protocellula
protocellula
Termine che indica la prima struttura vivente dotata di acidi nucleici e proteine, circondata da una membrana di lipidi, isolata selettivamente dall’esterno e capace di autoreplicarsi. Per i ricercatori interessati a ricostruire i primissimi stadi dell’evoluzione è una sfida capire come abbiano avuto origine gli organismi viventi primordiali e come questi effettuassero il processo della replicazione. La scoperta delle proprietà catalitiche dell’RNA ha dimostrato che una singola specie chimica può funzionare sia come genoma sia come catalizzatore e ha suggerito che ci sia stata una fase, prima dell’evoluzione delle attuali cellule, in cui genomi costituiti da RNA erano replicati da enzimi fatti di RNA: un mondo a RNA. Per molto tempo si è ritenuto che soltanto gli acidi nucleici fossero in grado di immagazzinare e replicare le informazioni genetiche e che soltanto le proteine potessero funzionare da catalizzatori. Ciò rendeva difficile immaginare come potevano essersi evolute le cellule odierne. Nel nostro mondo, il mondo a DNA, i genomi formati da DNA si replicano tramite enzimi costituiti da proteine e il DNA fornisce l’informazione per la sintesi delle proteine stesse. Un sistema vivente primordiale basato soltanto su DNA o su proteine era inconcepibile ed era altamente improbabile ipotizzare che il DNA e la sintesi delle proteine su stampo avessero avuto origine nello stesso momento. La dimostrazione che l’RNA poteva funzionare come catalizzatore risolse il problema ‘dell’uovo e della gallina’ che aveva assillato la biologia evolutiva. Inoltre, ciò richiamò l’attenzione dei biologi sul fatto che le attuali cellule possono essere viste come una sorta di archivio della storia evolutiva della cellula. In base a ciò, in pochi anni le nostre conoscenze sull’evoluzione cellulare hanno fatto un gigantesco passo in avanti. Adesso possiamo rappresentare le prime fasi dell’evoluzione con uno schema molto semplice: reazioni prebiotiche sulla Terra primordiale hanno generato l’RNA; l’RNA è divenuta la prima molecola in grado di autoreplicarsi; si sono sviluppati esseri viventi con genoma a RNA e sistemi biochimici relativamente semplici; questi si sono poi evoluti in organismi più complessi, in grado di sintetizzare proteine, per divenire infine le cellule moderne con genomi a DNA e apparati biochimici estremamente sofisticati che noi conosciamo. (*)