TNA: potrebbe essere il terzo acido nucleico ad aver determinato l’evoluzione della vita oltre a DNA e RNA
Anche se DNA ed RNA dominano incontrastati la chimica della vita sul nostro Pianeta, potrebbe non essere stato sempre così. Un gruppo di ricercatori della Arizona State University ha suggerito che, agli albori dell’evoluzione della vita sulla Terra, altre molecole abbiano giocato un ruolo chiave. Tra queste vi sarebbero forme primitive di acidi nucleici, come l’acido treonucleico o TNA.
L'interazione tra una molecola di DNA e uno delle tante proteine che controllano e regolano l'espressione genica (Immagine: Wikimedia Commons)
Rispetto ai «cugini» DNA ed RNA, il TNA presenta una struttura biochimica più semplice: al posto delle molecole di desossiribosio o ribosio (presenti rispettivamente nelle molecole di DNA ed RNA), il TNA alloggerebbe nella sua struttura un altro tipo di zucchero, il treosio. Tuttavia, proprio come gli acidi nucleici attuali, anche il TNA possiede le capacità fondamentali delle altre «molecole della vita»: è infatti in grado di auto-assemblarsi, di replicarsi e – cosa ancora più importante – di organizzarsi in strutture tridimensionali, indispensabili per l’interazione con le altre molecole che entrano in gioco nelle funzioni biologiche.
Il mondo prima del DNA
Lo studio, apparso sulle pagine di
Nature Chemistry, ha destato una certa curiosità nella comunità scientifica: è infatti la prima volta che questo tipo di indagine viene condotta su molecole di acido nucleico diverse dagli onnipresenti DNA ed RNA. Praticamente ogni organismo vivente si avvale di queste molecole per trasmettere l’informazione genetica necessaria allo svolgimento di funzioni vitali: controllare il metabolismo e la produzione di energia, rilevare segnali e molecole provenienti dall’ambiente esterno e, non da ultimo, trasferire lo stesso bagaglio di informazioni alla progenie. Eppure, secondo alcuni scienziati, la molecola di DNA presenta una certa complessità strutturale che fa pensare che, nelle primissime fasi di evoluzioni della vita, fossero altre le molecole a farne le veci: da tempo di parla di un primitivo «
mondo ad RNA», in cui l’acido ribonucleico non solo orchestrava le reazioni enzimatiche della cellula, ma era anche responsabile della trasmissione delle informazioni genetiche. Un’indicazione a sostegno di questa ipotesi viene da alcuni tipi di virus (tra gli organismi più primitivi in assoluto), il cui patrimonio genetico è infatti racchiuso in una molecola di RNA.
Il DNA e i suoi cugini
L’idea che si fa strada ora è che, tuttavia, altre molecole possano aver giocato un ruolo determinante nel preparare la strada che, per successivi passi evolutivi, avrebbe portato alla selezione di RNA e DNA come molecole-chiave della vita. Tra le possibili alternative vi è appunto il TNA: le molecole di zucchero che ne costituiscono lo scheletro (il treosio) sono strutturalmente più semplici della controparte presente nel DNA e nell’RNA, rendendo il processo di auto-assemblamento in un ipotetico mondo pre-biotico meno difficoltosa. Fatto ancora più interessante, le molecole di TNA sarebbero in grado di interagire con la struttura tridimensionale sia del DNA che dell’RNA, formando
strutture a doppia elica, proprio come sappiamo fa il DNA. Queste osservazioni rendono ancora più plausibile l’ipotesi del TNA come molecola di transizione, in grado di condividere e «ricopiare» informazioni genetiche sulle molecole di DNA ed RNA.
Nonostante il TNA abbia superato i primi test biochimici in provetta, la sua partecipazione allo sviluppo della vita sulla Terra rimane ancora da dimostrare e di certo non aiuta il fatto che, al momento, il TNA non sia mai stato rinvenuto in alcun organismo vivente. Questo studio rimane comunque un importante passo avanti nelle indagini sulle condizioni che hanno portato allo sviluppo della vita sul nostro Pianeta e non è da escludere che nel cosiddetto brodo primordiale fossero diversi acidi nucleici a contendersi il ruolo che sarebbe poi stato del DNA: tra i candidati, oltre al citato TNA, anche il PNA (acido peptidonucleico), il GNA (acido gliconucleico) e l’ANA (acido nucleico amiloide).
