SCIENZA/KINCAID La biologia molecolare fornisce uno scarso sostegno al programma riduzionista, mentre fornisce un utile modello per un quadro non-riduttivo dell'unità della scienza. riduzione è distorta perché la teoria di livello più superficiale è presupposta invece di essere sostituita da una descrizione interamente di livello più profondo. Ciascuno di questi problemi deve essere individuato empiricamente e può non essere in sé decisivo, dato che vi sono delle strade per aggirarli. Nelle sezioni II e III tenterò di dimostrare che questi problemi sono davvero reali e inevitabili. Ma prima è necessario dare risposta a una domanda preliminare: cosa dobbiamo intendere con teoria ridotta e con teoria riducente? La biologia molecolare è stata tradizionalmente considerata la teoria di livello più superficiale, ma a me pare che questo sia un errore. La biologia molecolare non è semplicemente la biochimica; essa fa costantemente e sostanzialmente riferimento alle entità biologiche e alle funzioni biologiche. Gli organismi e le altre entità biologiche, come le loro funzioni biologiche, sono parte e componenti delle spiegazioni tipiche della biologia molecolare (con "biologia molecolare" intendo il corpus di teorie solitamente insegnate nei corsi di biologia cellulare e riassunte in testi come Biologia molecolare della cellula, Alberts et al., 1983; non mi riferisco al significato più ristretto, comune presso alcuni biologi cellulari, che riduce la biologia molecolare all'espressione dei meccanismi del DNA). La biologia molecolare sembra così la teoria di livello più profondo, con la biochimica come teoria di livello più superficiale. 4 II Benché i biologi molecolari possano tranquillamente descrivere in che modo la trascrizione del DNA dà origine ai polipeptidi, solo recentemente hanno incominciato a capire in che modo la proteina "sa dove andare" nella cellula. Le proteine sono sintetizzate nel citoplasma da complessi di ribosomi e mRNA. La proteina deve poi essere trasportata alla sua destinazione finale. Le proteine destinate alla secrezione sono fatte passare attraverso la membrana del reticolo endoplasmatico (ER) o trasportate ai mitocondri, cloroplasti ecc. In ogni caso la proteina deve andare dal citoplasma in cui si trova alla sua destinazione finale e deve quindi contenere codificate le informazioni che ne determinano la destinazione. Il lavoro di Blobel, Dobberstein et al. (Blobel e Dobberstein 1975) ha aperto importanti strade per comprendere in che modo quell'informazione è archiviata ed espressa. Lavorando con un sistema di sintesi delle proteine extra-cellulare, essi scoprirono che l'immunoglobulina è inizialmente sintetizzata sotto forma di un precursore di dimensioni maggiori. Il precursore contiene una sequenza di aminoacidi che viene· sintetizzata per prima e che, emergendo, dirige il complesso ribosomico verso la membrana dell'ER e media il passaggio della nuova proteina attraverso la membrana e nel lume dell'ER. Queste sequenza iniziale serve quindi come segnale per le proteine in uscita. Blobel e la sua équipe proposero così l'"ipotesi del segnale": l'informazione che determina il trasporto delle proteine è contenuta in una sequenza-segnale, una particolare sequenza di aminoacidi contenuta nella proteina-precursore. In seguito si è anche scoperto che le sequenze-segnale mediano il trasporto delle proteine ai cloroplasti, ai mitocondri, ai nuclei ecc. in diversi tipi di cellule e di specie (Sabatini et al. 1982; Goldfarb et al. 1986). Anche i dettagli del modello sono stati raffinati. Per le proteine che non vengono trasportate nel lume dell 'ER, ma inserite nella membrana dell'ER, è stato trovato un secondo segnale (la sequenza-segnale di arresto) che dopo l'inserimento blocca il trasferimento attraverso la membrana (Friedlander e Blobel 1985). Delle particelle per riconoscere il segnale e delle proteine-recettori sullamembrana ER legano il ribosoma all'ER (Waller et al. 1981). L'ipotesi del segnale continua a trovare ulteriori conferme e approfondimenti come importante meccanismo per stabilire la destinazione delle proteine. Come si colloca questa ipotesi rispetto alla riducibilità? Tutti i possibili ostacoli al riduzionismo sopraelencati sono ostacoli reali se si tenta di spiegare in termini puramente biochimici la destinazione delle proteine: (1) "Sequenza segnale" è un'espressione che trova realizzazioni multiple in termini biochimici. Si sono trovate almeno 200 sequenze di aminoacidi che agiscono come segnali. (2) Il fatto che una sequenza particolare funzioni davvero in questo modo dipende dal contesto cellulare. Sequenze che servono da segnale in una proteina si trovano in altre proteine senza che abbiano quella funzione. (3) Nella biologia molecolare la "sequenza-segnale" è definita in base alla sua funzione biologica: è l'insieme degli aminoacidi che stabilisce a quale organello o altra parte della cellula debba essere trasportata la proteina. Questa definizione, però, non è puramente biochimica, poiché fa essenzialmente riferimento a organelli e ad altre componenti biologiche. Le spiegazioni basate su "sequenzesegnale" non possono quindi essere usate - senza alterazioni - per ridurre la biologia molecolare, anche se il termine fa riferimento ad alcuni insiemi di aminoacidi. Anche gli altri elementi dell'ipotesi del segnale - "sequenze-segnale di arresto", "particelle per riconoscere il segnale" e "proteine-ricettori" - presentano le stesse difficoltà, soprattutto in riferimento aiproblemi (1) e (2). Abbiamo già visto che ciascuno di questi problemi rappresenta una forte prova contro la riducibilità. Poiché le "sequenzesegnale" sono definite attraverso la loro funzione biologica, le spiegazioni biochimiche che impiegano questa espressione presupporranno i fatti biologici. La riduzione perciò fallirà. Per evitare questa difficoltà, il riduzionista dovrà fornire spiegazioni in un linguaggio molto più rigorosamente biochimico-riuscendo ugualmente a cogliere la funzione biologica di una sequenzasegnale in termini puramente fisici. In questo caso, naturalmente, si eliminerebbero gli ostacoli delle realizzazioni multiple e della sensibilità al contesto. Se le realizzazioni multiple non possono . essere classificate o altrimenti delineate, esse impediscono al riduzionista di porre sullo stesso piano i termini biologici e i loro corrispettivi biochimici. Anche se si trovano dei corrispettivi, la sensibilità al contesto significa che le descrizioni biochimiche non forniscono le definizioni appropriate di livello più profondo. Naturalmente esistono varie strategie generali per aggirare questi ostacoli alla riduzione. L'evidenza empirica, però, indica con forza che si tratta di strade senza uscita. Le discuterò una per una. Un possibile modo per evitare il problema delle realizzazioni multiple sarebbe di definire semplicemente la "sequenza-segnale" in termini delle catene di aminoacidi noti che svolgono questa 71
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