Le molecole d’acqua svolgono un ruolo attivo ed essenziale nel processo di trascrizione genetica, contribuendo direttamente alle reazioni chimiche che permettono di leggere il DNA e sintetizzare RNA. Lo evidenzia uno studio guidato da Dong Wang (University of California San Diego Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences), pubblicato sulla rivista Cell. La ricerca svela un livello finora nascosto di complessita’ in uno dei meccanismi fondamentali della biologia, mostrando che l’acqua non e’ un semplice elemento di contesto ma parte integrante del macchinario molecolare della trascrizione. Utilizzando tecniche avanzate di microscopia crioelettronica ad altissima risoluzione, i ricercatori sono riusciti a osservare in dettaglio senza precedenti il funzionamento interno dell’RNA polimerasi II, l’enzima responsabile della lettura del DNA e della sintesi dell’RNA.
Le immagini ottenute hanno permesso di identificare centinaia, fino a oltre un migliaio, di singole molecole d’acqua e ioni metallici all’interno dell’enzima. Molte di queste risultano posizionate in siti funzionali chiave, formando reti complesse che collegano l’enzima al DNA e ai nucleotidi in ingresso. I risultati mostrano che queste molecole partecipano attivamente alla chimica della trascrizione, facilitando il trasferimento di protoni, passaggio cruciale per l’aggiunta di nuovi nucleotidi alla catena di RNA in formazione. Inoltre, contribuiscono al riconoscimento corretto dei substrati molecolari e alla stabilizzazione delle strutture essenziali dell’enzima durante il processo. Un aspetto rilevante emerso dallo studio e’ che queste reti di molecole d’acqua risultano conservate nel corso dell’evoluzione, dai batteri ai lieviti e potenzialmente anche nell’uomo. Questo dato mette in discussione la visione tradizionale centrata esclusivamente sulle proteine nella regolazione dell’espressione genica, indicando che l’acqua e’ una componente fondamentale e conservata del sistema di trascrizione. Secondo gli autori, questa scoperta offre una nuova chiave di lettura su come l’informazione genetica venga interpretata ed espressa, con possibili ricadute nella biologia molecolare, nello sviluppo di farmaci e nello studio dei meccanismi delle malattie.
