I meccanismi del DNA come un'antenna biologica

Fonte: ECplanet

Nell'Era post Genomica, si è compreso che il DNA “non” può avere solo la funzione di codificazione della espressione proteica poiché per tale attività è sufficiente appena il 2% della intera successione di nucleotidi. Inoltre è necessario il controllo delle sincronia temporale tra la produzione proteica e le esigenze metaboliche della cellula.

In seguito a ciò la genomica classica, per la quale il Dogma Centrale della Biologia è stato ritenuto valido, è ormai un BLACK BOX, nel quale avvengono eventi dinamici di ricomposizione e ristrutturazione del DNA, che mettono in evidenza la necessita di capire quale sia la complementare funzione del DNA in relazione al controllo temporale dei complessi processi biochimici del metabolismo cellulare.

È importante ricordare che al Seminario di Studi dell'OPEN-NETWORK for NEW Science, che si tenne a Firenze il 13 novembre 2006, fu presentata la proposta di realizzare una Ricerca da presentare nell'ambito del Programma Europeo FOOD AGRICULTURE & BIOTECNOLOGY, indirizzata a comprendere che il DNA può essere caratterizzato come una ANTENNA-BIOLOGICA per la Trasmissione Trasduzione e Ricezione di segnali di frequenze biologiche a distanza al fine di effettuare un coordinamento dei segnali di informazione biologica che danno vita al sistema vivente. L'idea sviluppata nell'ambito dell'Open Network for New Science è stata quindi quella di esplorare come il DNA si comporti come una Antenna Rice-Trasmittente di segnali BIO-Fononici.

Sappiamo che il DNA oscilla tra un comportamento bio-elettrico statico, che corrisponde ad un carattere isolante di un bio-polimero, mentre quanto viene aperto per la traduzione dei codici genetici, il DNA, proprio a causa della rottura dei legami ad idrogeno (LEG-H), modifica il suo carattere di conducibilità bio-elettrica in quello di un semiconduttore. Infatti le varie possibili conformazioni del DNA (A,B,Z), permettono di variare la apertura dei canali laterali che hanno la capacita di fare da guida ad emissioni direzionali di fononi.

Le aperture e chiusure ed ogni altra forma di rimodellamento della struttura del DNA, permettono quindi alla doppia catena polinucleotidica (cioè al DNA-denaturato per la Rottura dei LEG-H) di comportarsi come una “duplice guida” riconfigurabile di segnali vibrazionali (Fononi), in modo tale che il DNA-ANTENNA, possa regolare a distanza le attività di centri di reazione risonanti emettendo impulsi modulati dal codice genetico.

La trasmissione di dati Fononici avviene quando i Legami ad H vengono rotti, sia tra le basi A-T (contenenti un Doppio LEG-H), che tra le basi C-G (tenute assieme da un Triplo LEG.H). Inoltre dato che la concentrazione A-T//C-G varia lungo il DNA, il segnale emesso viene modulato in modo differente a seconda delle differenti zone di apertura e chiusura del DNA. Quando il DNA si apre, come se fosse una chiusura lampo, le due eliche si polarizzano (generando Bipolaroni) i quali, interagendo con i fononi (quanti vibrazionali), né provocano una eccitazione, amplificano così la potenza di trasmissione fononica a distanza del DNA-ANTENNA.

I ricettori della trasmissione di segnali generati dal programma genetico, sono i siti di riconoscimento e controllo che sono attivi del RNA, Enzimi e Proteine, quali elementi della co-evoluzione molecolare, che reagendo alla eccitazione fononica, possono accendersi o spegnersi agendo in guisa di interruttori molecolari. Viceversa il DNA-Antenna può essere considerato un sistema ricevente quando si richiude (Anniling). Pertanto il Progetto DNA-ANTENNA si occuperà del controllo a Distanza della espressione genetica mediante bio-fononi nell'ambito della Trascrittomica ed inoltre della analisi di interazioni proteina-DNA nel quadro della Proteomica.

Il fatto che il DNA funzioni come antenna ricevente e stato recentemente dimostrato mediante esperimenti di controllo remoto di apertura della doppia elica realizzati dal Centro BITS & ATOMS del MIT Media Lab. L'esperimento “Remote Electronic Controll of DNA”, consiste nell'accoppiare per induzione elettromagnetica il DNA ad una nano-antenna di metallo la quale viene investita da Radio Frequenze, l'antenna di metallo per induzione provoca la apertura del DNA nei suoi due filamenti in modo relativamente veloce, quindi tolta la emissione di Radio frequenze le due eliche del DNA si ricompongono rigenerando i LEG-H. Quanto sopra è una prima conferma della Ipotesi Teorica della FUNZIONE del DNA come ANTENNA BIOLOGICA che sarà alla base di un progetto di Ricerca Europeo, e coinvolgerà studi di Fast-Spettroscopy nelle varie tipologie applicabili alla replicazione del DNA. Infatti la vecchia idea di una replicazione esatta e veloce del DNA non e corretta; pertanto una dinamica di replicazione ulteriormente rallentata rende possibile la attuazione di varie tipologie di analisi della replicazione tramite le quali sarà possibile confermare l'ipotesi teorica proposta da questa breve riflessione.

Infine sapendo che la regolazione trascrizionale è la espressione proteica indubbiamente gioca un ruolo cruciale nel controllo dei processi di sviluppo vegetali utili per migliorare la alimentazione e di molti altri caratteri di interesse agronomico, riteniamo che la Ricerca sul DNA-ANTENNA potrà successivamente essere utile per Migliorare gli Studi di “Nutrigenonica” nonché per modificare lo sviluppo delle BIOTECNOLOGIE, ponendo speciale attenzione al Settore Alimentare, così da aprire una nuova prospettiva di sviluppo bio-tecnologico, tendente al un superamento ed al miglioramento delle attuali modalità di Produzione degli O.G.M., per dare sviluppo produttivo agli Organismi Geneticamente Avanzati (O.B.A).

In tal modo il Progetto DNA-ANTENNA vuol rispondere alla esigenza Europea di Costruire una società basata sulle conoscenze innovative di bio-economia, quale fondamento della strategia di Programmazione di: FOOD AGRICULTURE & BIOTECNOLOGY del 7° PQ (2007-2013).

Per ulteriori informazioni:

Paolo Manzelli