Biofotoni: nuove basi per la comprensione degli organismi viventi

La biologia molecolare deriva ogni accadimento biologico dalle reazioni chimiche tra molecole, che però si suppone si incontrino sulla base delle collisioni casuali e interagiscano sulla base di forze di attrazione di natura elettrostatica, secondo il modello “chiave- serratura”. Questo punto di vista si trova in difficoltà quando deve spiegare l’aspetto ordinato della biochimica, che richiede sequenze di reazioni molto veloci ed esenti da errori. Ci si può chiedere come faccia la molecola A ad incontrare la molecola B, da cui può essere inizialmente separata decine di Angstrom (1 Angstrom = 10-8 cm) in mezzo ad una folla di altre molecole che in principio potrebbero interferire e prevenire l’incontro, sviandole verso altre reazioni e dando perciò luogo ad “errori biochimici”, che in realtà sono molto rari. È lecito quindi porsi il quesito di comprendere se oltre ad interazioni di natura biochimica vi siano altri meccanismo che regolano l’attività cellulare.

La questione non è solo quella di sapere quali reazioni si verifichino, ma anche perché una datareazione avviene in un dato momento ed in un dato punto. Scoprire quale sia il direttore di questa orchestra è altrettanto importante che sapere quali siano le reazioni precise che si verificano in una cellula. In una cellula si verificano circa 100.000 reazioni al secondo e alla domanda, chi ne sia il responsabile, possiamo per ora solo rispondere che avvengono nel momento giusto e al posto giusto.

 

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Fig 3: Secondo il modello dei recettori la comunicazione biologica viene regolata mediante sostanze messaggere: una sostanza emettitrice rilascia la molecola messaggera che si adatta, come chiave nella serratura, ai recettori, attivando funzioni biochimiche. Tenendo conto del meccanismo molecolare possiamo proporre quattro tipi principali di recettori: (Prof. Carlo Maurizio Camaggi – Corso Chimica Biorganica – Università di Bologna)

 

Una similitudine valga a chiarire la natura di questa problematica: in un’orchestra è importante non solo che ogni musicante padroneggi il proprio strumento, ma anche il tono usato, l’accordo dei suonatori tra di loro, l’armonia e la cooperazione determinano la qualità dell’esecuzione. Queste questioni riguardano il problema della coerenza in biologia. Cos’è la coerenza, quali condizioni sono necessarie affinché una tale orchestra con 100.000 reazioni al secondo nella cellula possa essere regolata nella giusta maniera? Ci si pone domande sulla biocomunicazione, su come le cellule si regolano, come si comprendono, sul perché ci siano ritmi precisi.