CytoPac: assemblatore di organelli

Un omaggio a Jetpac (Ultimate Play the Game, 1983) per ZX Spectrum. Invece di costruire un razzo e riempirlo di carburante, costruisci un organello (nucleo, mitocondrio, apparato di Golgi, cloroplasto) e gli porti le molecole giuste, mentre radicali liberi, proteasi e tossine cercano di fermarti.

La scienza

• Sei una chinesina. Le chinesine sono proteine motrici che camminano lungo i microtubuli, parte del citoscheletro della cellula, usando l’energia dell’ATP per trasportare carichi come vescicole e organelli. Le piattaforme del gioco sono microtubuli.
• Gli organelli. Il nucleo custodisce il DNA della cellula. Il mitocondrio produce la maggior parte dell’ATP della cellula, a partire dal piruvato, il prodotto finale della glicolisi. L’apparato di Golgi modifica, smista e impacchetta le proteine in vescicole. Il cloroplasto, presente nelle cellule vegetali, cattura l’energia della luce (i fotoni) nella fotosintesi.
• Entrare nel nucleo. Le proteine prodotte nel citoplasma entrano nel nucleo attraverso i pori nucleari, trasportate da proteine chiamate importine (in inglese), che riconoscono una breve etichetta sul loro carico, il segnale di localizzazione nucleare (in inglese). Alcuni virus ne approfittano: vedi le proteine W dei virus Hendra e Nipah con l’importina α, dal progetto di dottorato di Kate Smith, che ho co-supervisionato.
• I nemici. I radicali liberi e le specie reattive dell’ossigeno danneggiano DNA, proteine e lipidi; le proteasi sono enzimi che demoliscono le proteine.
• Un nuovo bot. Ogni tanto passa un ribosoma. I ribosomi leggono l’RNA messaggero e ne costruiscono proteine (la traduzione): toccalo e ti fabbrica una nuova chinesina.

Dove il gioco bara un po’

• Le cellule vere non costruiscono gli organelli da pezzi come un razzo in kit. Mitocondri e cloroplasti crescono e si dividono, un po’ come facevano i batteri da cui discendono (la teoria endosimbiotica).
• Una chinesina non vola e non salta. Cammina lungo un microtubulo sulle sue due teste motrici, un passo di circa 8 nanometri alla volta, e quasi tutte le chinesine camminano in un solo verso (verso l’estremità «più» del microtubulo); la dineina trasporta il carico nel verso opposto. Purtroppo nessuno ha ancora trovato una chinesina con il jetpack.