte nella struttura.
Perchè le proteine sono così grandi? Una ragione è che queste si devono auto-ripiegare all'interno delle cellule. Le proteine sono costituite di catene flessibili che si ripiegano da sole (o talvolta con un piccolo aiuto da parte dei cheperon) per formare strutture stabili e compatte. Queste strutture sono stabilizzate da legami idrogeno, da interazioni tra amminoacidi di carica opposta (acidi e basici) e da interazioni idrofobiche (di van der Waals) tra amminoacidi apolari. Quando la proteina si avvolge, queste interazioni si possono realizzare solo se gli amminoacidi interessati vengono allineati in modo perfetto, come in un grande gioco ad incastro.
Ognuno di questi legami, però, preso da solo, è molto debole e non è sufficiente a dare stabilità alla struttura. Le proteine, quindi, devono possedere centinaia di amminoacidi che producono centinaia di interazioni. Queste, tutte insieme, possono tenere incollata la proteina a formare una struttura stabile. [Ancora . . .]


Aconitasi e Proteina 1 Regolatrice del Ferro
Maggio 2007
L'aconitasi è un enzima essenziale nel ciclo di Krebs e la proteina 1 regolatrice del ferro interagisce con l'RNA messaggero per controllare i livelli di ferro all'interno delle cellule. Ci si potrebbe chiedere: cos'hanno in comune queste due proteine? Sono state scoperte da ricercatori diversi che hanno assegnato loro nomi che descrivevano le loro due funzioni del tutto diverse. Sorprendentemente, però, quando hanno determinato la sequenza di amminoacidi di queste due proteine, hanno scoperto che erano identiche. Quindi la stessa proteina svolge due compiti del tutto diversi! [Ancora . . .]

Acido Grasso Sintasi
Giugno 2007
La parola grasso al giorno d'oggi suona sgradevole o fuori moda, ma noi non potremmo vivere senza i grassi o meglio senza acidi grassi. Gli acidi grassi sono piccole molecole composte da una lunga catena di atomi di carbonio e idrogeno con un gruppo acido COOH alla fine.Nel nostro corpo vengono utilizzati per due scopi essenziali.
Primo, vengono usati per sintetizzare i fosfolipidi che costituiscono le membrane delle nostre cellule.
Secondo, dato che gli acidi grassi sono una fonte concentrata di energia, vengono legati alla glicerina per formare i trigliceridi che vengono accumulati nel tessuto adiposo. Se però mangiamo troppo, le nostre riserve di grasso possono crescere e portarci all'obesità. [Ancora . . .]

 

Dimeri di Timina
Luglio 2007
L'estate è arrivata e noi tutti passeremo molto tempo all'aria aperta per goderci il sole estivo. Bisogna ricordarsi però di usare sempre una crema solare protettiva perchè un'eccessiva esposizione alla luce del sole può danneggiare le nostre cellule. Piccole dosi di luce solare sono necessarie per produrre la vitamina D, ma dosi maggiori possono danneggiare il DNA. I raggi ultravioletti sono i maggiori responsabili di questi danni.
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I raggi ultravioletti che giungono fino al suolo sono (o dovrebbero essere) solo quelli di più bassa energia, gli UV-A, che passano indenni attraverso l'atmosfera, e sono responsabili dell'abbronzatura della pelle. Gli UV-A, però, non sono del tutto innocui, infatti hanno ancora abbastanza energia da causare mutazioni chimiche nel DNA delle cellule della pelle.

[Ancora . . .]


Steroidi Anabolizzanti
Agosto 2007
Gli atleti cercano continuamente di migliorare le prestazioni in ogni sport. La maggior parte di loro per arrivare al massimo della forma si sottopone ad un rigoroso programma di allenamento che prevede esercizio fisico e alimentazione controllata per migliorare sia la resistenza che la forza e spingere le prestazioni del loro corpo al loro limite naturale.
Alcuni atleti, però, oltre al normale allenamento, cercano un aiuto nella biochimica per portare le loro prestazioni anche oltre questo limite. Ci sono molti metodi per dare alla natura una spinta artificiale.
Per esempio, alcuni atleti aumentano artificialmente il numero di globuli rossi nel loro sangue iniettandosi globuli rossi purificati, oppure usano eritropoietina, un ormone che stimola la produzione di sangue. La maggiore quantità di globuli rossi porta più ossigeno ai muscoli sotto sforzo rispetto ad un sangue normale aumentando così la resistenza alla fatica.
D'altra parte, molti atleti maschi usano ormoni steroidei, come il testosterone, per indurre i loro muscoli a crescere ben al di là di quanto è normalmente possibile aumentando così la forza.
Questi metodi non sono accettabili perché sono pericolosi per la salute dell'atleta e in più sono sleali nei confronti di coloro che non li usano e quindi sono stati banditi dagli eventi sportivi organizzati. D'altra parte, le continue frodi sportive, che emergono dai controlli antidoping, dimostrano che queste pratiche sono purtroppo ancora molto diffuse.
[Ancora . . .]

