A volte serve essere crudeli

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biochemical pathways

Questo articolo è dedicato a coloro che, dopo gli interventi di Giorgio Masiero sull’abiogenesi, sottovoce si dicono : “Vabbè, ma secondo me è ancora probabile un mondo a RNA”.

 

Quando si parla di evoluzione per piccoli step, è sempre facile semplificare nominando i passaggi intermedi con lettere e frecce.

A -> B poi succede che B -> C -> D

In miliardi di anni, sicuramente sarà successo. Da A a B, che ci vuole.

Le cose invece, nella realtà, sono molto più complesse e passare da A a B, raramente è un passaggio biochimico banale, rarissimamente spontaneo e quando è così è in mezzo a decine di reazioni tutt’altro che spontanee.

Il mattone che ora vi propongo va contro ogni mia idea di divulgazione. Per stomaci forti. Anche questo è un modo per passare un messaggio, oltre ai dati.

 rna

 

Allora, per avere una base azotata (che fa parte dello scheletro dell’RNA) devo seguire un processo di sintesi nient’affatto banale. Qui esaminiamo in maniera un po’ più approfondita, ma senza esagerare, la sintesi che avviene nella cellula di uno dei quattro elementi che serve per avere dell’RNA (uno solo di questi quattro, non basterebbe per avere dell’RNA, noi ne vedremo solo uno : l’AMP).

amp

AMP

 

Non volendo  farvi venire il latte alle ginocchia, invece di iniziare da zero, inizio da una molecola di partenza che è il ribosio-5-fosfato (5 perché sul quinto atomo di C c’è il gruppo fosfato. Si inizia a contare dal CHO):

r5p

Lo scopo è sintetizzare l’AMP

Quindi, per chiarire, stiamo andando a sintetizzare un pezzo importante di una singola perla, che insieme a tante altre perle formerà la catena di RNA. In alcune perle ci sarà l’Adenosina Mono Phosfato (così capisci la P). In altre perle, altre basi azotate.

Senza perla, niente collana. Ok?

Andiamo avanti.

Allora, partendo dal ribosio-5-fosfato, attraverso un Enzima1, viene collegato un gruppo fatto da due atomi di fosforo e sei atomi di ossigeno che viene appunto collegato ad un ossigeno della catena mostrata (ribosio-5-fosfato).

E si ottiene l’intermedia2, ma per fare questo serve una molecola energetica di ATP (che è una cosa ancora più complicata dell’AMP che vogliamo ottenere, ma almeno è simile).

Poi l’Enzima2 prende un atomo di azoto dall’amminoacido glutammina (aMMinoacido, mi raccomando, niente americanismi, due MM) e la mette su un carbonio per produrre l’intermedia3 e nello stesso step, un gruppo fosforo-ossigeno viene estromesso.

Sotto la guida dell’enzima3, un amminoacido chiamato glicina si aggancia all’atomo di azoto dell’Intermedia3, attraverso uno dei sue due atomi di carbonio. Questo processo brucia un’altra molecola di ATP (che non potrei avere se non avessi già una molecola di AMP, che è quello che voglio ottenere…!). Qui si perde un atomo di ossigeno (vi risparmio di dirvi dove era legato, tanto ormai vi siete già persi).

Ora, per fare il punto, siamo alla molecola iniziale (ribosio-5-fosfato) più una piccola catenella con scheletro di carbonio. Nella fase successiva, arriva una molecola di acido formico (che ha due atomi di ossigeno legati ad un atomo di carbonio) che viene legato all’azoto numero 4 dell’Intermedia4, così da produrre Intermedia5.

Ma qui abbiamo un problemone: il formiato (che è l’acido formico in forma ionica) è ben poco reattivo. Bisogna solleticarlo un po’. Allora lo leghiamo (leghiamo! Facile così: è un enzima che lo lega) ad una vitamina che si chiama THF (parente alla lontana della vitamina B, e non chiedete nemmeno la complicatissima catena metabolica che serve per produrre la vitamina B).

Ora che il THF è stato legato al formiato, abbiamo bisogno dell’enzima4, altrimenti avremmo il THF che continua a galleggiare nella cellula in attesa di essere distrutto da un lisosoma e tutto si fermerebbe.

E invece no, l’Intermedia5 subisce ancora una modifica: l’ossigeno legato al carbonio numero 2 viene sostituito da un atomo di azoto, altrimenti col cavolo che le cose andrebbero avanti. Ora, in un laboratorio sarebbe facilissimo ottenere quest’ultima reazione: basterebbe aggiungere ammoniaca. Il problema è che l’ammoniaca distruggerebbe la cellula, mentre in concentrazioni bassissime andrebbe a reagire con molti altri siti dell’Intermedia5 rendendola inutilizzabile. Allora la cellula, che a quanto pare, sa il fatto suo (dopo un paio di bicchieri di superalcolici, potrei dire che ha coscienza di cosa le fa male e cosa no) fa donare l’atomo di azoto necessario da un amminoacido (in genere glutammina) con la supervisione dell’enzima5.

“Grazie alla magia catalitica di cui gli enzimi sono celebri, l’atomo di azoto si stacca dall’amminoacido, l’atomo di ossigeno viene espulso dall’Intermedia5 e l’atomo di azoto ne prende il posto per dar vita all’Intermedia6.” E qui serve una terza molecola di ATP.

Secondo me, non capite tutto tutto quello che vi sto dicendo, ma credo che il messaggio che vi sto mandando sta arrivando alla grande!

Ora andiamo avanti un po’ più sprint, viene usata ancora una molecola di ATP per inserire un  nuovo atomo di azoto e mandar via un atomo di ossigeno. L’azoto non lo prenderemo da chissà dove, ma dalla catena che sto sintetizzando e così chiudo un cerchio e avrò una molecola circolare.

Arrivo ad una elegantissima forma Intermedia che chiameremo 7, ma la storia non è ancora finita.

