|
L’importanza dei mitocondri |
||
|
Vorrei offrire un piccolo ripasso di biologia, e alcune osservazioni riguardanti la trasmissione dei caratteri. Le informazioni genetiche sono trasmesse dai geni. Dai primi esperimenti di Mendel sui piselli alla mappatura del codice genetico dell’uomo, i meccanismi della trasmissione dei caratteri ci appaiono sempre più chiari, ma non per questo meno affascinanti e ancora per molti aspetti misteriosi. Le informazioni trasmesse sono le istruzioni per costruire le proteine, le molecole importantissime per la struttura degli organismi viventi. Di proteine sono costituite le strutture degli organismi (nei muscoli tra le altre, l’actina e la miosina che consentono la contrazione, la distrofina, che preserva il muscolo da lacerazioni dovute all’eccessivo sforzo), degli enzimi (che catalizzano tutte le reazioni), e di molti ormoni (che controllano diverse funzioni, tra gli altri la miostatina e IGF che controllano la proliferazione delle cellule satelliti delle fibre muscolari, cellule implicate nella riparazione delle fibre lesionate dagli sforzi), ecc.. Le istruzioni per la costruzione di ogni singola proteina sono comprese in un gene, ossia “in una sequenza più o meno lunga dove si ripetono le quattro basi azotate, adenina, guanina, citosina e timida (l’istruzione potrebbe apparire come una parola così strutturata : GATTACACAATTGATC… )”. L’insieme delle parole, dei geni, formano il DNA, quest’ultimo poi visibile in certe fasi del ciclo cellulare perché addensato a formare i cromosomi. Negli organismi superiori i cromosomi sono racchiusi nel nucleo di ogni cellula in numero doppio, in quanto provenienti per metà dal padre e per l’altra meta dalla madre. Recenti studi hanno dimostrato che solo una piccola parte del DNA sarebbe preposta direttamente alla sintesi delle proteine, mentre la restante, definita in un primo momento “DNA spazzatura” avrebbe l’importante compito di regolare la sintesi stessa, indicando alla cellula quando, come e fino a quando, procedere alla sintesi delle proteine stesse. Il DNA che gli organismi ricevono dai genitori, non è esattamente uguale a quello. Piccoli o grandi errori di copiatura (il DNA riproduce una sua copia su una molecole di RNA messaggero, che abbandonato il nucleo e opportunamente rimodellata, si avvia sui ribosomi, organelli cellulari, luogo di costruzione delle proteine), o scambi di pezzi di cromosoma (crossing over), consentono la “produzione” di un individuo che risulta esser sia più o meno diverso dai genitori (ciò consente così la “variabilità genetica”, alla base di ogni adattamento alle mutabili condizioni ambientali e con essa la selezione naturale) . Si pensi ad esempio a due fratelli, magari gemelli eterozigoti. I genitori sono gli stessi, i prodotti spesso molto differenti. Ogni cellula dell’organismo di un cavallo contiene 64 cromosomi (numero diploide=2n). I suoi gameti, le cellule sessuali specializzate ed implicate nella riproduzione ne contengono esattamente la metà (numero apolide= n). Ora è noto che, durante l’accoppiamento, uno spermatozoo, il gamete maschile, riversa nell’oocita, la cellula uovo o gamete femminile, il suo nucleo o più esattamente i suoi cromosomi. In tal modo la cellula uovo fecondata, lo zigote, ha ricostituito il numero diploide di cromosomi. Le informazioni contenute nel DNA di questa prima cellula, e di tutte le altre cellule che da essa originano, o per meglio dire le interazioni fra coppie di geni omologhi (alleli, ossia geni che si trovano sulle due parti di ogni coppia di cromosomi), determineranno, seguendo complesse leggi, quale proteina sintetizzare e come sintetizzarla e di conseguenza quale “corpo costruire e come farlo funzionare”. Ma non è di questo che volevo riferire, anche se come premessa è stata invero alquanto lunga. Il fatto è che l’apporto maschile, attraverso lo spermatozoo, si limita a riversare i suoi cromosomi nell’oocita femminile, che è a tutti gli effetti una cellula “abbastanza” completa. Sicuramente in essa sono presenti i mitocondri. Questi graziosi organelli cellulari sono stati probabilmente i nostri primi simbionti. Durante l’evoluzione, una primordiale cellula eucariota, ha catturato, probabilmente per cibarsene, un batterio aerobio (un organismo unicellulare con proprio DNA), capace di trasformare sulle sue membrane interne, utilizzando l’ossigeno, zuccheri semplici in anidride carbonica ed acqua per ottenere efficacemente “enormi quantità di energia” attraverso un processo noto come “ciclo di Krebbs e catena di trasporto di elettroni”. Tra la cellula e il batterio si instaurò così una proficua collaborazione (simbiosi). La cellula forniva protezione e zuccheri al batterio il quale ricambiava la gentilezza fornendo energia spendibile dalla cellula. La respirazione anaerobica (glicolisi), ossia la demolizione in assenza di ossigeno degli zuccheri, fornisce una piccola quantità di energia, anche se velocemente disponibile. Queste rapide reazioni avvengono nel citoplasma cellulare. La respirazione aerobica, quella attuata nei mitocondri presenti nel citoplasma di ogni cellula e che richiede l’utilizzo dell’ossigeno, fornisce invece quantitativi molto maggiori di energia disponibili, seppur non “velocemente” per le contrazioni muscolari e non solo. Si pensi che la demolizione di una molecola di glucosio nella sola glicolisi può fornire un paio di ATP (una molecola trasportatrice di energia)., tra l’altro producendo acido lattico. L’intervento dei mitocondri (nel ciclo di Krebs e nella catena di trasporto degli elettroni) ne apporta oltre trenta ATP. Gli apparati respiratorio e circolatorio sviluppati negli organismi pluricellulari hanno proprio il primario scopo di fornire ossigeno a tutte le cellule e liberarle dalla anidride carbonica prodotta nei mitocondri. L’importanza dei mitocondri nello sforzo muscolare (in particolare quello aerobico) è quindi evidente. Tra l’altro questi organelli che come detto erano “batteri autonomi”, con il proprio DNA sono in grado di replicarsi “autonomamente”. Il loro DNA va incontro a mutazioni molto rare, motivo per il quale gli studiosi possono analizzando le “famiglie di DNA mitocondriale” seguire le migrazioni dei popoli avvenute nel corso dei millenni. E’ un DNA che come i mitocondri proviene dalla madre, quindi dalle linee femminili dei nostri incroci. E’ la linea femminile che probabilmente fornisce, attraverso i suoi mitocondri, il supporto agli sforzi anarerobici Certamente poco si sa ancora degli effetti delle possibili interazioni tra il DNA cellulare e il DNA mitocondriale, ma sicuramente possiamo affermare che nell’allevamento del cavallo da corsa la scelta della fattrice riveste grandissima importanza……….. come se non lo si sapesse gia!! |
||