riconoscimento molecolare
riconoscimento molecolare
Associazione spontanea che avviene quando una molecola legge gli elementi di informazione (forma, dimensione, carica, struttura chimica, e così via) contenuti in un’altra e li trova confacenti ai propri, tanto da legarsi a essa in modo così specifico da essere paragonato a quello che si verifica tra una serratura e una chiave. Questa interazione specifica tra due o più molecole avviene con formazioni di legami la cui forza, se confrontata con quella dei legami covalenti che tengono insieme gli atomi di una molecola, è decisamente minore; il risultato è che le molecole mantengono la loro identità nel sistema assemblato che viene così chiamato, proprio per questo, supramolecolare. Le interazioni sono di vario tipo (legami a idrogeno, forze elettrostatiche, interazioni di van der Waals, forze di coordinazione, forze idrofobiche, interazioni π-π, ecc.) e, proprio perchè deboli, possono formarsi e rompersi facilmente conferendo grande flessibilità alle strutture supramolecolari che ne derivano. La caratteristica delle molecole di ricercarsi, riconoscersi e associarsi in sistemi supramolecolari ha suggerito persino l’idea che anche per le molecole si possa in qualche modo parlare di sociologia (sociologia molecolare). Nei sistemi biologici il riconoscimento molecolare permette la formazione di sistemi supramolecolari e il verificarsi di processi che stanno alla base della vita e dell’evoluzione. Alcuni esempi sono l’interazione tra le basi azotate (tramite legami a idrogeno tra adenina-timina e guanina-citosina) nella struttura a doppia elica del DNA, tra DNA e proteine, RNA e ribosoma, enzima e substrato, antigene e anticorpo. Lo sviluppo nei vari campi della chimica ha permesso di preparare molecole artificiali programmate ad associarsi attraverso codici basati sulla presenza e sulla localizzazione specifica di certi atomi o gruppi di atomi, sulla forma e su altre caratteristiche elettronico-strutturali della molecola. Queste molecole, essendo capaci di associarsi in modo selettivo ad altre molecole, trovano moltissime applicazioni soprattutto nei campi dell’analisi chimica, clinica e ambientale, dove vengono utilizzate come sensori, e nel campo delle nanotecnologie per ottenere sistemi supramolecolari in grado di svolgere funzioni complesse.