Ora serve aggiungere dell’anidride carbonica, ma mettercela in forma gassosa sarebbe tanto triste per la cellula, allora viene usata sotto forma di bicarbonato e viene posizionata sul carbonio 3 dell’intermedia7. Dobbiamo aggiungere altra ammoniaca, anche in questo caso verrà donata da un amminoacido, l’acido aspartico e non un altro. Così otteniamo l’intermedia8 e poi la 9, con una catena penzolante del resto dell’amminoacido che non si stacca, allora con l’enzima9 verrà rimossa l’appendice e avremo una bellissima intermedia10.

Ma l’intermedia10, da sola, non è l’AMP che mi serve per fare una delle mie perle di RNA. E una perla del mio RNA non è l’RNA con debole attività auto catalitica cui si anela. Per averla serve ottenere anche un super enzima che lega le perle fra di loro e, ovviamente, richiede energia chimica chiamata ATP.

Per stringere, alla mia Intermedia10 lego dell’altro formiato agganciato nuovamente ad una vitamina e ottengo l’intermedia11.

Accidenti, la terza figlia si è svegliata. Vado avanti ancora un minuto a scrivere ma sentitevi in colpa e finendo di leggere immaginatevi il pianto disperato della piccola infante.

Allora, Intermedia11, l’azoto in posizione 8 attraverso l’enzima11 sputa fuori un ossigeno e va a legarsi con la stessa catena formando un secondo anello. Quindi nell’intermedia12 ho il doppio anello. Così facendo ho ottenuto l’IMP, con altri due passaggi, sempre guidati da enzimi, arrivo all’AMP, usando nuovamente molecole di energia, ma stavolta non di ATP ma di GTP. L’enzima9 ritorna in gioco, viene riusato, questo sì è che riciclo!

I vicini stanno chiamando telefono azzurro, vi devo lasciare. Non ho dato i veri nomi ai vari intermedia e ai vari enzimi, altrimenti la crudeltà sarebbe stata troppa.

Spero di aver ottenuto l’effetto di un uragano su un castello di carte per coloro che credevano che si potesse ottenere per caso tutto questo. Chimicamente, in un laboratorio, è possibile ottenere dell’RNA ma con processi artificiali completamente inadatti per la cellula. Ma se anche un giorno qualcuno riuscisse a vedere la sintesi di RNA fuori da una cellula, deve mostrarmi come si passa dal metodo di produzione di RNA da fuori alla cellula, al processo di produzione all’interno della cellula (ora descritto).

Si è riaddormentata, evvai!

Ho ancora il tempo di dirvi che ho tratto la catena metabolica qui illustrata dal capitolo 7 del libro di Behe (La scatola nera di Darwin), ma questi descritti sono i processi normali che avvengono nella cellula per la produzione di oligonucleotidi. Processi illustrati nei più famosi libri di Biochimica.

Ogni intermedia è una molecola che è in uno stato intermedio fra la molecola da cui son partito e il mio AMP.

Ogni enzima è una proteina molto complessa.

Capito? L’RNA che si auto catalizza? E per averlo? Come fai? Aspettiamo fiduciosi.

Quando ci vuole, ci vuole. Eddai.

 .

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About Author

Laureato in Biologia tanti anni fa, prima di mettere in piedi una scuola di sopravvivenza va a specializzarsi in terra d'Etiopia per poi tornare e istruire a dovere, insieme a Silvia, 3 piccole amazzoni. Dopo 13 anni in un'azienda di Biotecnologie come Specialist e Line Leader, decide di divertirsi come Direttore Marketing per un noto marchio di gioielli, in attesa di nuove sorprese all'orizzonte.

44 commenti

  1. Giorgio Masiero on

    Ciò che resterà agli studenti occidentali infine, Max, di fronte a questa chimica che si rifiuteranno di apprendere, perché troppo difficile e intrigante, sarà il racconto leggero che la cellula è “uno schifo, una roba molle, fatta di cose spesso che non servono, messe lì, che uno si porta dietro dall’evoluzione” (Cicap, l’ente contro la superstizione…), che l’evoluzione non ha senso, è un risultato del caso, fatta di “geni egoisti” (Dawkins) e “autoreferenziali” (Pievani). E questa la chiameranno scienza, piuttosto che col suo vero nome dostoevskijano: nichilismo.

    • Son incuriosito di sapere se questo post viene visto come una lettura ‘di parte’ da chi trova ideologica CS. Però devo dar ragione al Cicap, la cellula è una roba molle. Come il cervello, ma non per questo meno complicata/o. Per il resto, Cicap et al. si sbagliano, ma tanto tanto. Scientificamente, si sbagliano.

      • Giorgio Masiero on

        Ho paura, Max, che la tua curiosità sarà delusa. I nostri amici darwinisti infatti, vuoi perché si dicono impreparati vuoi perché all’opposto ci considerano degli ignoranti e/o dei fanatici rispetto alla loro cultura scientifica obiettiva, hanno smesso da mesi d’interloquire sul piano scientifico…, da quando – mi par di ricordare – uno dei loro maestri, qui venuto a raccontare che di abiogenesi abbiamo non una ma una decina di soluzioni, non trovò la solita claque plaudente con l’anello al naso.
        Da allora questi amici, se hai notato, interloquiscono solo sui temi della politica internazionale, del sesso, dell’eutanasia, dell’etica o dell’ufologia…, ma di matematica, fisica, chimica, biologia, ecc., insomma di tecnoscienza neanche a sognarselo!

        • Ho notato la stessa cosa anche io.. però se intervengono altrove forse leggono tutto, hai visto mai che prima o poi… 🙂

  2. Prof. Masiero, riprendo qui in questo articolo, perché più aggiornato e comunque “on topic”, quanto ha scritto nei commenti dell’articolo recente sull’abiogenesi:
    “Forse Le è sfuggito, muggeridge, un elemento fondamentale della congettura dell’abiogenesi, quello cui facevo riferimento nel secondo articolo (Epistemologia dell’abiogenesi), ed è l’elemento comune a tutti i modelli: la replicazione . Se si parte da una molecola auto-replicante, si assume di conseguenza, per il teorema di con Neumann, che il “primo organismo è già bello e organizzato”, non Le pare?”

