È emerso cioè con chiarezza che accanto al codice genetico, costituito da geni che codificano proteine, vi è una fitta rete di molecole e una parte molto grande di DNA che hanno funzioni regolatrici. L’insiene di queste reti e del DNA regolatore può essere definito come codice epigenetico.  È questo in verità un vero e proprio codice, che costituisce il sistema preciso di regolazione dell’espressione genica durante lo sviluppo embrionario, determinando quali geni debbano rimanere attivi e quali spenti, quali prodotti proteici debbano essere sintetizzati e quali no, quali meccanismi di comunicazione molecolare debbano rimanere operanti e quali disattivati, in che modo in ultima analisi i geni codificanti debbano interagire con i loro prodotti.

 

È questo dunque il codice che rende possibile il differenziamento e la specializzazione delle cellule durante lo sviluppo embrionario. È questo il codice che permette ad una cellula staminale embrionale totipotente di diventare una cellula del fegato, del rene, del cervello, del polmone e così via. Come il direttore di un orchestra decide la dinamica di un brano musicale, così il codice epigenetico regola la lettura del DNA il quale codifica ciascuna cellula, dal suo interno. In questo modo alla fine dei processi differenziativi risulta che tutte le cellule differenziate hanno alla base il medesimo DNA, ma la parte dei geni codificanti attivi in ciascuna cellula diversamente specializzata è specificatamente diversa e rappresenta solo una frazione dell’intero DNA che può codificare. Con pochissime eccezioni, le differenze fra le cellule specializzate sono epigenetiche, non genetiche.

 

 

 

La biologia moderna e l’epigenetica

 

 

Oggi lo studio dell’epigenetica sta cambiando il volto della biologia: il Ventunesimo secolo inizia come secolo dell’epigenetica, spostando l’attenzione finora esclusivamente incentrata sul codice genetico. Non ci stiamo ancora ben rendendo conto di tali cambiamenti, anche se le prospettive future in campo terapeutico si intravedono provenire da questo filone di ricerche, più che dalla genetica, laddove i risultati legati alle manipolazioni geniche sono state piuttosto deludenti, oltre che eticamente discutibili.

 

Occorre ora esaminare le varie tappe della regolazione epigenetica, cui vanno incontro le cellule staminali embrionali totipotenti fino ad arrivare a cellule completamente differenziate. In un organismo pluricellulare con cellule e tessuti specializzati, ogni cellula possiede tutti i geni di quell’organismo; la differenza fra cellule specializzate è dovuta alla specifica attività dei geni che sono rimasti funzionanti, dopo il silenziamento specifico e selettivo, a cui molti di essi sono andati incontro durante il differenziamento embrionario.

 

Perchè lo sviluppo proceda normalmente e ogni cellula acquisisca e mantenga una funzione specializzata, certe proteine debbono dunque essere sintetizzate nel momento giusto e nelle cellule giuste. Quindi l’espressione genica deve essere controllata in modo preciso. A differenza della replicazione del DNA, che in genere in ogni cellula è regolata dal principio del “tutto o nulla”, l’espressione genica è un processo altamente selettivo.

 

 

 

Pier Mario Biava è stato docente universitario per molti anni, attualmente lavora presso l’Istituto Scientifico di Ricovero e Cura Multimedica di Milano. Ha isolato i fattori di differenziazione delle cellule staminali, che inibiscono la crescita tumorale, impediscono l’invecchiamento e la neuro-degenerazione. È autore di oltre 100 pubblicazioni scientifiche e di vari libri.

 

 

 

 

 

 

Tratto dal libro “Il cancro e la ricerca del senso perduto” di Pier Mario Biava

 


Redazione

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