Scoperto il meccanismo dei “nodi” del Dna: lo studio dell’Università di Padova

Il Dna non è una struttura rigida e sempre uguale a se stessa, ma una molecola dinamica capace di cambiare forma in base alle condizioni cellulari. È quanto emerge da un nuovo studio pubblicato sulla rivista Angewandte Chemie dal gruppo di ricerca coordinato dalla professoressa Claudia Sissi del Dipartimento di Scienze del Farmaco dell’Università di Padova.

La ricerca affronta uno dei temi più dibattuti della biologia strutturale del Dna: la possibilità che due particolari configurazioni “non canoniche”, definite anche come nodi molecolari del genoma, possano formarsi contemporaneamente nello stesso tratto di materiale genetico.

Per anni la comunità scientifica si è divisa tra chi riteneva questa coesistenza impossibile per ragioni di ingombro strutturale e chi invece ipotizzava che potesse avvenire. Il nuovo lavoro dimostra che entrambe le strutture possono effettivamente coesistere, chiarendo inoltre il meccanismo alla base di questo fenomeno.

Il DNA si piega e si riorganizza

Nelle cellule, il Dna non si limita alla celebre doppia elica: può aprirsi, ripiegarsi e assumere conformazioni alternative. In alcune regioni specifiche, queste sequenze possono dare origine a strutture tridimensionali complesse, veri e propri “nodi” molecolari che influenzano il modo in cui l’informazione genetica viene letta e utilizzata.

Per studiarle, i ricercatori hanno sviluppato un modello sperimentale in grado di riprodurre condizioni controllate e reversibili, più vicine a quelle reali delle cellule rispetto ai sistemi utilizzati in passato.

L’equilibrio energetico come chiave del fenomeno

«La formazione simultanea di queste strutture non è impedita da un ostacolo fisico, ma dall’equilibrio energetico del sistema», spiega la professoressa Claudia Sissi. «È la stabilità delle diverse conformazioni del Dna a determinare se i nodi possono formarsi insieme oppure no». In altre parole, non è la semplice incompatibilità spaziale a guidare il processo, ma la competizione tra le diverse forme possibili della molecola.

Implicazioni per la ricerca e la medicina

La scoperta contribuisce a una comprensione più profonda del funzionamento del genoma e delle sue dinamiche interne. I nodi del Dna, infatti, possono agire come segnali biologici, influenzando il riconoscimento delle sequenze genetiche da parte delle proteine cellulari.

Alterazioni nella loro formazione sono state associate ad alcune patologie, suggerendo un possibile ruolo nei meccanismi di malattia. Da qui l’interesse per il loro potenziale come nuovi bersagli terapeutici. «Queste informazioni potranno aiutarci a individuare nuove strategie farmacologiche più mirate», sottolinea Sissi.

Lo studio, frutto della collaborazione tra Università di Padova, CNR di Perugia e Università di Lubiana, integra competenze di chimica, biofisica e biologia, contribuendo a ridefinire l’idea stessa di genoma: non una struttura statica, ma un sistema dinamico in continua trasformazione.