    Non mi è sfuggito affatto l’argomento principale. Solo non sono convinto che il parallelo con la stampante 3D che si auto-crea con l’estrazione di materie prime dal “suolo”, sia conveniente per argomentare con i fautori dell’abiogenesi, appunto perché consentirebbe loro di svicolare sulla questione principale, che è la replicazione.

    Ovviamente io sono convinto che la nascita del primo organismo vivente resti inspiegata e probabilmente inspiegabile. La prova di questa inspiegabilità sta nei tentativi di spiegarla con il multiverso, con la panspermia o, meglio, con entrambi, nel primo caso, come ha ricordato lei, non si spiega nulla perché tutto è possibile, nel secondo si sposta solo il problema “altrove” e l’unione di due “pensieri deboli” (per non dire nulli), non può certo risultare in qualcosa che assomigli anche solo lontanamente a una certezza.

    • Giorgio Masiero on

      Secondo me invece, muggeridge, il paragone con la stampante 3D è pertinente. Per 2 motivi:
      1) gli hobbisti hanno scoperto il teorema di von Neumann senza sapere che esisteva da 50 anni, ovvero che la replicazione non è una funzione, ma richiede un costruttore universale. Così anche una molecola replicante non può essere una molecola “semplice” come afferma Dawkins, ma deve già avere tutte le proteine!
      2) come caso particolare del t. di von Neumann, analogamente ad una stampante 3D che ha bisogno di materiale estrusivo elaborato inesistente in natura, così non servirebbe a nulla immergere una molecola ‘replicante’ in un brodo anche ricchissimo di tutte le sostanze minerali se la molecola non avesse tutte le proteine necessarie ad elaborarle per il suo metabolismo!
      Onestamente non riesco, muggeridge, a comprendere i Suoi timori. Chiuderei qua, se è d’accordo.

  3. D’accordo, siamo d’accordo, prof. Masiero, solo non riusciamo a comprenderci sulle questioni accessorie, quindi su punti secondari, che però sarebbero sfruttati dai fautori dell’abiogenesi.
    L’esempio della stampante 3D è per me ottimo e illuminante, quello che per me calza meno è solamente l’ipotesi di estrazione e trasporto di metalli e idrocarburi dalle rocce. Diciamo che chi teorizza l’abiogenesi immagina che le reazioni che hanno generato le molecole della vita siano avvenute in ambiente umido e giusto sulla superficie di rocce e minerali.
    Attingo da Wikipedia (voce “Esperimento di Miller-Urey”) fonte utilissima per avere in mano le carte che si gioca l'”abiogenista medio”:
    “Robert Hazen, geologo della George Mason University, ha dichiarato che:
    « […] Nell’arco di circa 10.000 anni una versione moderna dell’esperimento di Urey e Miller potrebbe effettivamente produrre una rudimentale molecola autoreplicante, capace di evolvere mediante selezione naturale: in breve, la vita. […] La spiegazione più plausibile è che le molecole autoreplicanti si siano formate prima sulla superficie delle rocce. Le superfici umide della Terra primordiale avrebbero costituito un grande laboratorio naturale, portando avanti in qualsiasi momento qualcosa come 10(alla trentesima) piccoli esperimenti, per un periodo durato forse da 100 a 500 milioni di anni. Un esperimento di laboratorio che duri per 10.000 anni può quindi tentare di ricreare questa situazione eseguendo un gran numero di piccoli esperimenti contemporaneamente. Dall’esterno, queste incubatrici molecolari apparirebbero come stanze piene di computer ma al loro interno ci sarebbero laboratori chimici on-chip, contenenti centinaia di pozzi microscopici, ognuno con diverse combinazioni di composti che reagiscono su una varietà di superfici minerali. […] Sarebbe possibile ridurre il tempo necessario da milioni a migliaia di anni concentrando gli esperimenti su composti che hanno maggiori probabilità di comportarsi in modo interessante. Con un po’ di fortuna, alla fine avremmo imparato abbastanza cose su come lavora la natura per riuscire a ridurre ulteriormente questo tempo a poche decine di anni[15]. »”

    • Benissimo Muggeridge,
      ti lascio anche la mia risposta.
      Facciamo finta che l’abiogenista medio abbia ragione.
      quali di queste migliaia di esperimenti immaginari ha avuto successo?
      No, perchè…a parlare son tutti bravi. Omero e tutti quelli prima e dopo di lui. Ma qui parliamo di scienza. Quale di queste migliaia di esperimenti ha avuto successo? Assordante silenzio. L’abiogenista medio dovrebbe farsi suffragare da fatti.

    • Giorgio Masiero on

      Il piccolo problema della favola di Hazen, muggeridge, è che non porta alcun calcolo per i suoi “potrebbe”, “un po’ di fortuna”, “10.000 anni”, “sarebbe possibile” e bla bla, quando anche Dawkins ha calcolato che nemmeno una molecola di emoglobina (per non parlare dell’RNA, v. questo articolo) puo’ assemblarsi da sola nell’ipervolume cosmologico 8D. Invece coloro che fanno i calcoli per un replicante – e gli hobbisti della stampante 3D l’hanno toccato sulla loro pelle – sanno quali sono i numeri e le condizioni fisicamente necessarie.
      Quindi io continuo a non capire perché il t. di von Neumann dovrebbe valere per la stampante 3D, ma non per una molecola replicante! Mi spiega questo, per piacere: perché un replicante chimico non deve necessariamente essere un costruttore universale? Forse la vita è fuori dalle leggi della fisica? Certo, lo so che ci sono anche coloro che pensano questo (i vitalisti), ma non mi risulta che ci siano darwinisti vitalisti…

  4. Se non si fossero formati degli aminoacidi in questi esperimenti penso che gli abiogenisti non esisterebbero più. Questi esperimenti li spingono a pensare che ci siano stati anche dei passi successivi per raggiungere una maggiore complessità, poi è ovvio che iniziano gli ostacoli logico-probabilistico-matematici da voi enunciati per avere molecole più complesse, ma il primo passo suffragato da questi fatti tiene in vita la loro teoria.
    Quanto alla domanda del prof. Masiero, ovviamente io non ho una risposta, dico solo che nell’ultimo articolo sull’abiogenesi di inizio mese il prof. mi pareva più aperto verso questa possibilità, devo dedurne che il t. di Von Neumann sia stato risolutivo e illuminante anche per lei riguardo a tale questione.

