Molecola del Mese
di David S. Goodsell
e Mauro Tonellato

Molecola del Mese
Indice 2008


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. Spesso sono state aggiunte dal prof. Tonellato immagini o spiegazioni per rendere più chiara la trattazione.

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


Hsp90 - Proteine da Shock Termico
Dicembre 2008
Quando le cellule vengono esposte a temperature troppo alte, producono una serie di proteine protettive dette proteine da shock termico, indicate con la sigla Hsp (Heat Shock Proteins) seguita da un numero che indica il peso molecolare. Molte di queste proteine sono Chaperon (Molecola del Mese 8-2002) che hanno il compito di mantenere le proteine della cellula avvolte in modo corretto e attive anche quando le condizioni ambientali diventano critiche. Le Hsp sono importanti non solo in caso di shock termico, ma anche nella vita normale della cellula, infatti aiutano altre proteine a ripiegarsi e così limitano le pericolose aggregazioni di proteine immature.
Alcune Hsp, come Hsp60 e Hsp70, sono chaperon generici, mentre altre, come Hsp90, hanno un ruolo più complesso.

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Canali Meccanosensibili
Novembre 2008
Noi siamo molto resistenti ai cambiamenti dell'ambiente che ci circonda. Il nostro corpo ha dimensioni così grandi che possiamo resistere a condizioni climatiche estreme di caldo e freddo, inoltre la nostra pelle ci protegge quando facciamo un bagno in acqua dolce o salata. Se poi le condizioni ambientali diventano troppo sfavorevoli, possiamo allontanarci e cercare un posto meno caldo, meno freddo o più asciutto. I batteri non possono fare altrettanto. Sono molto piccoli e vivono immersi in acqua, quindi i cambiamenti ambientali per loro costituiscono un grave problema. Per esempio, se piove, si possono trovare all'improvviso immersi in acqua piovana, molto povera di sali, in queste condizioni l'acqua può entrare per osmosi nelle loro cellule e ne fa aumentare la pressione interna fino a farli esplodere. Può anche accadere che i batteri si trovino improvvisamente immersi in acqua salata, questa fa uscire acqua dalle loro cellule per osmosi e li disidrata. I batteri hanno sviluppato delle strategie per resistere a questi stress ambientali e così riescono a mantenere al loro interno una giusta pressione osmotica. [Leggi articolo . . .]

Poli(A) Polimerasi
Ottobre 2008
La maggior parte dell'RNA che si trova nella cellula viene sintetizzato usando come stampo il DNA genomico. In casi particolari, però, le nostre cellule sintetizzano tratti di catena di RNA senza usare uno stampo. Per esempio, la parte terminale delle catene di RNA messaggero è costituita da un lungo tratto di nucleotidi ripetuti di adenosina. Queste lunghe code di poli adenosina o poli(A) non sono codificate nel genoma, ma vengono aggiunte alla catena di RNA dopo che l'enzima RNA polimerasi ha finito il processo di trascrizione (sintesi di RNA sullo stampo di DNA). Dopo che la RNA polimerasi ha finito di sintetizzare la catena di RNA (che viene chiamata a questo punto trascritto primario), altri enzimi devono intervenire per modificare la catena e formare così un RNA messaggero maturo. La prima operazione è lo "splicing" e consiste nell'eliminare alcuni tratti di catena chiamati introni, la seconda consiste nell'aggiungere, all'inizio della catena, un cappuccio di nucleotidi modificati, la terza operazione consiste nel sintetizzare una lunga coda poli(A) alla fine della catena. [Leggi articolo . . .]

Ribonucleasi A
Settembre 2008
La Ribonucleasi A è l'enzima che degrada l'RNA durante la digestione. Dato che è una proteina relativamente piccola, stabile e facilmente purificabile, la ribonucleasi è stata uno degli enzimi più studiati nella ricerca biochimica. E' stata usata da Christian Anfinsen per dimostrare che la sequenza di amminoacidi è in grado di determinare la struttura tridimensionale di una proteina. E' stata usata da Stanford Moore e William Stein per dimostrare che il sito attivo degli enzimi è costituito da un particolare assetto tridimensionale di amminoacidi. La ribonucleasi A è stato anche il primo enzima sintetizzato da R. Bruce Merrifield col suo innovativo metodo di sintesi in fase solida che gli ha permesso di dimostrare che anche gli enzimi possono essere sintetizzati artificialmente. Questi ricercatori hanno chiarito concetti fondamentali per la biochimica, con l'aiuto della ribonucleasi, e sono stati tutti premiati col Premio Nobel.
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Selenocisteina Sintasi
Agosto 2008
Tra i vari oligoelementi contenuti in minima quantità negli integratori alimentari o nei complessi multivitaminici, spesso è presente anche il selenio. Questo, però, è un elemento che va assunto con grande cautela. In generale, infatti, i composti del selenio sono tossici e hanno uno sgradevole odore di aglio, d'altra parte, però, quantità minime di selenio sono essenziali per la nostra salute. Gli atomi di selenio sono simili a quelli di zolfo, si trovano uno sotto l'altro nella Tavola Periodica degli Elementi e quindi hanno proprietà simili. I composti del selenio, però, sono in generale un po' più reattivi. Alcune proteine specializzate, che contengono selenio, hanno bisogno proprio di questa reattività extra per svolgere il loro compito. Per esempio, se è presente il selenio al posto dello zolfo, l'enzima tioredoxina reduttasi aumenta di 100 volte la sua velocità di catalisi e l'enzima formiato deidrogenasi diventa 300 volte più veloce.
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Virus Dengue
Luglio 2008
Il virus dengue è una delle principali cause di morte nei paesi tropicali di tutto il mondo perchè provoca una febbre emorragica chiamata dengue (dall'arabo arcaico debolezza). La sua diffusione è limitata soprattutto ai paesi tropicali perché è trasmesso da una zanzara tropicale (Aedes aegypti), ma, anche con questa limitazione, 50 - 100 milioni di persone vengono infettate ogni anno. Le persone infettate manifestano febbre elevata, forti mal di testa, dolori muscolari e articolari, nausea, vomito, eruzioni cutanee simili al morbillo. In alcuni casi, però, il virus può indebolire il sistema circolatorio e provocare emorragie mortali. I ricercatori stanno studiando attivamente il virus per sviluppare farmaci che curino l'infezione e vaccini che la possano prevenire. [Leggi articolo . . .]

