Programma di ricerca scientifica della Chiesa Pastafariana Italiana

La Chiesa Pastafariana Italiana propone agli Adepti di collaborare al programma di ricerca scaricando ed istallando Boinc a questo indirizzo dove si trovano tutte le informazioni. Una volta istallato il programma Boinc e aver aggiunto Rosetta si può creare un account e quindi unirsi al gruppo della Chiesa Pastafariana Italiana.

Ecco alcune informazioni di base riguardo a Rosetta, per la ricerca sulle proteine, ma i progetti che si possono aggiungere a Boinc sono moltissimi, su richiesta la CPI potrà inserirene altri. Purtroppo non sono ancora presenti progetti sui carboidtrati, ma le proteine sono comunque molto interessanti.

Uno dei più importanti obiettivi di Rosetta è quello di prevedere la forma in cui le proteine si ripiegano in natura. Le proteine sono polimeri lineari formati da monomeri di aminoacidi e sono spesso chiamate “catene”. Gli amminoacidi possono essere considerati come le “maglie” di una “catena” catena proteica. Ecco una semplice analogia. Se consideriamo una catena metallica, ci accorgiamo che essa può assumere differenti forme a seconda delle forze applicate su di essa. Per esempio, tirando i capi della catena, essa si estenderà in una linea retta e se la si lascia cadere per terra essa assumerà un’unica forma. Ma diversamente dalle catene metalliche, formate da maglie tutte identiche fra loro, le proteine sono formate da 20 differenti amminoacidi ognuno dei quali presenta particolari caratteristiche (forme diverse e forze attrattive o repulsive, per esempio) e, combinandosi tra loro, gli aminoacidi esercitano forze sulla catena, inducendola ad assumere una particolare forma, chiamata “struttura ripiegata”. L’ordine con cui gli aminoacidi sono legati fra loro determina la struttura ripiegata della proteina. Esistono molti tipi di proteine che si differenziano in base all’ordine e al numero degli aminoacidi che le compongono.

Per prevedere la forma che una particolare proteina adotta in natura, ciò che stiamo davvero tentando di fare è trovare il ripiegamento con la minore energia. L’energia è determinata da un numero di fattori. Per esempio, alcuni aminoacidi sono attratti l’un l’altro così che, quando sono vicini, le loro interazioni forniscono un contributo positivo all’energia. La strategia di Rosetta per trovare forme a bassa energia è più o meno la seguente:

 

  1. Inizia con una catena completamente svolta (come una catena di metallo con le estremità sotto trazione).
  2. Muove una parte della catena per creare una nuova forma.
  3. Calcola l’energia della nuova forma.
  4. Accetta o annulla il ripiegamento in base al cambiamento nell’energia.
  5. Ripete dal passo 2 al 4 finché ogni parte della catena ha subito vari tentativi di movimento.

Chiamiamo questo una traiettoria. Il risultato finale di una traiettoria è la previsione di una struttura. Rosetta tiene un registro della forma a più bassa energia trovata durante ogni traiettoria. Ogni traiettoria è unica perché le mosse tentate sono determinate da un numero casuale. Non trovano sempre la stessa forma a bassa energia perché ci sono davvero molte possibilità.

Una traiettoria può svilupparsi in due fasi. La prima fase utilizza una rappresentazione semplificata degli amminoacidi che ci permette di provare molte forme possibili rapidamente. Questa fase è definita come una ricerca a bassa risoluzione e nello screen saver vedrete la catena proteica contorcersi freneticamente. Nella seconda fase, Rosetta usa una rappresentazione completa degli amminoacidi. Questa fase è chiamata “rilassamento”. Invece di muoversi molto, la proteina tenta di effettuare piccoli cambiamenti in un tentativo di spostare gli aminoacidi nella loro corretta disposizione. Questa fase è definita come una ricerca ad alta risoluzione e sullo screen saver vedrete la catena proteica scuotersi delicatamente. Rosetta può portare a termine la prima fase in pochi minuti su un computer moderno. La seconda fase impiega più tempo a causa dell’aumento di complessità quando si considera la rappresentazione completa (tutti gli atomi) degli amminoacidi.

Il vostro computer normalmente genera da 5 a 20 di queste traiettorie (per work unit) e successivamente ci rispedisce la forma a più bassa energia trovata in ognuna. Noi poi guardiamo tutte le forme a bassa energia generate da tutti i vostri computer per trovare quella con l’energia più bassa. Questa diventa la nostra previsione per il ripiegamento di quella proteina.

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