Il Premio Nobel per la Medicina 1968

Di Susha Cheriyedath, M.Sc.Reviewed by Sally Robertson, B.Sc.

Il premio Nobel per la medicina del 1968 è stato assegnato congiuntamente a Marshall W. Nirenberg, Har Gobind Khorana e Robert W. Holley. Questi scienziati sono stati riconosciuti “per la loro interpretazione del codice genetico e la sua funzione nella sintesi proteica.”

Robert W. Holley è nato in Illinois, USA. Quando ricevette il premio Nobel, era affiliato alla Cornell University, NY, USA. Marshall W. Nirenberg è nato a NY, USA. Era affiliato al National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA, al momento del premio.

Har Gobind Khorana era nato a Raipur, India, ed era affiliato all’Università del Wisconsin, Madison, WI, USA quando ha ricevuto il premio. Tutti e tre gli scienziati sono stati riconosciuti per il loro lavoro sul codice genetico e il suo significato nel trasferimento di informazioni dal DNA alle proteine.

La decifrazione del codice genetico

• Nirenberg e Khorana scoprono il “Codone”

Dal 1960 circa, i percorsi chimici di base attraverso cui il DNA istruisce la sintesi proteica erano stati stabiliti. Tuttavia, il codice genetico non era ancora stato decifrato.

Marshall Nirenberg, Har Gobind Khorana e i loro colleghi furono i primi a determinare il codice genetico e a mostrare come le basi dell’acido nucleico, con il loro alfabeto composto da A, U, G e C, determinano la sequenza dei 20 diversi aminoacidi durante la sintesi proteica.

Nel 1961, Nirenberg, un biochimico del National Institute of Arthritic and Metabolic Diseases, descrisse la prima “tripletta” di basi, un insieme di tre nucleotidi che compongono un codone. La tripletta codificava uno dei venti aminoacidi usati per costruire le proteine. Questa scoperta rivoluzionaria ha portato alla decifrazione dell’intero codice genetico nei cinque anni successivi.

Una serie di esperimenti in provetta furono condotti da Nirenberg e dallo scienziato tedesco Johann Matthaei. Hanno aggiunto catene di RNA contenenti solo una delle 4 basi dell’RNA – A, G, U e C – ad un “sistema privo di cellule”. Anche gli aminoacidi marcati radioattivamente sono stati aggiunti a questo sistema.

Quando un “poli-U”-RNA con solo basi di uracile è stato aggiunto al sistema, le misure radioattive hanno indicato la produzione di molecole simili a proteine composte interamente da un singolo aminoacido – fenilalanina. Questo portò i ricercatori a concludere che la tripletta di basi UUU guida l’aggiunta di fenilalanina alle catene polipeptidiche in crescita.

Continuando questa tecnica, Nirenberg procedette a decifrare 35 triplette di basi nel 1963 e più di 60 triplette nel 1966, tutte contenenti tre basi specificamente ordinate. Poiché c’erano un totale di 4 basi nell’RNA, c’erano 64 possibili codoni o triplette nel codice genetico.

Questo significava che più di un codone poteva codificare un amminoacido, rendendo così il codice ridondante. Per esempio, i codoni AAG e AAA codificano per la lisina. Alla fine, tre dei codoni – UAG, UAA e UGA – sono stati trovati per essere codoni STOP che segnalano la fine delle catene di amminoacidi.

Har Gobind Khorana, un ricercatore dell’Università del Wisconsin, ha esteso e adattato il lavoro di Nirenberg. Ha ideato metodi biochimici per produrre RNA sintetico con nucleotidi in posizione specifica. Il primo di questi acidi nucleici era costituito da una sequenza ripetuta dei due nucelotidi U e C, che, dopo la traduzione, dava una catena di aminoacidi composta da serina e leucina. L’RNA sintetico fu usato più tardi per accertare il resto del codice genetico.

Robert Holley e la struttura dell’acido nucleico

Robert Holley della Cornell University scoprì un particolare tipo di acido nucleico, l’RNA di trasferimento (tRNA) e nel 1965 ne decifrò la struttura. Era la prima volta che veniva stabilita la struttura di un acido nucleico biologicamente attivo. Si scoprì che il tRNA era la molecola misteriosa che Crick aveva proposto dieci anni prima nella sua “Ipotesi dell’adattatore”.

Sette anni dopo la descrizione del primo codone del codice genetico, Nirenberg, Khorana e Holley ricevettero il premio Nobel in fisiologia o medicina nel 1968.

1. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1968/
2. http://www.nobelprize.org/educational/medicine/gene-code/history.html
3. http://www.genome.gov/25520300
4. http://www.genomenewsnetwork.org/resources/timeline/1961_Nirenberg.php

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Scritto da

Susha Cheriyedath

Susha ha un Bachelor of Science (B.Sc.) in Chimica e un Master of Science (M.Sc) in Biochimica presso l’Università di Calicut, India. Ha sempre avuto un forte interesse per le scienze mediche e sanitarie. Come parte del suo master, si è specializzata in Biochimica, con un’enfasi sulla Microbiologia, Fisiologia, Biotecnologia e Nutrizione. Nel suo tempo libero, ama cucinare una tempesta in cucina con i suoi esperimenti di cottura super-messy.

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