La doppia elica del DNA

Università di Sassari, Facoltà di Scienze M.F.N Interfacoltà di Biotecnologie: Iuri Unali discute brillantemente l'elaborato sulla propria ricerca.

Quali sono i principali VANTAGGI PER L'UOMO?

Le biotecnologie consentono di proteggere in maniera più efficace la nostra salute, grazie ai nuovi farmaci sviluppati: vaccini più sicuri, medicinali contro disfunzioni metaboliche a base genetica prima incurabili, trattamenti contro diverse forme di epatite, antitumorali più efficaci e meno dannosi per l’organismo, stimolatori delle difese immunitarie in caso di loro abbassamento e regolatori delle stesse in caso di funzionamento eccessivo.
Tali trattamenti hanno migliorato sostanzialmente le aspettative dei malati di HIV/AIDS.
L’insulina umana prodotta mediante ingegneria genetica è stata il primo farmaco biotecnologico ad essere immesso sul mercato. Essa è una proteina prodotta nel pancreas: essenziale per la regolazione del metabolismo dei carboidrati e per la cura del diabete. Poiché la sua struttura è simile in molti mammiferi, è stato possibile trattare il diabete somministrando tale ormone estratto dal pancreas bovino o suino. Tale processo, tuttavia, è risultato complesso e costoso. Per questo è stato clonato il gene dell’insulina umana.

BIOETICA

Affascinati dalle potenzialità della biotecnologia ma avendone spesso solo una comprensione semplificata e meccanica, i media spesso trattano l’argomento annunciandone talvolta i risvolti più d’effetto: applicazioni impossibili o probabili rischi.
Ciò ha sollevato l’esigenza di riflettere sui vincoli e i confini da porre all’applicazione della biotecnologia e ha portato alla nascita di una specifica area di discussione chiamata Bioetica.
Con la crescita della biotecnologia in molti settori, si è ritenuto necessario formulare delle norme atte a regolamentare i problemi posti dalle innovazioni scientifiche (in particolare la liceità degli esperimenti). Tutti sembrano concordi nell’accettare la produzione di animali transgenici per sperimentazioni nelle cure di certe malattie, l’utilizzo di materiale genetico per produrre farmaci o vaccini.
La raccomandazione del Consiglio d’Europa numero 1046 del 24/09/1986 chiede ai governi di proibire: la creazione di embrioni umani in vitro per scopi di ricerca, la clonazione umana, lo scambio di geni tra uomini e animali. L’industria delle biotecnologie europea ha raccolto in un codice una summa di valori approvati a Bruxelles nel 1998.
Essi sono condivisi e applicati da 14 associazioni nazionali rappresentative di 50 gruppi imprenditoriali.

Che cos'è la BIOTECNOLOGIA?

La parola “biotecnologia” si riferisce all'integrazione delle scienze naturali, di organismi, cellule, loro parti o analoghi molecolari, nei processi industriali per la produzione di beni e servizi (definizione del European Federation of Biotechnology, EFB).Sostanzialmente la biotecnologia consiste nella decifrazione e nell'utilizzo pratico delle conoscenze biologiche.Ci sono due scuole di pensiero su cosa sia la biotecnologia. Entrambi usano gli organismi per aiutare l’uomo. La biotecnologia moderna maneggia i geni degli organismi e li inserisce in altri organismi per acquistare la caratteristica voluta, la biotecnologia tradizionale usa invece i processi degli organismi, come per esempio la fermentazione.
Le seguenti tecnologie permettono l’utilizzo delle conoscenze biologiche:

• codificazione del DNA: genomica, farmacogenetica, test genetici,  amplificazione, sintesi e sequenziazione del DNA, ingegneria genetica.
• Sintesi e sequenziazione di proteine e peptidi (i blocchi funzionali), glyco-engineering, proteomica, ormoni e fattori della crescita, recettori delle cellule, comunicazione delle cellule e feromoni.
• Ingegneria delle cellule e dei tessuti: cultura delle cellule e dei tessuti, ingegneria dei tessuti, ibridazione, fusione cellulare, vaccini e immunostimulatori, manipolazione embrionale.
• Biotecnologie di processo:  bioreattori, fermentazione, processi biotecnologici produttivi, estrazione metalli con batteri, biocatalizzatori nella fabbricazione della carta, biodesulfurazione, decontaminazione del suolo e biofiltrazione.
• Terapia genetica e vettori virali.

Come cambia la RICERCA?

La biotecnologia è la scienza di questo secolo. I suoi progressi hanno segnato la prima tappa fondamentale di un grande viaggio. Dopo aver esplorato lo spazio e gli abissi degli  oceani, oggi gli strumenti scientifici e le tecniche moderne ci permettono di analizzare l'universo degli atomi. La biotecnologia sta utilizzando le scienze della biologia, della chimica, e della fisica, l'ingegneria, i calcolatori e la tecnologia dell'informazione per sviluppare gli strumenti ed i prodotti che si rivelano una grande promessa, ma anche una grande sfida.

La Biotecnologia moderna è destinata a rivoluzionare ampi settori del mondo, analogamente a come è stato molti anni fa con lo sviluppo della chimica.
La portata dei cambiamenti in arrivo spazia dalla produzione industriale alla produzione agricola, dalle problematiche ambientali, al mondo della salute. In quest’ultimo settore, i cambiamenti sono senza dubbio i più rilevanti. E’ mutato il modo di fare ricerca di nuovi farmaci e gli stessi farmaci sono diversi rispetto al passato.
Con la biotecnologia, i ricercatori si avvalgono della comprensione dei meccanismi biologici che governano una determinata malattia e delle banche dati genetiche, per individuare molto più rapidamente molecole efficaci per trattare altri disturbi.
Se tests e sperimentazioni hanno tempi analoghi a quelli del passato, l’individuazione di nuove molecole candidate è velocizzata, con un incremento nella produzione di nuovi e più efficaci farmaci, di cui già diversi sono sul mercato.
I nuovi farmaci biotecnologici, inoltre, sono più precisi e più mirati perché basati su una maggiore conoscenza dell’organismo.

Cos'è l'INGEGNERIA GENETICA?

L’unione dei termini Ingegneria e Genetica sta ad indicare un atteggiamento progettuale (ingegneria), rivolto verso il patrimonio genetico di un organismo vivente. La Biotecnologia avanzata (che si impegna a creare nuovi organismi a partire dal trasferimento di geni da un organismo ad un altro), si avvale dell’Ingegneria genetica. Quest’ultima nacque circa vent’anni fa, fondendo competenze di genetica e di biologia molecolare. Basilare la scoperta della struttura del DNA (acido desossiribonucleico) da parte di James Watson e Francis Crick nel 1953 e la scoperta di D.T. Avery negli anni ’40, riguardante il DNA come la sostanza in cui risiedono tutte le informazioni genetiche.
Il trasferimento dei geni, unità che permettono l’ereditarietà di determinate caratteristiche da una specie ad un’ altra, avviene grazie alla struttura in comune del DNA: una “doppia elica” composta da molecole di zucchero e di fosfato. Tuttavia, i geni operano spesso in gruppi che cooperano alla definizione di una o più caratteristiche dell’organismo. Per questo motivo, non si verifica una mescolanza casuale ma occorre individuare le funzioni di ogni specifico gene e la comprensione delle sue interazioni con gli altri geni sia dell’organismo donatore, sia del ricevente.
Grazie alle nuove caratteristiche genetiche, un’entità vivente può trasformarsi esteriormente o acquisire proprietà produttive nuove, come nel caso dell’elaborazione di proteine utili all’uomo da parte di batteri.