Problemi della transizione 1983

Manipolazioni genetiche

A questo punto devo fare un salto indietro di circa 40 anni e riandare ai la vori di B. McClintock sul granoturco. Come si sa nel granoturco si trovano pannocchie tutte di un colore, e altre con chicchi di diverso colore, dal giallo al bruno scuro. Studiando questa variegazione, B. McClintock giunse alla conclusione che essa poteva solo spiegarsi ammettendo spontanee trasposi zioni di geni da un sito a un altro sito nello stesso cromosoma o anche da un cromosoma ad un altro. Un ’ idea ben eretica! (Si tenga presente tra l ’ altro che alla fine degli anni quaranta si aveva del gene un ’ idea abbastanza astrat ta: il modello di struttura del DNA a doppia elica di Crick e Watson è del 1953). Son dovuti passare più di trenta anni prima che «geni saltatori» (jum- pinggenes) si mettessero in evidenza anche in altri organismi: prima nei bat teri, poi in lieviti, e infine in organismi superiori, in particolare in Drosophi- la (il moscerino dell ’ aceto, il cavallo di battaglia della genetica). A questi elementi mobili si è dato il (brutto) nome di trasposoni. Che geni, e anzi pezzi di cromosomi, si potessero scambiare tra cromosomi era noto già da un pezzo, e cioè da quando si era scoperto il fenomeno del «crossing over» che normalmente avviene nella meiosi ovocitaria, durante la fase di appaiamen to dei cromosomi, e che consiste proprio nello scambio di pezzi tra cromoso mi omologhi. Ma nel caso dei trasposomi si tratta di cosa ben diversa in quanto la trasposizione nulla ha a che fare con la meiosi. Uno dei casi più belli e interessanti di trasposizioni è quello di segmenti ben definiti del ge noma (ai quali si dà il nome di «cassette») che controllano il differenziamen to sessuale dei lieviti. La trasposizione di queste cassette da un sito all ’ altro controlla l ’ espressione dell ’ uno o dell ’ altro sesso. Questo mi permette di in trodurre un ’ altra nozione: e cioè che l ’ espressione di un gene o di un gruppo di geni è controllata dal sito nel quale si trova e cioè dalla sequenza di basi del DNA che lo fiancheggia. Un gene attivo in una posizione può divenire inattivo in un ’ altra e viceversa. E, restando sempre negli anni quaranta, devo ricordare un ’ altra scoperta fondamentale che può infatti essere considerata come il primo esperimento di manipolazione genetica: quella della trasformazione batterica. Nel 1945 Avery e i suoi collaboratori annunciarono di essere riusciti a trasformare cep pi non virulenti di pneumococco (l ’ agente batterico della polmonite) in cep pi virulenti trattandoli con DNA estratto e purificato da batteri del ceppo vi rulento. Dirò, incidentalmente, che fu, questa, la prima dimostrazione che il DNA è il materiale genetico. Chiaramente, i geni della virulenza erano così trasferiti da un batterio che li possedeva a uno che o non li possedeva o li possedeva in forma inattiva: e questi geni in qualche modo si inserivano nel genoma dell ’ ospite e si esprimevano. Questa scoperta apriva, dunque, la strada al trasferimento di geni da un organismo all ’ altro. Il sistema di Avery operava però alla cieca: si offriva cioè alla cellula ricevente un certo DNA e si lasciava ad essa la scelta di come uti lizzarlo. Il passo successivo doveva essere di incorporare geni specifici: e que sto richiedeva la messa a punto di metodologie completamente nuove. E fu reso possibile dalla scoperta, circa trent ’ anni dopo, dei cosiddetti enzimi di restrizione. Sono, questi, enzimi che tagliano la molecola del DNA in siti ben precisi. Infatti ogni enzima di restrizione ha un suo specifico e preciso si to di attacco costituito da certe sequenze di nucleotidi: basta che una di que ste sequenze sia alterata (naturalmente, per mutazione, o sperimentalmen te) perché l ’ enzima non funzioni. E chiaro quindi che i pezzi di DNA che così si ottengono vengono a costituire una sorta di «impronte digitali» del

129