Lattato Deidrogenasi
Giugno 2008
L'enzima lattato deidrogenasi è una valvola di sicurezza nella nostra linea di produzione di energia. Per la maggior parte del tempo le nostre cellule degradano completamente il glucosio trasformandone gli atomi di carbonio in anidride carbonica, CO2, e gli atomi di idrogeno in acqua, H2O. Questo processo di ossidazione, però, richiede molto ossigeno, quindi, quando il suo apporto non è sufficiente, la linea di produzione dell'energia deve essere fermata alla fine della glicolisi (Molecola del Mese febbraio 2004). L'enzima lattato deidrogenasi è la via con la quale le cellule risolvono, almeno temporanea-mente, questo problema. [Leggi articolo . . .]

Prioni
Maggio 2008
I prioni sono proteine che possono assumere due forme diverse, una normale e una errata. Per la verità si conoscono molte proteine flessibili che possono assumere conformazioni diverse. I prioni, però, hanno una caratteristica particolare: se assumono la forma errata possono indurre prioni normali a trasformarsi per assumere anch'essi quella forma. In questo modo un piccolo numero di prioni anomali può rovinare un'intera popolazione di prioni normali convertendoli uno per uno nella forma errata. Questo può avere conseguenze molto gravi man mano che aumentano nel corpo i livelli di proteina prionica trasformata. Per esempio, l'errato ripiegamento del prione PrP provoca degenerazioni mortali del sistema nervoso sia nell'uomo che in altri mammiferi. Infine, quel che è peggio, i prioni dalla forma errata sono contagiosi, così una piccola quantità di questi prioni può infettare e far ammalare un intero organismo. [Leggi articolo . . .]

Recettori Adrenergici
Aprile 2008
Il nostro corpo dispone di molte strategie di difesa ad ogni livello. Il sistema immunitario pattuglia costantemente ogni angolo del nostro corpo in cerca di infezioni provocate da virus o batteri. Il sangue è ricco di molecole che formano coaguli appena si apre una ferita. Il sistema nervoso autonomo ha una rete di nervi che può innescare difese istintive immediate che ci proteggono in caso di pericolo. Una di queste difese è quella per cui, quando siamo colti da uno spavento improvviso, sentiamo un flusso di energia percorrerci tutto il corpo. Questa viene chiamata risposta "attacco o fuga": il corpo mette a disposizione tutte le sue risorse per combattere o per scappare da un pericolo.
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Caderina
Marzo 2008
Nel nostro corpo ci sono migliaia di miliardi di cellule che lavorano insieme per mantenerci vivi.
E' naturale, quindi, che siano necessarie complesse infrastrutture per tenere insieme tutte queste cellule. Tali strutture sono articolate su più livelli. Alcune hanno dimensioni macroscopiche, come le ossa e i muscoli, che servono a sostenere e muovere il nostro corpo. Altre strutture hanno dimensioni intermedie, per esempio molti degli spazi tra gli organi sono riempiti con tessuto connettivo formato da un intreccio di fibre molto resistenti di collagene (Molecola del Mese aprile 2000). Infine vi sono strutture microscopiche, di dimensioni molecolari, che fanno aderire ogni cellula alle cellule vicine.
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Breve RNA Interferente
Febbraio 2008
Nelle nostre cellule la presenza di RNA a doppia elica è spesso indice di un problema. Per la verità, l'RNA transfer e i ribosomi contengono alcuni tratti a forcina e quindi a doppia elica, ma la maggior parte del nostro RNA, ed in particolar modo l'RNA messaggero, è a singola catena. Molti virus, invece, formano lunghi tratti di RNA a doppia elica quando duplicano il loro genoma. Se le nostre cellule trovano RNA a doppia elica, interpretano il fatto come un'infezione virale e producono una forte risposta che spesso porta alla morte dell'intera cellula. Le piante e gli animali, però, possiedono anche altre difese più mirate che attaccano direttamente l'RNA virale, chiamate interferenze di RNA. [Leggi articolo . . .]


Proteine dell'Orologio Circadiano
Gennaio 2008
Le nostre cellule contengono piccoli orologi molecolari che scandiscono il ritmo circadiano delle 24 ore. Quest'orologio decide quando siamo affamati e quando abbiamo sonno. Quest'orologio sente quando le giornate diventano più lunghe o più corte e innesca i cambiamenti stagionali. Il nostro orologio circadiano principale si trova nel cervello, nell'ipotalamo, in una piccola regione chiamata nucleo soprachiasmatico. Agisce come un pacemaker, è sensibile ai cicli di luce e buio esterni e quindi manda dei segnali per sincronizzare su questo ritmo tutti gli orologi del nostro corpo.
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