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Trascrizione

Riempiamola completamente con bilioni di granelli di sabbia

miliardi di chicchi di riso, centinaia di migliaia di chicchi d’uva,

alcune migliaia di mele e una dozzina di angurie.

Otterrete qualcosa che assomiglia all’interno delle vostre cellule.

In termini numerici, sono riempite prevalentemente da molecole d’acqua

i granelli di sabbia.

L’acqua dà all’interno della cellula la consistenza di una soffice gelatina

e permette alle altre cose di muoversi con facilità.

Quasi tutte le altre cose, il riso e la frutta, sono proteine.

Diversi miliardi in totale, più di 10.000 tipi diversi,

a seconda della funzione della cellula.

Le vostre cellule sono di fatto dei robot di proteine, un po’ come tutta la vita.

Infatti tutte le parti solide e non grasse del vostro corpo

sono composte principalmente da proteine, comprese le ossa.

Le proteine sono cose inanimate che rendono possibile la vita.

Com’è possibile?

[Il linguaggio della vita]

Le cellule devono svolgere molti compiti difficili per restare in vita.

Immagazzinare cibo ed espellere rifiuti, crescere e creare strutture,

fuggire dai pericoli o reagire agli stimoli,

creare copie di loro stesse, e così via.

Fanno tutto questo parlando il linguaggio della vita.

E le parole di questo linguaggio sono le proteine.

Ecco in poche parole come funziona questo linguaggio.

Inizia tutto con gli amminoacidi, delle piccole molecole organiche.

Sono l’alfabeto del linguaggio della vita.

Ce ne sono 21, come le varie lettere.

“Amminoacido A”, “Amminoacido B”, “C”, e così via.

Se unite tra loro 50 amminoacidi, si formerà una proteina,

che nel linguaggio della vita corrisponde ad una parola.

E se mettete insieme molte di queste parole-proteina

avrete una frase, chiamata “via biologica”.

Semplifichiamo un bel po’ e diciamo, per esempio,

che una vostra cellula deve scomporre dello zucchero col linguaggio della vita.

Potrebbe aver bisogno degli amminoacidi per le lettere “b”, “r”, “e”, “a” e “k”

per formare la parola-proteina “break”. [“scomporre”]

Poi combinate questa parola con altre parole-proteina

per formare la frase-via biologica che significa “scomporre lo zucchero”.

Nella realtà il linguaggio della vita è così complesso

che supera ogni immaginazione.

Dovete conoscere circa 8000 parole per parlare benissimo una lingua umana.

Ma si stima che nel linguaggio della vita ce ne siano 20.000.

E mentre una parola inglese è composta in media da 5 lettere,

le proteine umane sono composte in media da 375 amminoacidi.

La proteina più lunga ne ha più di 30.000!

E le cellule devono eseguire migliaia di passi contemporaneamente.

Smettere di parlare il linguaggio della vita significa morire.

Ok, ma come fanno delle cellule prive di mente

a parlare un linguaggio così complesso?

Andiamo più a fondo.

Ci sono 21 amminoacidi che possono essere combinati per formare le proteine.

E le proteine sono composta da dozzine, centinaia o migliaia di amminoacidi.

Se la lunghezza media di una proteina di una cellula umana è di 375 amminoacidi,

6,8×10⁴⁹⁵ è l’incredibile numero

di possibili proteine che le vostre cellule possono creare.

Un biliardo di googol, googol, googol, googol di volte

il totale di atomi nell’universo.

La maggior parte di queste proteine sono inutili.

Proprio come nel linguaggio umano,

la maggior parte delle combinazioni casuali di lettere sono prive di senso.

Bisogna quindi sapere quali parole – quali proteine –

formano un linguaggio, per parlarlo a dovere.

E questo è il compito del vostro DNA: una lunga sequenza di istruzioni.

Se sbrogliaste il DNA di una cellula, sarebbe lungo circa 2 metri.

Tutto il DNA del vostro corpo unito in un’unica stringa

potrebbe andare e tornare dal Sole oltre venti volte.

Circa l'1% del vostro DNA è composto dai geni,

una sorta di dizionario delle proteine

contenente tutte le parole del linguaggio della vita parlato dalle vostre cellule.

Ma i geni sono anche i manuali di costruzione

per tutte le proteine necessarie al funzionamento delle vostre cellule.

Probabilmente il resto del vostro DNA non è inutile

ma bensì una sorta di regolamento.

È come un libro di grammatica per il linguaggio della vita.

Quali proteine devono essere create, e quando?

Quante ne servono?

Quali parole-proteina comporre e perché?

Ok: lettere, parole, frasi dizionario e grammatica.

