La vita definita in termini di DNA

Ritorniamo ora alla domanda «Che cos’è la vita?», e chiediamoci: come funziona una cellula batterica? Quali sono le sue caratteristiche essenziali? Quando osserviamo una cellula al microscopio elettronico possiamo notare che, nei suoi processi metabolici, entrano in opera delle particolari macromolecole (molecole molto grandi, che consistono di lunghe catene formate da centinaia di atomi). Nelle cellule troviamo due tipi di queste macromolecole: le proteine e gli acidi nucleici (dna e rna).

Nelle cellule batteriche ci sono essenzialmente due tipi di proteine: gli enzimi, che agiscono come catalizzatori nei vari processi metabolici, e le proteine strutturali, che sono parte della struttura delle cellule stesse. Negli organismi più evoluti troviamo anche molti altri tipi di proteine con proprie funzioni specializzate, come gli anticorpi del sistema immunitario o gli ormoni.

Dato che la maggior parte dei processi metabolici vengono catalizzati da enzimi, e gli enzimi sono codificati dai geni, possiamo dire che i processi cellulari sono controllati a livello genetico – cosa, questa, che garantisce loro una grande stabilità. Le molecole di rna, poi, svolgono la fùn-zione di messaggeri: esse, cioè, trasportano dal dna le informazioni codificate per la sintesi degli enzimi e, in questo modo, stabiliscono il collegamento critico tra le strutture genetiche e quelle metaboliche della cellula.

Il dna è inoltre responsabile del processo di autoreplicazione cellulare. Si tratta di una caratteristica di cruciale importanza per la vita: senza di essa, infatti, qualunque struttura organica fosse venuta a formarsi avrebbe poi finito per corrompersi fino a sparire, e la vita non avrebbe mai potuto evolversi. Considerando questa straordinaria importanza rivestita dal dna, potremmo addirittura concludere che esso è la singola caratteristica strutturale della vita. Potremmo cioè semplicemente dire: «I sistemi viventi sono sistemi chimici che contengono dna».

C’è però un problema in questa definizione, problema che nasce dal fatto che anche le cellule morte contengono dna. In effetti, le molecole di dna possono conservarsi per centinaia – se non anche migliaia – di anni dopo la morte dell’organismo: un esempio particolarmente eclatante si è avuto pochi anni fa, quando degli scienziati tedeschi sono riusciti a identificare la precisa sequenza genetica nel dna estratto da un teschio di un uomo di Neanderthal – ossia da ossa morte da oltre centomila anni!10 La semplice presenza del dna, pertanto, non è ancora sufficiente per definire la vita. Alla fin fine, dovremmo modificare la nostra definizione e dire: «I sistemi viventi sono sistemi chimici che contengono dna, e che non sono morti». Ma, dicendo questo, non faremmo altro che affermare che «un sistema vivente è un sistema che è vivo» — ossia, niente di più di una mera tautologia.

Queste brevi considerazioni ci mostrano come le strutture molecolari delle cellule non siano sufficienti a fondare una definizione della vita. Dobbiamo quindi descrivere anche i processi metabolici che avvengono nella cellula: dobbiamo – in altri termini – analizzare i vari modelli di relazione fra le macromolecole. Nel far questo, piuttosto che concentrarci sulle singole parti della cellula, porremo la nostra attenzione sulla cellula stessa intesa come una totalità. Secondo il biochimico Pier Luigi Luisi, specializzato nella ricerca sull’evoluzione molecolare e l’origine della vita, questi due diversi approcci — quello incentrato sul dna e quello incentrato sulla cellula – rappresentano le due principali correnti filosofiche e sperimentali nell’odierna scienza della vita.