    • Giorgio Masiero on

      Io penso, muggeridge, che quando si scrive (tanto più se per giunta si pubblica), si debba essere molto rigorosi, per rispetto alla verità e ai lettori.
      Nel precedente articolo, dopo aver ammesso il “piccolo passo avanti” del “quasi-modello” di mondo a RNA consistente nell’autocatalisi di “frammenti” di RNA in molecole maggiori, avevo però chiuso con una considerazione ed un dubbio:
      – La considerazione. Anche i frammenti sono di complessità tale da non potersi essere assemblati a caso.
      – Il dubbio. Anche ammesso l’auto assemblaggio dell’RNA, può esistere in linea teorica una molecola replicante senza il corredo restante (di milioni di molecole) della cellula?
      In questo articolo, muggeridge, ho affrontato quel dubbio ed ho portato gli studi matematici di von Neumann degli anni ’60, cui tuttora fanno riferimento gli studiosi di IA. Von Neumann è stato a mio parere il più grande matematico del ‘900, senza il quale non avremmo forse oggi né i computer né una TQC formalmente corretta. Quindi io confermo quel dubbio, come ho detto, tanto più che c’è anche un dato sperimentale grande come una montagna: i 6 ordini di grandezza di salto – dico salto – tra la materia inanimata e quella animata.
      Conclusioni? Ritengo molto più plausibile (in buona compagnia: Bohr, Monod, Crick, …) che l’abiogenesi sia impossibile da dimostrare, piuttosto che sia dimostrata. Anche se per prudenza non escludo questa possibilità, con riguardo esclusivo alla vita vegetativa, perché von Neumann non dimostra conclusivamente che il suo modello sia quello minimale.
      La ringrazio comunque, muggeridge, di questo confronto perché sono sicuro che è stato utile.

  5. Giuseppe Cipriani on

    Mi dovete scusare tutti per quello che scriverò qui di seguito, per la domanda fanciullesca, ingenua da par mio…
    Punto primo. A leggervi capisco, ricavo solo che l’abiogenesi è un’enigma che non avrà soluzione umana… Del tipo: l’unica è rinunciare a cercare soluzioni, e non perdere tempo.
    Punto secondo. Se tutte le congetture, più o meno azzardate, finiscono inesorabilmente nel “risibile matematico” che dimostra che non c’era tempo perché certi meccanismi avvenissero,

    dal momento che il fatto è capitato,

    mi sapete dire quale congettura/idea/genialata sull’abiogenesi potrà avere almeno il requisito minimo per essere presa scientificamente sul serio?

    • Giorgio Masiero on

      Le faccio 2 domande, Cipriani, e dopo che mi avrà risposto (sinceramente, come Lei pensa), io risponderò alle Sue:
      1) i moti nel sistema solare – del Sole nella Galassia, dei pianeti intorno al Sole, dei satelliti intorno ai pianeti, dei meteoriti e delle comete -, considerati come un solo meccanismo (simile ad un orologio) e isolati idealmente da tutto il resto del mondo, costituiscono un sistema in equilibrio stabile o invece sono destinati a scontrarsi tra loro?
      2) c’è una ragione perché noi uomini, creature di questo mondo, dobbiamo avere il privilegio di saper rispondere a tutte le domande riguardanti il mondo?

      • Giuseppe Cipriani on

        Ho inteso dove vuole parare con una doppia domanda che in sintesi ne racchiude una sola… Mi verrebbe spontaneo risponderle “non lo so”, e in quel caso credo che sarei in buona compagnia.
        Magari lei, prof. Masiero, e forse anche io, visto che ultimamente mi nutro di suggestioni, pensa che il sistema solare sia in equilibrio quel tanto che basta
        per durare un tempo sufficientemente lungo, cioè quanto
        serve per dare alla vita il tempo di passare dalle forme
        primordiali a organismi sempre più complessi, fino a produrre… l’Homo sapiens, una specie che ha ricevuto in dono il “privilegio” di riflettere sul mondo in cui vive e di comprenderne i meccanismi…

        Una bella storia, direi. E lei che ne dice?

          • Giuseppe Cipriani on

            Perdoni l’ambiguità retorica che mi ha preso la mano… In realtà non ho risposte. Tra quello che mi piacerebbe che magari fosse e quello che temo che in realtà sia, decido per quella terra di mezzo che lascia campo aperto alle soluzioni, anche suggestive, che il cuore ispira o, meglio, ispirerà…

          • Giorgio Masiero on

            La domanda 1) è indecidibile, per dimostrazione scientifica (Qiudong Wang, 1991). Non lo sapremo mai. Punto.
            E’ questo un esempio della tesi del t. di Goedel, secondo la quale ci sono questioni indecidibili in matematica (e quindi in scienza empirica che, come si sa, usa la matematica). Un altro es. di questione indecidibile è la congettura di Cantor. E poi ci sono tutte le questioni NP di cui parlo nel mio ultimo articolo e con le quali si confrontano tutti i giorni coloro che fanno economia industriale e finanza!
            Quindi la domanda 2) ha risposta negativa: non c’è nessuna ragione per la quale noi umani si debba avere una risposta scientifica a tutto.
            Sinceramente sono meravigliato, Cipriani, di ripetere queste tesi che ho spiegato infinite volte nei miei articoli, compreso l’ultimo di questa settimana sull’abiogenesi.
            Di fronte ai limiti della ragione, dimostrati dalla ragione stessa, è ragionevole prendere atto di questi limiti, oppure intestardirsi a opinare che non ci sono misteri per la ragione?!
            Rispondo ora alla Sua domanda, come promesso: i requisiti a cui deve obbedire un modello dell’abiogenesi per definirsi scientifico sono stati da me descritti nell’articolo Epistemologia dell’abiogenesi, che ho scritto apposta contro i bidoni venduti un tanto al chilo. Che sia trovato un tal modello non lo escludo tassativamente, però lo ritengo molto improbabile alla luce del t. di von Neumann sul costruttore universale, così come ho spiegato nell’ultimo articolo.
            Quindi è anche possibile ciò che ritenevano Bohr e Monod e Crick e molti altri scienziati (anche atei) per certo, cioè che non sapremo mai come è comparsa la vita sulla Terra.

