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ATOMO

L’atomo è struttura nella quale è organizzata la materia nel mondo fisico. Non è visibile ad occhio nudo, ma neanche con il più potente dei microscopi! (Chi vuole vederlo può guardare questo video)

L’atomo è composto da una palla al centro che si chiama nucleo atomico, costituito da protoni (questi sono i carichi positivamente) e neutroni (quelli senza carica) e, intorno, gli elettroni (i negativi del gruppo) che corrono molto lontano dal nucleo. Un po' come se immaginassimo un campetto in cui ci sono due squadre in postazione: gli indifferenti e i positivi. E poi intorno, i negativi, cioè gli atleti - poracci - che corrono sulla pista di atletica. Protoni ed elettroni sono sempre in egual numero. Gli elettroni possono viaggiare su più livelli energetici intorno al nucleo, come se la pista di atletica avesse da uno o più cerchi concentrici, e, una volta riempito quello più interno, andassero via via a riempire quello successivo.

Riassunto: è questione di un'atomo. Quasi sempre.

ELEMENTI

nel corso della nascita del nostro universo, nelle stelle, atomi molto piccoli, hanno iniziato a fondersi aumentando il numero degli indifferenti e dei positivi a centro campo, e degli atleti, e degli orbitali che li ospitano. Così si sono formati gli elementi. A seconda del numero di protoni, elettroni e neutroni quindi si definisce un elemento o un altro. Che so: l’idrogeno con 1 protone/1 elettrone, l’ossigeno con 8 protoni/8neutroni/8elettroni, il carbonio con 6 potoni/6 neutroni/ 6 elettroni e il ferro con 26 protoni/30 neutroni e 26 elettroni.

Gli elementi sono l’essenza che costituisce e da forma ad ogni singola cosa voi possiate toccare, respirare, vedere, ascoltare. Dalle fragole, alla sabbia, dal componente elettrico del microonde al mascara,  and so on.

Nella famosa tavola periodica, si trovano tutti gli elementi, meravigliosamente ordinati a seconda del numero atomico (il numero di giocatori positivi), il numero di livelli energetici (il numero dei cerchi che formano la pista d’atletica) e del proprio carattere - alias caratteristiche chimiche, ovvero ciò che li rende più amici di certi elementi e meno di altri. È alla base di queste affinità, tutt’altro che calcolate con algoritmi alla Tinder, che gli elementi possono reagire e formare molecole più o meno complesse come l’acqua. Che è detta anche H2O perché fatta da due atomi di idrogeno e uno ossigeno; o l’anidride carbonica (CO2), fatta da un atomo di carbonio e due di ossigeno. A volte gli elementi o le molecole se li metti vicino reagiscono e scazzottano tra loro (come gli ospiti di Pomeriggio 5). In queste reazioni possono generarsi altre molecole, tipo quando metti assieme il bicarbonato ed il limone, fanno schiuma e si forma sale (alla mattina è consigliassimo con acqua, per una serie di ragioni che non hanno niente di scientifico, ma che non ci impedisce di farlo da anni!). Oppure possono generare reazioni molto irruente tali da produrre un’energia molto potente che viene usata nelle centrali nucleari per generare energia elettrica. O per distruggere come nel caso della bomba atomica. 

Riassunto: gli elementi stanno alla base di tutto. Come non prendersi troppo sul serio.

MACROMOLECOLE e CELLULE

Negli esseri viventi, i vari elementi si assemblano (non assembrano) tra loro e formano le macromolecole biologiche. Queste sono i componenti di cui è costituito ciascun sistema vivente, dal più grande (una balena), al più piccolo (un virus).

Le macromolecole si dividono in 4 grandi categorie: come a dire nell’armadio hai gonne, magliette, maglioni e mutande. Quando ti vesti li indossi tutti (quasi sempre):
1. Gli acidi nucleici (noti come RNA e DNA): i protagonisti indiscussi di ciascun essere vivente;
2. I lipidi (i grassi): che costituiscono importanti barriere protettive (responsabili dell’ansia da prova costume);
3. Le proteine: i mattoni della vita;
4. Gli zuccheri: la fonte di energia.

Un organismo complesso come il nostro è formato su per giù da 100 mila miliardi di cellule. O potremmo dire: 100 mila miliardi di armadi (tipo la Ferragni).

