Cos'è un percorso di biosintesi?

Un percorso di biosintesi, o percorso biosintetico, è una descrizione delle fasi delle reazioni chimiche che si verificano quando un organismo vivente crea una nuova molecola complessa da precursori più semplici e più piccoli.La parola biosintesi proviene da due parole radicali: la bio, il che indica che la reazione sta avvenendo all'interno di un organismo vivente rispetto a un laboratorio;e sintesi, che indica che vengono combinati semplici materiali di partenza per formare prodotti più grandi.Un percorso di biosintesi è un riassunto di queste reazioni chimiche, suddivisa da ogni fase.Per descrivere completamente un percorso, vengono spesso incluse informazioni extra pertinenti, ad esempio quali enzimi, coenzimi e cofattori sono usati in ogni reazione.

Non tutte le molecole utilizzate da un organismo vivente devono essere sintetizzate direttamente dall'organismo stesso.Spesso, queste molecole necessarie sono invece ottenute dall'ambiente circostante.Gli esseri umani, ad esempio, non sono in grado di sintetizzare aminoacidi essenziali come la lisina;Questi nutrienti provengono invece da alimenti ricchi di proteine come fagioli e noci degli alberi.Le cellule generalmente sintetizzano solo quelle molecole che sono scarse o non facilmente ottenute dal loro ambiente.

Un percorso di biosintesi spesso inizia con una molecola precursore prontamente disponibile che è simile al prodotto.La cellula combina quindi questo precursore con altre piccole molecole, modificando chimicamente il prodotto lungo la strada.Ad ogni passaggio, il substrato assomigliarà progressivamente al prodotto finale.Una via di biosintesi a più fasi può avere dozzine di passaggi lungo la strada, sottoposte a costante modifica da parte degli enzimi fino a quando non si forma il composto finale.

Studiare la biosintesi può produrre molte intuizioni pratiche nelle cure per le malattie umane.Comprendere la chimica del corpo umano aiuta chiaramente quando una malattia deriva dalla biosintesi malfunzionante.A volte, tuttavia, studiare i percorsi biosintetici di altri organismi può anche rivelare indizi preziosi per lo sviluppo di nuovi medicinali.

Molti ricercatori hanno rivolto la loro attenzione allo studio della biosintesi delle piante, in particolare per quanto riguarda i prodotti naturali.Gli estratti di alcune piante possono avere potenti effetti farmacologici che possono essere utilizzati nella creazione di nuovi potenti farmaci.Ad esempio, Digitalis, un composto attivo estratto dal comune Foxglove, è stato usato per trattare le malattie cardiache.Ottenendo una comprensione del percorso di biosintesi di un prodotto naturale, i chimici possono ottenere informazioni su come il farmaco viene sintetizzato e potenzialmente imitare la sua sintesi in laboratorio.In definitiva, i biologi vorrebbero essere in grado di clonare questi geni per produrre organismi transgenici, che sarebbero progettati per produrre prodotti naturali a maggiore concentrazione e purezza a una frazione del prezzo.

Percorsi biosintetici sono stati chiariti per molte molecole comuni comeAcidi grassi, aminoacidi e nucleotidi.Molti percorsi, tuttavia, devono ancora essere scoperti.Forse le medicine del futuro troveranno le loro origini nei percorsi biosintetici che vengono studiati oggi.