  6. Christian Parolini on

    Grandissimo MAX: questo articolo esplica bene cosa voglia dire sintetizzare le molecole, e come dal “caso” si possa solo ottenere un pastone informe di sottoprodotti inutilizzabili.

    Mi permetto di aggiungere che il ribosio e gli amminoacidi sono molecole chirali e che hanno (nel caso del ribosio) diversi centri stereogenici; la cosa strana è che esistono solo gli enantiomeri che osserviamo quotidianamente e non esistono tutte le altre combinazioni stereochimiche delle suddette molecole (combinazioni che sono di diversi ordini di grandezza più abbondanti, se formatesi in un ambiente non stereospecifico come il brodo primordiale).

    Per rispondere ad un interessante quesito di MUGGERIDGE, fatto sul mio commento nell’articolo del prof. Masiero Tecnologia dell’abiogenesi e commento che potrebbe essere riallacciato anche a questo articolo, nel brodo primordiale non erano già a disposizione le molecole monomere costituenti i polimeri biologici … piuttosto queste molecole avrebbero dovuto formarsi da reagenti inorganici quali acqua, acido cianidrico, metano, anidride carbonica ecc… tutte molecole inorganiche e soprattutto achirali.

    Da notare che la stereospecificità delle reazioni organiche è ottenuta (in vivo o in vitro) solo se si utilizzano dei reagenti già stereochimicamente puri o se si utilizzano enzimi stereospecifici già disponibili in natura.

    Prendendo spunto anche da un calcolo del prof. Masiero in un suo precedente articolo, è possibile affermare che la probabilità che per “caso”, in soli 3,5 miliardi di anni, da molecole inorganiche achirali semplici si siano formati prima i monomeri biologici stereospecificamente puri e poi le catene di RNA, proteine ecc…, ebbene questa probabilità è centinaia (se non migliaia) di ordini di grandezza inferiore rispetto alla probabilità di vincere 10 volte di seguito al Superenalotto.

    Spero di aver chiarito che cosa intendevo dire nel mio precedente commento, inserito nell’articolo del professore (se il linguaggio usato è troppo tecnico, proverò ad utilizzare una spiegazione più semplice).

    • Giorgio Masiero on

      Che musica! Questa è scienza empirica, calcoli alla mano e concetti inequivoci, il resto è poesia per bambini… o adulti (tecnicamente) rimbambiti. Grazie, Parolini.

    • Giuseppe Cipriani on

      Sì, certamente troppo tecnico, almeno per me…
      Del resto, non l’ha mica ordinato il dottore di leggere cose che si stenta a capire… Ma ci si prova sempre, e la colpa, di certo, è spesso di chi non capisce, senza magari scordare che il pubblico degli utenti di CS svaria dall’adulto (tecnicamente) rimbambito a chi mastica qualche concetto, a chi capisce quasi tutto, per finire a chi capisce ogni cosa ed è pronto a rilanciare.
      Una cosa ormai è chiara, almeno per me: qui su CS, ragazzi, si creano stimoli, si seminano idee, si raccolgono provocazioni, si cerca brillantemente di rimanere nella luce e non nell’ombra, in quella luce che dovrebbe rifulgere in ogni animo che ha voglia di capire. E si cerca di farlo anche dinanzi a una comunità scientifica ufficiale che sembra molto distante, e almeno qui si dà il senso di come dovrebbe essere una comunità scientifica fatta non solo per addetti ai lavori. Come il sito del Sibe, che appare come un sepolcro imbiancato, almeno ai profani come me che tutte le volte che hanno cercato di trovarvi spunti utili hanno sbattuta il naso dinanzi al coma effettivo di un sito quasi mai aggiornato…
      Per tornare in tema: sono l’uomo delle domande, e nonostante mi si rinfacci continuamente qualche domanda di ritorno, continuerò a farne, non fosse altro che per stimolare chi, come me, vorrebbe farne e non ne fa… Mi chiedo stavolta com’è possibile avere le idee tanto chiare su come devono essere avvenuti certi processi, tanto da identificare l’impossibilità che siano avvenuti, calcolando addirittura le probabilità (del solito caso che quando fa comodo diventa all’improvviso il caso estremo) di queste “impossibilità”.Insomma, viene mai il dubbio, piccolo piccolo, che forse le cose sono avvenute in modo più semplice di come vogliamo figurarcele? Non so se ho reso l’idea in modo significativo, ma con un po’ di impegno si può almeno intuire cosa intendo…

      • Giorgio Masiero on

        Qui siamo, Cipriani, i primi (e direi gli unici, tra chi crede di cavarsela col caso e chi col Progetto Intelligente) a non credere alla fortuna, a chi fa 13 tutte le domeniche per un anno di fila, al colpo doppio alla roulette, ecc., ecc., o all’opposto che c’è in natura all’opera un demone intelligentissimo che fabbrica cellule e inventa leggi matematiche.
        Io sono quasi sicuro, per fede metafisica, che ogni effetto ha una causa e che quindi c’è una spiegazione a tutto. Per questo si deve continuare la ricerca, senza accontentarsi di due paroline opposte incontrollabili e impotenti. Ma sono anche sicuro, per certezza matematica, che non è detto che la nostra ragione limitata possa arrivare a spiegarsi tutto…
        Qui non si fa ricerca, ma si esaminano le ricerche altrui: se ne troveremo di non farlocche, lo scriveremo.

      • Christian Parolini on

        Buongiorno Giuseppe,
        io non ho assolutamente le idee chiare su cosa sia successo sulla Terra qualche miliardo di anni fa.

        Quello che posso dire è che, preso atto della teoria dominante proposta per l’abiogenesi ed avendo studiato la chimica (reazioni, strutture chimiche ecc…), rimango parecchio perplesso quando a livello divulgativo ed anche scolastico si ritiene a cuor leggero che le cose siano andate quasi certamente così.