Ma ovviamente questa è solo una metafora per qualcosa di incredibilmente complesso.

Andiamo ancora più in profondità per avere uno scorcio di realtà.

[Come le proteine inanimate creano la vita]

Ora che conosciamo i principi di base,

abbiamo l’occasione per capire come delle cose inanimate rendono possibile la vita.

E per farlo abbiamo bisogno di una forza fondamentale dell’universo:

l’elettromagnetismo.

Le particelle elementari che formano gli atomi

che a loro volta formano gli amminoacidi

hanno cariche diverse che le fanno attrarre o respingere.

I 21 diversi amminoacidi hanno delle cariche leggermente diverse.

Alcune sono più negative, altre più positive.

Quando le vostre cellule creano le proteine

uniscono vari amminoacidi formando delle lunghe catene.

A causa delle diverse cariche degli amminoacidi usati,

queste catene iniziano a ripiegarsi su se stesse.

Questo processo di ripiegamento è così complesso

che non abbiamo ancora compreso del tutto il suo funzionamento.

Ma, in poche parole,

delle catene monodimensionali diventano strutture 3D.

Fondamentalmente le proteine sono pezzi di un puzzle 3D

con una forma ben specifica.

Nel mondo delle proteine la forma è tutto perché la sua forma 3D

determina quali aree di una proteina sono cariche, e come,

e questo determina come può interagire con le altre proteine.

Questi pezzi di puzzle con carica diversa possono incastonarsi o respingersi.

Quando si incastonano, la loro carica cambia,

cambiando così la loro forma e trasformandole in una nuova proteina,

un nuovo strumento in grado di fare nuove cose.

Questo è ciò che rende le proteine così incredibilmente potenti.

Potete farci praticamente ogni cosa!

Possono incastonarsi come pezzi di Lego per formare strutture complesse.

Possono smontare cose.

Formare micro-macchine complesse che necessitano di energia per funzionare.

E la cosa più incredibile è che possono trasmettere informazioni.

Diciamo che una sostanza tossica penetra in una vostra cellula.

Potrebbe esserci una proteina in grado di incastonarsi alla tossina.

Se la proteina trova questa tossina, cambia forma.

Grazie alla nuova forma può incastonarsi in una nuova proteina

che cambia nuovamente la sua forma.

Questa nuova proteina attiva una micro-macchina

che si lega direttamente al vostro DNA

per ordinare la produzione di una proteina speciale

che agisce come antidoto per la tossina.

Queste interazioni a cascata sono la via di cui abbiamo parlato prima,

una frase nel linguaggio della vita.

Senza un pensiero cosciente,

le proteine hanno risolto un problema e salvato la vita della cellula.

Nella realtà queste vie possono avere dozzine o persino centinaia di fasi.

La vita opera in modi davvero meravigliosi.

In qualche modo, le complesse interazioni tra proteine inanimate e ottuse

creano una cellula non altrettanto inanimata e ottusa.

Qui da qualche parte compare la vita, anche se non sappiamo ancora cosa sia.

[Da ottuse a intelligenti, se lavorano insieme]

Abbiamo bisogno di un’altra analogia, quindi parliamo di formiche.

Formiche e cellule condividono una proprietà fondamentale:

sono decisamente ottuse.

Una formica isolata si limita a gironzolare senza scopo.

Ma se ne raggruppate molte,

si scambieranno informazioni e faranno cosa straordinarie.

Come costruire strutture complesse,

auto-organizzarsi, accudire le covate o attaccare i nemici.

Sebbene ottuse individualmente, insieme diventano qualcosa di più grande.

È un fenomeno tipico della natura chiamato “comportamento emergente”.

Si osserva quando le entità hanno proprietà e capacità

che le singole parti non hanno.

Tutto il vostro corpo funziona così.

Le vostre cellule sono sacchi di proteine guidati dalla chimica.

Ma insieme queste proteine formano un organismo vivente

in grado di fare cose davvero sofisticate.

Le cellule sono robot privi di mente persino più ottusi delle formiche

ma, se collaborano, formano tessuti specializzati e apparati

dai muscoli che fanno battere il cuore

alle cellule cerebrali che vi permettono di pensare.

Se vi fermate a pensare all’incredibile vastità dello spazio,

un posto dove l’eternità è una cosa reale,

è quasi impossibile non sentirsi piccoli.

Insignificanti.

Ma se guardate dentro voi stessi, a ciò che siete davvero,

scoprirete una complessità quasi indescrivibile:

il meraviglioso linguaggio della vita.

Quasi tutto nell’universo rivela strati di complessità nascosti,

se osservate da più vicino e avete le conoscenze per comprenderli.

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