Basi proteiche replicanti per la codificazione delle memorie

Dalla cooperazione molecolare alla capacita di apprendimento

In tal senso il processo evolutivo delle specie viventi ha quindi generato una sempre più ampia capacita di apprendimento che oggi possiamo iniziare ad analizzare più coscientemente cercando di comprenderne le radici di livello molecolare, e ciò risulta oggi possibile facendo particolare attenzione alla organizzazione bio-chimica del ciclo metabolico delle cellule neuronali.

Il turnover proteico nei neuroni

Come tutte le alte cellule eucariotiche i neuroni cerebrali nel loro metabolismo sintetizzano proteine codificate dal ribosoma secondo le istruzioni prelevate dal codice genetico e ciclicamente le degradano per tramite la corrispondente struttura, detta proteosoma, la quale le frammenta con metodi enzimatici tagliandole in peptidi di sequenza definita ed in amminoacidi liberi ottenuti per idrolisi chimica. Questa degradazione sequenziale del turnover proteico, non è del tutto casuale proprio in quanto permette l’evolversi del sistema metabolico ordinando ed integrando un primordiale sistema di crescita proteica, di origine pre-biotica, basato su un sistema di polimerizzazione proteica, che in particolare si suppone permetta alla cellula neuronale di creare le basi molecolari di codificazione delle memorie, e cioè i mattoni ovvero le lettere molecolari, che successivamente possono essere assemblate dal sistema cerebrale permettendo ad un ordine superiore di sintesi di realizzare la significazione mnemonica che è alla base di ogni sistema di apprendimento.

Polimerizzazione, prioni e iniziatori

La polimerizzazione della degradazione proteica si basa su la presenza di un “iniziatore”; vari ricercatori presumono che i Prioni Comuni (PrC) (ovvero altre proteine similari), possano fornire l’innesco per dare inizio ad un sistema di polimerizzazione graduale e controllata da Terminators capaci di interagire reversibilmente ( <-rev.-> ), agendo da enzimi regolatori dello sviluppo della espressione di una catena polipeptidica, che si sviluppa sulla base di un modello di crescita, abbastanza similare nel procedimento a quello noto come ” Polimerizzazione Radicalica Vivente “. Seguendo un simile modello è possibile infatti generare una sequenza proteica non più esclusivamente dipendente dalle informazioni genetiche e che pertanto permette di codificare, a livello molecolare, le basi di espressione delle relazioni cerebrali con l’ambiente, generando una capacità di crescita creativa di indole epigenetica dei sistemi viventi cerebralmente più evoluti.

Come si sviluppa la sequenza di codificazione

La sequenza di codificazione è ipotizzabile che si sviluppi nel modo seguente: PrC (innesco) + P ( Peptide) = PrC-P * ( sezione polimerica (*) attiva ) La attivazione del complesso (*) può essere generata dall’ accopiamento con uno ione metallico ( es il Calcio (Ca++ binding loop ), la metallo-proteina forma un legame di bassa affinità che si annulla con la reazione l’enzima di terminazione (T), e reversibilmente si dissocia in conseguenza di condizioni di cambiamento della reattività cellulare.La reversibilità (<-rev.->) della reazione terminale permette un procedere della auto-replicazione della catena peptidica, in una serie crescente di sequenze regolate da condizioni che riflettono le relazioni con l’ambiente esterno, le quali sono causate alle variazioni delle concentrazioni di neurotrasmettitori agenti alle sinapsi, che in sostanza modificano gli equilibri di reattività del sistema cellulare neuronico. Così si può procedere alla creazione di molteplici forme codificate come, schematicamente, ad esempio : PrC-P* +P = PrC-P-P* +T <- -> (1)- PrC-P-PT PrC-P-P* +P = PrC-P-P-P* +T <- -> (2)- PrCP-P-P-PT […] e cosi via, fornendo tutta una serie di sequenze codificanti stabilizzate da TERMINATORS che ne modulano la progressiva replicazione.