        Sarebbe come dire che dal petrolio, a forza di calore, raggi ultravioletti, pressione e via discorrendo, si possano ottenere spontaneamente tonnellate di polipropilene isotattico puro (che è stereospecifico … il Moplen per intenderci).

      • Christian Parolini on

        Ho visto i link che ha proposto e sono parecchio interessanti.

        Questi due articoli (soprattutto il secondo) mi hanno sollevato tre domande: 1) cosa ne è dei prodotti a chiralità mista e non ho letto se ad un certo punto ne viene bloccata la produzione dall’ambiente di reazione; 2) vedendo il disegno del ciclo di replicazione, è descritta la produzione (come prevista dalle reazioni che partono da reagenti achirali) sia delle sequenze destrogire pure che delle sequenze levogire pure; oggi nella biosfera gli organismi viventi hanno le molecole con solo una delle due chiralità; 3) viene menzionata la chiralità degli amminoacidi ma non viene descritta la produzione di molecole di ribosio stereochimicamente pure (4 stereocentri per molecola monomera in forma ciclica).

        Comunque, mai mi permetterò di giudicare non valido un articolo, specie se è supportato da fatti sperimentali e misurabili. I miei dubbi sulle teorie odierne sull’abiogenesi sorgono dal fatto che dall’esperimento di Miller, effettuato un po’ di decenni fa, una buona parte dei divulgatori scientifici ecc… hanno dato quasi subito per scontato quale fosse il meccanismo che ha portato alla nascita della vita, neanche fosse un dogma di fede.

        Se dei ricercatori, oggi o in futuro, dovessero portare delle prove sperimentali a supporto di un’ipotesi su qualsivoglia argomento, ben vengano … prove sperimentali però, non congetture. Fino ad oggi i sostenitori dell’abiogenesi hanno sempre menzionato il “caso” come motore del tutto e perché non sapevano dare una risposta alla complessità degli organismi viventi; è per questo che quando uno scienziato supporta la sua ipotesi solo con l’ausilio del “caso” beh, ci vuol poco a capire che abbiamo avuto proprio un esponenziale ed astronomico colpo di fortuna ad esistere.

  7. Giorgio Masiero on

    @ muggeridge, Parolini
    Occorre riconoscere in questo caso agli autori l’onestà di dire: “Understanding how life arose from non-living matter remains a fundamental scientific mystery”. E questo è ciò che devono insegnare gli insegnanti onesti ai loro allievi, non le balle dei giornali, degli Odifreddi che ci vengono a dire che di soluzioni dell’abiogenesi ne abbiamo tante da avere solo l’imbarazzo della scelta o dell’Associazione degli Insegnanti Italiani di Scienze che nel loro sito scrivono che il “problema non è ancora completamente chiarito”, quasi si trattasse solo di questione di dettagli.

  8. Giuseppe Cipriani on

    Un’altra cosa, sempre a livello di sensazioni, congetture, idee (in mancanza di soluzioni valide)…
    A voler a ogni costo escludere il “caso” (inteso come una variabilità di circostanze/coincidenze/contingenze che potevano accadere e anche no) non si corre il rischio di DOVER allora per forza pensare a una serie di cause ed effetti inevitabili, che dovrebbero far propendere per una sorta di “innesco” dopo il quale tutto si è svolto in maniera bella liscia? Perché è così strampalato, per esempio, pensare che la vita poteva anche non essere mai sorta? E che dal momento che è sorta è stato per una fatalità?
    Scusate la confusione che faccio, ma mi serve per capire bene. A me pare più metafisica (se si può dire che avere dubbi sia meno metafisica) sostenere che abbiamo un senso?

    • Giuseppe Cipriani on

      Una via di mezzo per l’Homo vertice (per ora) dell’abiogenesi… Tra non abbiamo nessun senso e, all’opposto, abbiamo un senso preciso ci può essere una via di mezzo che faccia coincidere i due estremi, la due facce della stessa medaglia?

  9. Mi fa piacere, Parolini e prof. Masiero, che abbiate voluto considerare il link che ho inserito sopra. Mi sono limitato alla documentazione più sintetica, ma per chi volesse approfondire ci sono altri studi e altri documenti, non solo sui peptidi, ma anche sui prioni (altre molecole, proteine, autoreplicanti):

    http://fab.cba.mit.edu/classes/S62.12/docs/Robertson_minimal.pdf

    http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2857173/

    http://www.newscientist.com/article/mg21328524.800-prions-point-to-a-new-style-of-evolution.html#.VG-xLfmG_zM

    Un documento molto più schematico e di facile comprensione che ho trovato sulla questione è quello dell’Un. di Vienna:

    https://www.univie.ac.at/physikwiki/images/3/3b/Chem_evo_ws1011.pdf

    In questo ultimo documento viene illustrata la SIPF, ossia la Salt-Induced Peptides Formation, ossia la formazione di peptidi indotta dal sale (il semplice sale marino). Si noti il rame che agisce come catalizzatore e centro della reazione (in questo modo lo si trova in diversi enzimi per esempio nell’ubiqua citocromo c ossidasi).

    @Cipriani

    La “mia metafisica” attinge da Teilhard de Chardin e Bergson (e “si parva licet..” da F. Tipler): per me la visione atea e materialista potrebbe essere compatibile con quella teista, per la “singolarità” finale sulla quale convergerebbe il processo, “singolarità” identificabile con Dio. Anche se il tutto originasse dal caos e dal caso con la comparsa della vita si nota un’inequivocabile convergenza verso sistemi più complessi e verso l’intelligenza e l’autocoscienza dell’intero universo che dovrebbe appunto culminare in tale “singolarità”, questa starebbe pertanto fuori dal tempo, quindi oltre che essere alla fine del processo, può essere considerata presente all’inizio dello stesso, prima di esso e ovviamente nel corso del suo sviluppo, in altre parole eterna.
    A livello pratico se ragioniamo in termini spazio temporali (a livello orizzontale) Dio non esiste o non esiste “ancora”, ma, uscendo da questo limitato orizzonte dimensionale (a livello verticale), Dio semplicemente “è” (e il Creato è nelle sue mani).
    « Dio disse a Mosè: “Io sono colui che sono”. Poi disse: “Dirai così ai figli d’Israele: «L’Io Sono mi ha mandato da voi»” » (Esodo 3,14). Nel testo ebraico originale “Io sono colui che sono” tradotto letteralmente è “Io sarò colui che sarà”.

