Girolamo CastaldoDATA ULTIMO AGGIORNAMENTO: 5 Aprile 2024
Due recenti studi forniscono solidi argomenti riguardo l’influenza del campo magnetico terrestre sulla chiralità del DNA
Destrorsi e mancini: sebbene al mondo vi sia una netta predominanza dei primi (con un rapporto di circa 9 a 1), i secondi sono comunque rappresentati ed esiste anche una piccola percentuale di ambidestri.
Anche alle molecole si applica un concetto simile: esse, infatti, consistono in una disposizione tridimensionale di atomi con due forme possibili, l’una immagine speculare dell’altra, un po’ come le nostre mani (tecnicamente si parla di chiralità).
Ora la fisica non ha preferenze in merito, nel senso che le due forme dovrebbero avere la stessa possibilità di essere create; eppure, qualunque sia la nostra mano dominante, una cosa è uguale per tutte/i: il nostro DNA è sempre “mancino”.
Il motivo di questa costante riguardo la molecola alla base della vita ha sempre lasciato perplessi gli scienziati, ma negli ultimi mesi due diversi studi sembrano finalmente avvicinarci alla comprensione del mistero.
Le ragioni della chiralità
Facciamo però un passo indietro: curiosità a parte, perché è importante sapere da cosa deriva la chiralità del DNA? Beh, ci sono ragioni sia teoriche che pratiche:
- dal punto di vista teorico, se la vita si fosse evoluta anche su altri pianeti, sarebbe utile ai fini della ricerca sapere se abbia o meno lo stesso orientamento;
- dal punto di vista pratico, in caso di sintesi di molecole in laboratorio, può essere desiderabile avere un’unica chiralità. Un tragico esempio è quello della talidomide, un farmaco venduto negli anni 50 contro la nausea da gravidanza, che provocò numerose malformazioni nei nascituri a causa della sua composizione: due molecole identiche, ma dall’opposta chiralità.
Uno dei modi in cui l’orientamento mancino si potrebbe essere imposto è per puro caso: a un certo punto della storia del nostro pianeta, si è formato un gruppo di molecole mancine, che ha continuato a fiorire e alla fine ha avuto la meglio su quelle destrorse.
Tale ipotesi si scontra però con un problema non da poco: come mai non sono rimaste delle “sacche” in cui siano presenti ancora una manciata di molecole destrorse di DNA, che invece sono scomparse completamente?
Chiralità e campi magnetici
La strada più promettente sembra essere, quindi, quella di una qualche influenza ambientale. Ci sono varie teorie in merito a quale possa essere la “colpevole”, tra cui:
- la rotazione della Terra;
- l’asimmetria, anch’essa misteriosa, tra materia e anti-materia nell’universo, con la prima nettamente più abbondante;
- il campo magnetico terrestre.
È su quest’ultima ipotesi che si è concentrato il lavoro di un gruppo di ricercatori, tra cui Mohammad Reza Safari del Peter Grünberg Institute in Jülich (Germania): essi hanno dimostrato che, aggiungendo molecole di entrambe le chiralità a un materiale magnetico, uno dei due orientamenti ha il 50% di possibilità in più dell’altro di “fare presa”.
Il motivo? Poiché le molecole di per sé non sono magnetiche, tutto dipenderebbe dalla struttura di spin degli elettroni all’interno degli orbitali (un argomento a cui ho accennato qui).
Amplificazione del magnetismo
Più precisamente, Safari e colleghi ipotizzano che l’accumulo preferenziale di molecole con una certa chiralità su alcuni tipi di roccia avrebbe favorito la formazione in loco di molecole complesse come il DNA.
A questo punto ci si potrebbe chiedere: che c’entra la magnetizzazione delle rocce col campo magnetico terrestre? Dopotutto, quest’ultimo è piuttosto debole e lo stesso vale per la magnetizzazione naturale della materia.
È qui che viene in soccorso un altro studio pubblicato un paio di mesi prima, con primo autore S. Furkan Ozturk della Harvard University, Cambridge: secondo i ricercatori, l’adesione preferenziale di determinate molecole a un materiale magnetico ne rende più forte la magnetizzazione.
In pratica, il campo magnetico terrestre provocherebbe una prima magnetizzazione, in seguito amplificata dal processo di adesione preferenziale e ciò porterebbe in definitiva all’emergere di un’unica chiralità.
Certo, resta ancora il dubbio, come per la teoria del puro caso, sulla mancanza assoluta di molecole di DNA con orientamento opposto, ma il lavoro combinato dei due gruppi di ricercatori ci avvicina a grandi passi alla soluzione del mistero del perché la vita sia soltanto mancina.
(Originariamente pubblicato su Storie Semplici. Il titolo dell’autore potrebbe essere modificato dalla redazione)
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Il mancinismo è sicuramente ereditario. mio nonno era mancino, io lo ero da piccola prima di essere corretta a destrimane, mentre ora sono ambidestra. Ho un figlio mancino e due nipoti, figli di fratelli mancini. È chiaro che c’è qualche gene che provoca poi nell’individuo lo sviluppo del fenomeno e la predilezione per una mano, o meglio della preferenza dell’emisfero definito dominante.
Per la biochimica posso dire che esistono molecole che alla luce polarizzata deviano la stesse verso destra (destrogire) o sinistra (levogire), determinato da alcuni gruppi sterici prodotti dai legami chimici fra carbonio e altri atomi.
Ciò è importante nel creare a sua volta enzimi che sono in grado di scomporre le molecole utilizzate nell’ambito biologico, mentre i loro speculari non hanno in natura alcun microrganismo o cellula in grado di farlo. La lignina è un polimero saccaride non digeribile perché ha una struttura con giro (spin) invertito rispetto ad altri poliglicani, mentre in campo medico ad esempio si utilizza il lattulosio, polimero levogiro formato da fruttosio e galattosio che , pur essendo presi singolarmente sono facilmente metabolizzabili, nella forma levogira non subiscono l’attacco di alcun enzima e funge pertanto a livello intestinale come un lassativo in quanto idrofilo e quindi in grado di richiamare nel lume dell’organo acqua.