La cellula dedica buona parte del tempo alla sintesi delle proteine. A tale scopo, produce innanzi tutto una ventina di “mattoni” fondamentali chiamati amminoacidi. Questi mattoni vengono fatti arrivare ai ribosomi (5), che si possono paragonare a macchine automatiche che assemblano gli amminoacidi in un certo ordine così da formare specifiche proteine. Proprio come le attività di una fabbrica possono essere gestite da un software centrale, molte funzioni cellulari sono gestite da un “software”, o codice: il DNA (6). Il DNA fornisce al ribosoma una copia delle istruzioni dettagliate che indicano quale proteina sintetizzare e come farlo (7).

Quel che accade durante la sintesi proteica è a dir poco sbalorditivo! Ogni proteina si ripiega fino ad assumere una forma tridimensionale caratteristica (8). È proprio questa forma a determinare la specifica funzione che svolgerà.b Immaginate una catena di montaggio che assembla motori. Ogni pezzo dev’essere costruito con precisione, altrimenti il motore non funzionerà. In modo analogo, se una proteina non è costruita con precisione e ripiegata fino ad assumere proprio la forma giusta, non può funzionare a dovere e rischia addirittura di danneggiare la cellula.

Come fa la proteina, una volta prodotta, a raggiungere il luogo in cui sarà utilizzata? Incorporata in ogni proteina c’è un’“etichetta”, la quale garantisce che la proteina stessa arrivi dove serve. Anche se ogni minuto vengono sintetizzate e trasportate migliaia di proteine, ognuna di esse arriva a destinazione.

Perché questi fatti sono rilevanti? Le complesse molecole presenti anche nell’essere vivente più semplice non possono riprodursi da sole. All’esterno della cellula si degradano. All’interno della cellula non possono riprodursi senza l’aiuto di altre molecole complesse. Ad esempio per produrre l’adenosintrifosfato (ATP), una speciale molecola che fornisce energia, sono necessari gli enzimi, ma per produrre gli enzimi è necessaria l’energia dell’ATP. Similmente, il DNA (di cui si parlerà nella sezione 3) è indispensabile per sintetizzare gli enzimi, ma gli enzimi sono indispensabili per fare il DNA. Altre proteine possono essere prodotte solo all’interno di una cellula, ma per fare le cellule ci vogliono le proteine.c