    • Ciao Mugge,
      I prioni non sono proteine autoreplicanti.
      I prioni sono proteine che hanno una conformazione diversa dalle proteine ‘sane’ e quando entrano in contatto con quelle sane le deformano facendole diventare della stessa loro conformazione (a foglietti beta invece che alfa).
      Il mio articolo : le basi della scienza, te lo spiega.

    • Giuseppe Cipriani on

      La dirò grossa… Teilhard de Chardin ho cercato di capirlo, senza riuscirci. Alla fine mi sono rimaste in seno più le diatribe che ha avuto con le gerarchie cattoliche (pensanti) che i contenuti della sua scienza, che, lo ammetto umilmente, m’è parsa più visionaria che poggiata su considerazioni razionali… Ma, come sempre, il vuoto che ho in testa è colpa mia che non ho voluto più approfondire.

        • Giuseppe Cipriani on

          Ne approfitto, Max, per una considerazione sul tuo articolo (o, meglio, sulle modalità della tua analisi), spero centrata…
          Non entro nel merito dei contenuti, per il semplice fatto che non sono in grado di farlo, ma solo riguardo a una questione di logica spicciola, se tale può essere definita…
          Nel caso in questione, come in altri simili qui su CS, alcuni amici mi hanno fatto notare come spesso si tratti di statistiche, analisi, verifiche “ex post”, intese cioè a dimostrare l’impossibilità di avvenimenti già accaduti, in pratica si strizza l’occhio alla bassa probabilità di eventi che si sono verificati.
          Io dico: qualcosa doveva pur accadere (ed è accaduto), in barba alla statistica che vorrebbe dimostrare il contrario.
          Mi pare che questi stratagemmi, queste modalità, siano molto usati proprio per “negare” quel caso-non caso (quando ci si deciderà a definirlo per bene e in modo chiaro, univoco per tutti?) qui tanto tirato in ballo… Sono riuscito a far passare il concetto?

          • Buon giorno, premetto che sono totalmente ignorante in materia ma avrei una domanda da porvi, nel caso in cui si riuscisse a sintetizzare o trovare proteine o cellule autoteplicanti ( scusatemi se uso termini inappropiati) sarebbe confermata la teoria della abiogenesi o la strada sarebbe ancora lunga?

          • Ciao Davide,
            nel caso si riuscisse a sintetizzare una molecola autoreplicante, purtroppo la strada davanti è ancora tanta. Le prime domande da porsi:
            1. le molecole ottenute son molecole che si autoreplicano solamente oppure saprebbero catalizzare reazione per sintetizzare qualcosa d’altro?
            2. Se non sintetizzassero nient’altro che se stesse, non abbiamo fatto niente.
            3. Avessimo ottenuto sintesi anche di altro, dovremmo vedere di che parliamo (cioè che altre molecole sanno sintetizzare). Perchè lo scopo è ottenere una cellula, niente di meno di una cellula. Oppure forse basterebbero delle micelle lipidiche con dentro del DNA? o RNA? si può dire veramente tutto e il contrario di tutto, Piero. E’ così alta la percentuale di speculazione che anche quello che ho appena scritto lascia il tempo che trova. Aspettiamo. Per ora la scienza, su questo punto, non sa. Punto. Di più, non ha la minima idea di come potrebbe essere andata.

  10. Allora Cipriani faccia finta che non abbia accennato a Teilhard 🙂 , a me questa “metafisica” è servita semplicemente per conciliare la mia visione precedente di non credente con quella successiva di credente, ma non la propongo come se potesse essere la verità, solo come qualcosa che potrebbe essere di qualche utilità a chi si trova al bivio tra credere e non credere. La cosa essenziale di questa visione è la questione del “senso” che lei ha sollevato sopra, ebbene per me il “senso” nell’evoluzione è evidente, quindi bisognerebbe chiedersi verso dove proceda, che è poi la cosa che fa indispettire i vari atei e agnostici che negano che l’evoluzione abbia una direzione che raggiunge gradi di complessità via via maggiori e che esita nella coscienza e nell’intelligenza (l’uomo), in altre parole negano l’evidenza, perché utilizzano appunto coscienza e intelligenza per negarle, una lampante contraddizione.
    Venendo alla questione posta da Davide, credo che l’abiogenesi dipenda da cosa chiamiamo “vita” (bios), sin qui abbiamo giusto considerato il formarsi di molecole della vita dalle più semplici a quelle un pochino più strutturate, ma al primo organismo definibile come “vivente” non ci siamo arrivati. Comunque non potrebbe essere che così: sappiamo di che “mattoncini” siamo fatti e sarebbe assurdo trovare una costruzione senza trovare i materiali da costruzione utilizzati.

    • Giuseppe Cipriani on

      La ringrazio Muggeridge, e mi spiace non aver inteso prima il concetto.

      Quel senso che lei ora trova è lo stesso che io spererei di trovare o non trovare (in modo definitivo)… Sono quasi precipitato nel versante dove regna la mancanza di senso, mancanza di senso che invero offrirebbe, a lasciarsi convincere fino in fondo, anch’esso molte rassicurazioni: il senso del non senso… Non è anch’esso perfetto? E non fa quadrare per bene i conti con la imperfetta umanità? Se a questo portano una coscienza e un’intelligenza forse sommo vertice dell’evoluzione, lei dice che costituisce una lampante contraddizione… E qui, allora, mi perdo.

