Il proteoma

Il termine proteoma, che comincia ora ad essere usato, è stato costruito sul termine genoma. Ora che la sequenza del genoma è stata completata, si vuole porre l'attenzione all'insieme dei prodotti genici, cioè di quelle molecole che dai geni appunto sono codificate: le proteine.

Le proteine avevano avuto un periodo di successo presso i ricercatori nella prima metà del XX secolo. All'epoca si era compreso che le funzioni della cellula avevano sede nelle proteine, che peraltro erano notevolmente variabili e proteiformi e difficili da studiare. Ma con gli esperimenti di Avery, poi con la doppia elica di Watson e Crick e, infine, con l'ingegneria genetica che permetteva manipolazioni di ogni genere, le proteine erano scivolate un po' nell'ombra: manipolando il DNA, in fondo, si riusciva a produrre proteine a piacimento, anche quelle che non erano mai esistite in natura. L'entusiasmo del Progetto Genoma aveva ulteriormente enfatizzato il ruolo del DNA: le istruzioni erano ciò che veramente contava. In un mondo e in un gigantesco progetto di ricerca dominati dai computer, questo schema mentale era largamente giustificato.

u Il ritorno della proteina

Oggi però le cose stanno prendendo una piega leggermente diversa. Sono le proteine che racchiudono in sè il segreto del funzionamento della cellula e quindi dell'intero organismo. Certo, studiare il DNA è, in genere, per motivi tecnici, più facile. Ma per comprendere come le proteine formino strutture sovramolecolari, quali le membrane o i mitocondri, e, ancora, come possano coordinarsi per formare un vivente, trasmettere segnali da una regione all'altra della cellula, contribuire alla regolazione dell'espressione genica associandosi al DNA e svolgere singolarmente la funzione a loro assegnata (ad esempio, quella di legare e veicolare ai tessuti l'ossigeno, come nel caso dell'emoglobina), è necessario studiarne a fondo la struttura e sviluppare nuove metodologie di analisi.

"Proteoma" è un termine per certi aspetti virtuale, perchè denota l'insieme di tutte le proteine prodotte da una specie, cioè codificate da un genoma. Ad ogni genoma pertanto corrisponde un proteoma diverso, ma, a differenza del genoma, che è una molecola ben definita che si trova tutta insieme all'interno del nucleo, il proteoma non ha quest'unità di spazio, in quanto nessuna cellula presumibilmente esprime mai nella sua vita l'intero set di proteine potenzialmente codificate dal genoma. Alcune proteine, in teoria, potrebbero anche non venire mai espresse dall'organismo, perchè la loro presenza è legata a condizioni di stress che potrebbero anche non verificarsi mai.

u Le nuove tecnologie

Il termine proteoma pertanto è, per certi aspetti, un ossequio alla moda che elenca anche un trascrittoma (l'insieme dei trascritti, cioè degli RNA messaggeri), e altri termini che non hanno avuto altrettanta fortuna. Quello che però rimane è l'importanza dello studio delle proteine, una per una e nelle loro interazioni. Tra le tecniche che oggi vengono maggiormente usate vi sono quelle tese allo studio della struttura tridimensionale delle molecole, indispensabile per comprendere le interazioni con le altre proteine (basti pensare all'interazione antigene/anticorpo/proteine del sistema di istocompatibilità) e quelle basate sull'elettroforesi bidimensionale, che consente di studiare l'espressione di proteine su larga scala. Altre tecniche si basano su tecnologie di ingegneria genetica che consentono di produrre proteine contenenti una mutazione in un particolare aminoacido (mutagenesi proteica), che vengono poi analizzate per la loro funzione o addirittura di produrre animali che mancano di una determinata proteina, così che la sua funzione può venir studiata per difetto (animali knockout).