Ogni cellula ha un guscio chiamato membrana che è formato per lo più da lipidi; superata la membrana, all’interno della cellula troviamo il citoplasma, uno spazio acquoso dove ci sono le proteine, le quali compongono lo scheletro della cellula, corrono a destra e sinistra per fare tante e diverse attività ed integrare le informazioni che provengono dall’esterno all’interno. Nel citoplasma vengono svolte innumerevoli funzioni (per le quali c’è una struttura o organello preposto): ad esempio viene prodotta energia attraverso l’impiego degli zuccheri, vengono smaltiti rifiuti, vengono prodotte le proteine stesse, viene immagazzinata l’informazione genica.

Riassunto: abbiamo più cellule che follower su Instagram. Ma molte di più.

DNA

All’interno delle cellule di organismi complessi c’è un nucleo che conserva l’informazione genica o DNA. Tutte le informazioni (codici) necessari alla cellula per esistere e vivere, tipo assumere nutrienti, convertirli in energia e riprodursi se necessario, sono contenute nel DNA. Il DNA è un polimero costituito da monomeri chiamati nucleotidi. Se questo non vuol dire niente per la maggior parte di noi, possiamo immaginarlo come un lungo libro scritto in un alfabeto composto solo da 4 lettere: A, T, C, G. Il libro, scientificamente parlando, si chiama genoma e negli esseri umani contiene più di 3 miliardi di caratteri (basi). Se si potesse srotolare, il DNA di ogni cellula umana sarebbe lungo due metri ed è identico. Il bello è che un'informazione super complessa come quella che guida la formazione di un bambino nell’utero materno,  si basa alla fine su codici semplicissimi, che sono, per altro, gli stessi identici sui quali si basa la propagazione di un lievito nella pizza.

Queste lettere si uniscono una dietro l’altra su di un filamento, e poi in un doppio filamento dove le lettere si appaiano tra loro attraverso unioni indistruttibili in cui per ogni A di una catena ci sarà una T sul filamento complementare (e viceversa) e per ogni C una G (e viceversa). Insomma A:T e C:G sono coppie più stabili dei nostri nonni.

Importante: di questo lunghissimo libro, solo alcune pagine (geni) sono informazioni codificanti. Cioè sono informazioni che possono essere lette dalle cellule e tradotte per produrre specifiche proteine necessarie alle diverse attività.

Il DNA è un po’ sociopatico: sta nel nucleo della cellula e da li non si muove. Come si passa quindi dai geni alle proteine? Con il RNA.

Riassunto: essenziale ma sociopatico.

RNA e PROTEINE

Il DNA concede di farsi copiare, generando un intermedio che si chiama RNA, fatto nello stesso modo ma a singolo filamento. Non è tutto il libro che accetta di farsi copiare, ma solo alcune pagine (i geni). É scritto con le stesse lettere A, C, G ma al posto di T c'è U, che funziona proprio come T (è solo un po' anticonformista).

L’RNA a differenza del DNA, è davvero social: si forma nel nucleo ma poi non ha restrizioni: può viaggiare e arrivare nel citoplasma dove si ferma nel ribosoma che è in uno di quegli organelli di cui parlavamo prima. Qui l’RNA si siede bello bello e viene letto 3 lettere alla volta (codice a triplette); questo è un vero e proprio vocabolario e ogni combinazione di tre nucleotidi designa un amminoacido (ne abbiamo 22 possibili), ad esempio AUG è il codice per l’amminoacido metionina, ACG è il codice per la treonina. Se vi state chiedendo cosa sono lasciate perdere perchè da sole non vogliono dire niente.

Gli amminoacidi si uniscono uno con l’altro durante la traduzione e formano la proteina. Sono un po’ come gli ingredienti che abbiamo nel frigorifero: dagli stessi 10 puoi tirarci fuori piatti molto diversi. Le proteine, appunto.

Ogni proteina, acquisirà una specifica struttura tridimensionale nello spazio, data dai legami tra i vari atomi degli amminoacidi e da come questi siano in accordo o in disaccordo tra loro. La sua struttura determina poi la sua interazione specifica con altre molecole e quindi la sua funzione. Le proteine partecipano praticamente ad ogni processo che avviene all'interno delle cellule: possono svolgere funzione strutturale, immunitaria, trasporto, ormonale, enzimatica, contrattile, energetica. 

Riassunto: senza l’RNA il DNA sarebbe spacciato.

Curiosità

Tutto questo meccanismo di trascrizione, l’RNA, il DNA, proteine è stato creato una sola volta nell’evoluzione e mantenuto e migliorato nel corso di milioni e milioni di anni, facendo divenire l’utilizzo delle macromolecole e dell’informazione genica un meccanismo comune a tutte le forme di vita preesistenti sulla terra da quelle semplici come virus e batteri a quelle più complesse (e complessate) come l’uomo.