  11. Giorgio Masiero on

    @ Cipriani (sul “caso”)
    Davanti, Cipriani, alla maggior parte delle cose che mi accadono, anzi davanti a quasi tutte quelle che sono indipendenti dalla mia volontà, anch’io potrei dire che dipendono dal caso…, ma solo nel senso che non conosco tutta la catena causale per cui sono accadute! Così per es., “per caso”, ho conosciuto la donna che sarebbe diventata mia moglie e Le risparmio l’elenco di tutti i successivi eventi importanti della mia vita che ne sono conseguiti, possiamo dire “per caso”, a causa di quella circostanza casuale iniziale.
    Io chiamo ciò più precisamente “contingenza”, per evitare suggestioni filosofiche.
    Detto ciò se al casino il mio vicino di banco vince sempre ad ogni tiro di pallina, e il giorno dopo uguale, e il giorno dopo ancora uguale, e viene fermato da una guardia del casino che gliene chiede conto, e lui risponde: “Lei ragiona ex post! Qualcosa doveva pur accadere (ed è accaduto), in barba alla statistica che vorrebbe dimostrare il contrario”, secondo Lei una guardia del casino che fa il suo mestiere cosa fa? Dice “Ok, caso chiuso” o vorrà aprire un’indagine sull’accaduto? Secondo me, la scienza si differenzia in questo dall’ignoranza crassa, per la sua curiosità: non dice mai “caso chiuso” davanti ad eventi talmente improbabili da apparire impossibili, ma vuole capire e per questo fa ricerche e indagini.

    • Giuseppe Cipriani on

      Forse ho capito dov’è sbagliato (fallace) il ragionamento dei miei amici che ritenevano (presuntuosamente) di aver trovato un crepa nell’impianto antidarwiniano… Diciamo che dinanzi a una frode (quella del giocatore che vince sempre) qualcosa deve per forza non quadrare, là non si tratta certo di accadimento che stava nel novero delle probabilità… E così, lei dice, aiutato dalla statistica, è quel che ci viene presentato da coloro che pensano che l’evoluzione sia avvenuta in un certo modo, e praticamente “impossibile” secondo i numeri. Devo metabolizzare bene.
      Ma intanto, legata al suo “insegnamento”, ritengo invero interessante il discorso sulla contingenza (un cavallo di battaglia del prof. Pievani, che ben spiega nella sua opera sulla vita inaspettata) di un fatto iniziale che l’ha portata a dare un indirizzo ben definito alla sua vita, fatto contingente iniziale che ha selezionato i fatti contingenti successivi, escludendone altri che sarebbero magari avvenuti se il primo fatto contingente fosse stato (per caso) diverso… Un’altra donna, altri figli, altri parenti stretti, amicizie diverse, incontri e viaggi tutti frutto di quel primo avvenimento “contingente” che ha ridotto le innumerevoli possibilità che avrebbe dovuto avere all’inizio, quando le donne potenzialmente mogli erano più di una… Ho reso l’idea del mio tarlo?

      • Giorgio Masiero on

        Sì, ho capito, Cipriani. Evidentemente Pievani non si accontenta del discorso sciocco di quei Suoi amici d’ignorare la potenza della statistica (cioè della matematica, che è il linguaggio della tecnoscienza). Però anche Pievani commette l’errore (in compagnia di Dawkins) di tirare in ballo la selezione naturale per addomesticare il caso. Ma, come abbiamo più volte spiegato, la selezione naturale seleziona dopo l’avvento della mutazione casuale quella ‘buona’ da quella ‘cattiva’, non prima (altrimenti sarebbe Progetto Intelligente), e così il caso non è addomesticato ma è a priori libero di esercitare tutta la sua infinità ergodicità e… allora non c’è abbastanza tempo – almeno in questo Universo – per produrre la magnificenza della vita.
        No, le alternative sono solo 4:
        1) o caso E INSIEME multiverso (tempi infiniti, possibilità infinite), come vuole Koonin;
        2) o ID (che poi vuol dire creazionismo);
        3) o leggi fisiche ancora da trovare (questa è la mia preferenza);
        4) o un mistero che la ragione umana non è all’altezza di risolvere (Bohr).
        NB. Dal punto di vista teologico, tutte le 4 alternative sono indifferenti, come ho spiegato nel mio primo articolo dedicato all’abiogenesi. Anche qui Pievani sbaglia, perché per lui l’alternativa 1 (che è quella in cui crede fermamente) significa anche dimostrazione di inesistenza di “senso” (cioè di Dio).

        • Giuseppe Cipriani on

          Intanto grazie per la paziente spiegazione. E le assicuro che mediterò su ogni fronte…

  12. Christian Parolini on

    @Max, prof. Masiero, Muggeridge, Cipriani

    Buongiorno a tutti e scusate per la mia replica tardiva.

    Il fatto positivo e costruttivo di tutti questi commenti, secondo il mio parere, è che in questo sito si vuole parlare col linguaggio della scienza empirica, fatta di osservazioni, ipotesi, analisi e teorie, con l’umiltà in futuro di saper dire: ”Quello in cui abbiamo creduto come teoria scientifica è da modificare o tutto da rivedere”. Cosa che, come esplicato più volte sia da prof. Pennetta che da prof. Masiero, in alcuni “ambienti culturali” non accade.

    Poi va detto, la “fretta” di coloro che vogliono sostenere l’abiogenesi con congetture casualistiche altro non è che un tentativo forzato di mostrare, attraverso la scienza empirica (che per definizione si occupa solo degli enti immanenti), l’inesistenza di un qualcosa di trascendente.

    • Giorgio Masiero on

      Non sono sicuro, Parolini, che la “fretta” di chi ricorre in scienza empirica esageratamente al caso nasconda sempre il tentativo di dimostrare “l’inesistenza” del trascendente. Come ha spiegato ancora il cardinal Newman ai tempi di Darwin ed è stato ribadito ripetutamente dalla teologia cattolica, non c’è nessuna incompatibilità tra l’accadere di eventi casuali in natura e l’esistenza di un Creatore.
      Certamente quella “fretta” coincide con l’ybris di credere che la ragione umana possa rispondere a tutte le domande che l’uomo integrale si pone. Questa pretesa, oltre che negata dalla matematica (v. i problemi indecidibili e i problemi NP), è tanto più assurda in una concezione naturalistica (v. dubbio di Darwin).