 Alla scala del nanometro
(10-9 metri o un milionesimo di millimetro) siamo arrivati al più piccolo confine dell'osservabile. A ordini di grandezza superiori è quasi impossibile ottenere delle immagini dirette, anche attraverso i più potenti e sofisticati microscopi elettronici.
A questo livello di ingrandimento troviamo le più piccole molecole, così semplici da poter essere facilmente sintetizzate in laboratorio. Al contrario delle molecole più grosse, come le proteine globulari che sono formate da migliaia di atomi, queste micromolecole delle dimensioni del nanometro, sono formate da poche decine di atomi. Esse sono molto importanti per la vita, grazie alle loro dimensioni circolano facilmente all'interno di un organismo, e svolgono svariate funzioni, per esempio quella di trasportare messaggi chimici. Tra queste ci sono gli ormoni, piccole molecole che appartengono alla famiglia di composti chimici chiamati steroidi, molto usati in medicina.
Lo studio di questo tipo di molecole relativamente semplici rientra nel campo della chimica, non della biologia molecolare che analizza composti più complessi.
Gli ormoni e il fototropismo delle piante
Gli ormoni sono micromolecole prodotte in un tessuto e trasportate in un altro dove esercitano degli effetti specifici.
I primi ormoni che vennero isolati nelle piante furono le auxine. I loro effetti furono osservati per la prima volta da Charles Darwin e da suo figlio Francis nel 1881, studiando
l'effetto del fototropismo, il fenomeno per cui le piante si curvano nella direzione della
luce. I due studiosi avevano notato che la curvatura aveva origine in una zona precisa sotto l'apice e se questa veniva coperta da un cappuccio scuro la curvatura non avveniva più. Conclusero perciò che quando le piante sono esposte a una fonte di luce laterale qualche messaggio veniva in qualche modo trasportato dalla parte superiore a quella inferiore determinando la curvatura della struttura.
Nel 1926, il fisiologo olandese Frits W. Went riuscì a separare la sostanza portatrice del messaggio. Lavorando su pianticelle d'avena, recise l'apice del coleottile e lo pose su un cubetto di agar, una sostanza gelatinosa. Poi pose il cubetto a contatto con un moncone di pianta decapitata che era stata tenuta all'oscuro per tutta la durata dell'esperimento. Così osservò che dopo un certo tempo il moncone si curvava dalla parte opposta rispetto a quella dove era stato posto il cubetto. Went capì che l'apice del coleottile esercitava i suoi effetti attraverso uno stimolo chimico come un ormone e non attraverso uno stimolo fisico. Questo stimolo chimico è l'auxina, isolata nelle piante e riproducibile in laboratorio. Questi ormoni sono responsabili della crescita e reagiscono alla luce. Quando una pianta è illuminata lateralmente, le auxine migrano dal lato in luce a quello in ombra. Quest'ultimo, perciò, cresce più rapidamente e le piante si piegano nella direzione opposta, determinando l'effetto del fototropismo.
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