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la biochimica prima della «doppia elica» 27
Nella stessa epoca apparve il microscopio elettronico quale mezzo d’indagine rivoluzionario
che sostituiva l’illuminazione della luce con un fascio elettronico e le solite
lenti con campi magnetici o elettrici e ben presto trovò leprime applicazioni in biologia
ad opera di pionieri che permisero l’avvio di quelle ricerche che per la prima volta
fecero intravedere la cosiddetta «ultrastruttura» cellulare [3]. Altre due importanti tecnologie
contribuirono ad illustrare le proprietà chimico-fisiche delle molecole proteiche
ed entrambe originarono dal vasto campo di indagine della chimica colloidale. Da un
lato l’elettroforesi per merito di W. B. Hardy [4] che, applicando alle proteine le sue
ricerche sulla migrazione di particelle colloidali in un campo elettrico, dimostrò che la
direzione della migrazione delle proteine verso il catodo o verso l’anodo dipendeva dal
pH della soluzione in cui venivano disciolte. Lavorando sull’albumina J. Needham [5]
trovò per la prima volta un valore di pH in cui la migrazione si annullava avanzando
il concetto di «punto isoelettrico», che influenzò tutte le ricerche successive sull’importanza
delle cariche elettriche sulla struttura proteica. La distribuzione delle cariche
elettriche degli aminoacidi e le loro interazioni sull’intera molecola proteica, analizzate
dal punto di vista chimico-fisico permisero di elaborare un modello matematico [6] che
raffigurava ad una sfera la molecola proteica la cui solubilità era prevedibile calcolando
il valore del suo momento dipolare. Da una tale impostazione teorica nacque un filone
di ricerche [7] che, negli anni successivi, ne confermarono la validità epermisero non
solo di comprendere la causa della mobilità elettroforetica specifica delle varie molecole
proteiche, ma anche perché variava la loro solubilità. Intanto nel laboratorio di
Arne Wilhelm Kaurin Tiselius (1902-1971) ad Uppsala [8] venne messo a punto un
apparecchio elettroforetico di grande risoluzione, che tuttora porta il suo nome, capace
di separare le proteine del siero in quattro gruppi ben distinti e di ottenere frazioni
proteiche isolate in base alla loro velocità dimigrazione. La portata applicativa di tale
scoperta che permise l’identificazione e la purificazione di nuove molecole proteiche,
venne riconosciuta nel 1948 con l’assegnazione ad Arne Tiselius del Premio Nobel per la
Chimica.
In modo analogo, cioè partendo dall’indagine sulla distribuzione ed il volume molecolare
di metalli colloidali sottoposti ad elevati campi gravitazionali adoperando rotori
che aumentavano 70.000 volte la gravità, The Svedberg (1884-1971) [9] inventò l’ultracentrifuga.
Fu il mezzo con cui venne subito confermato l’elevato peso molecolare
dell’emoglobina, già supposto da ricerche precedenti e venne dimostrato che la molecola
proteica sedimentava sotto forma di un sistema omogeneo e compatto, aprendo
l’indagine che permise di identificare le nuove molecole proteiche con ben definite entità
fisiche e non aggregati di particelle disperse come allora si credeva. Per quanto
poi riguarda la composizione chimica delle molecole proteiche, il grande contributo alla
conoscenza della composizione in aminoacidi delle varie proteine che si andavano isolando,
fu conseguente alla scoperta di A. J. P. Martin e R. L. M. Synge [10] della
cromatografia di ripartizione dei vari aminoacidi fra una fase stazionaria ed una mobile,
che si poteva realizzare sia su carta da filtro sia su colonne di resine scambiatrici di ioni,
dalle quali i singoli aminoacidi venivano eluiti da soluzioni tampone di differente pH e
quindi facilmente individuati dalla sensibilissima reazione colorata in violetto con la ni-