Dalle basi peptidiche alla memoria

Queste basi peptidiche prodotte da un sistema polimerico codificante, rappresentano le sub-unita conformazionali che a livello molecolare possono essere utilizzate dal sistema cerebrale come struttura elementare della memorizzazione ed dell’apprendimento, al fine di sviluppare una comprensione delle relazioni di un organismo evoluto con l’ ambiente; pertanto quindi si presume che il sistema codificante divenga più evoluto e complesso in relazione ai sistemi viventi quali l’uomo più capaci di interagire creativamente nell’ adattamento ma ancor più nella propria funzione di modificazione dell’ ambiente esterno eseguita secondo le proprie finalità epigenetiche che by-passano la informazione geneticamente codificata nel DNA.

Prioni patologici e malattia di Creutzfeldt-Jakob

Questa ipotesi di ricerca consegue agli studi del Prione “Pr.SC” patologico, sigla con la quale si indicano i Prioni provenienti dalla encefalopatia spongiforme bovina, che una volta insediati nel cervello umano determinano la sindrome di Creutzfeldt-Jakob, meglio nota come malattia della Mucca Pazza. Infatti si ritiene che se il Prione patologico si sostituisce nella costruzione della catena polimerica al posto del prione sano PrC naturale, tale sostituzione vada ad impedire il controllo del Terminator nel realizzare la sequenza polipeptidica codificante, che ormai priva di controllo continua a polimerizzare includendo e trasformando anche la configurazione dei prioni sani fino a creare delle estese placche polimeriche, le quali non essendo più riconvertibili dalla azione decodificante del Proteosoma provocano la progressiva morte delle cellule neuronali.

Creativita evolutiva e bio-informazione

Pertanto, in via del tutto generale, anche da questa breve analisi cognitiva, diviene importante comprendere che quando il sistema immunitario del sistema nervoso non riesce a generare anticorpi per difenderci dagli agenti esterni, in quanto essi spesso sono stati provocati dalla nostra stessa specie umana nel quadro della propria azione di trasformazione della natura , diventa fondamentale e decisivo fare ulteriore ricorso alla creatività evolutiva di cui siamo dotati. Infine, proprio per accelerare il ricorso ad una creatività cosciente dell’Umanità, abbiamo dato inizio alla organizzazione del OPEN NETWORK for NEW SCIENCE ad iniziare dalla tematica della BIO-INFORMAZIONE; problematica quest’ultima assai ampia di cui discuteremo nel Previsto II° incontro “ON-NS” organizzato dal laboratorio di Ricerca ed innovazione Educativa LRE/EGOCreaNET, presso il Gabinetto Scientifico e Letterario VIEUSSEUX il prossimo 15 Marzo 2005.

Domande frequenti

Cosa sono le basi proteiche replicanti nella codificazione delle memorie?

Secondo l’ipotesi descritta sono sub-unita conformazionali, i “mattoni” ovvero le lettere molecolari, prodotte da un sistema polimerico codificante a partire dalla degradazione proteica. A livello molecolare possono essere utilizzate dal sistema cerebrale come struttura elementare della memorizzazione e dell’apprendimento.

Che ruolo hanno i prioni comuni (PrC) in questo modello?

Vari ricercatori presumono che i Prioni Comuni, o altre proteine similari, possano fornire l’innesco per dare inizio a un sistema di polimerizzazione graduale, controllata da Terminators capaci di interagire reversibilmente come enzimi regolatori dello sviluppo di una catena polipeptidica.

Perche il prione patologico causa la malattia della Mucca Pazza?

Si ritiene che il Prione patologico “Pr.SC”, proveniente dalla encefalopatia spongiforme bovina, si sostituisca al prione sano PrC nella catena polimerica. Questa sostituzione impedisce il controllo del Terminator: la sequenza, priva di controllo, continua a polimerizzare formando estese placche non piu riconvertibili dal Proteosoma, che provocano la progressiva morte delle cellule neuronali e la sindrome di Creutzfeldt-Jakob.

In cosa questo sistema differisce dalla codifica genetica del DNA?

Seguendo questo modello e possibile generare una sequenza proteica non piu esclusivamente dipendente dalle informazioni genetiche. Cio permette di codificare le relazioni del cervello con l’ambiente, generando una capacita di crescita creativa di indole epigenetica che by-passa l’informazione codificata nel DNA.