 

Citrato Sintasi
Settembre 2007
Il nostro corpo brucia ogni giorno gran parte del cibo che assumiamo. Le nostre cellule però non lo bruciano come se si trattasse di legna in un caminetto, ma lo fanno reagire con l'ossigeno in una serie di reazioni attentamente controllate. Solo in questo modo l'energia viene liberata un po' alla volta e può essere trasformata in energia chimica sotto forma di molecole come ATP o NADH. Queste vengono poi usate per dare energia ad ogni processo cellulare. Le nostre cellule ricavano la maggior parte dell'energia da una lunga serie di reazioni che combinano ossigeno e glucosio formando biossido di carbonio (CO2) e acqua (H2O) e formando inoltre grandi quantità di ATP e NADH nel corso del processo. [Ancora . . .]



Superossido Dismutasi
Ottobre 2007
Senza ossigeno non potremmo vivere. Le nostre cellule usano l'ossigeno come accettore finale di elettroni nella respirazione, in questo modo riescono a ricavare molta più energia dal cibo di quanto farebbero in condizioni anaerobiche.
L'ossigeno però è anche un composto pericoloso. Forme reattive dell'ossigeno come il radicale superossido (ossigeno con un elettrone in più) possono sfuggire agli enzimi della respirazione cellulare e provocare disastri nelle cellule. Il superossido può anche causare mutazioni nel DNA o attaccare gli enzimi che sintetizzano amminoacidi o altre molecole essenziali. Questo non è un pericolo trascurabile: una ricerca ha dimostrato che circa ogni 10 mila elettroni trasferiti lungo la catena respiratoria nelle cellule di Escherichia coli, tre elettroni finiscono per produrre superossido invece di seguire il loro normale percorso fino all'enzima che li trasferisce all'ossigeno per produrre acqua. Per combattere questo pericolo la maggior parte delle cellule produce l'enzima Superossido Dismutasi (SOD) che trasforma il superossido in molecole meno pericolose (ossigeno e acqua ossigenata).
[Ancora . . .]


Trasportatori Multifarmaco
Novembre 2007
Da quando, durante la seconda guerra mondiale, si è cominciato ad usare la penicillina come antibiotico, le infezioni batteriche fanno molto meno paura. Da allora sono stati sviluppati tanti nuovi antibiotici, alcuni isolati da fonti naturali, altri ottenuti per sintesi chimica, questo ha fornito ai medici un vasto arsenale di farmaci per combattere le infezioni.
I batteri, però, sono organismi in grado di evolversi velocemente, quindi hanno sviluppato varie strategie di resistenza. In alcuni casi hanno imparato a distruggere direttamente i farmaci antibiotici, per esempio alcuni batteri sintetizzano enzimi chiamati beta-lattamasi capaci di spezzare la molecola di penicillina. Altri batteri hanno modificato la struttura delle loro molecole che venivano attaccate dagli antibiotici diventando così immuni a quei farmaci. Per esempio, il batterio Stafilococco usa nuovi enzimi resistenti per costruire la parete cellulare. Infine, quando questi metodi non sono sufficienti, i batteri hanno un'altra strategia di resistenza di tipo generale. Costruiscono speciali pompe in grado di trasportare fuori dalla cellula gli antibiotici prima che questi possano svolgere il loro compito ed uccidere il batterio.
[Ancora . . .]


Ossidosqualene Ciclasi
Dicembre 2007
Il colesterolo si è guadagnato una pessima reputazione negli ultimi anni. Bisogna ricordare, però, che il colesterolo è essenziale per la nostra vita, infatti è indispensabile per mantenere fluide le membrane cellulari e inoltre costituisce il materiale di partenza per sintetizzare molte molecole importanti come la vitamina D e gli ormoni steroidei.
D'altra parte, elevati livelli di colesterolo, prodotti per esempio da una dieta ricca di grassi, possono causare l'insorgere di malattie cardiovascolari come l'aterosclerosi che a sua volta può portare all'ictus o all'infarto. I medici suggeriscono che una dieta povera di grassi e un po' di esercizio fisico svolto quotidianamente possono prevenire questi effetti negativi del colesterolo.
[Ancora . . .]


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