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Le novità sull'evoluzione molecolare

Scatola cranica in evoluzione


E' il background genetico a determinare se una mutazione genetica che porta ad una sostituzione di un aminoacido sia benefica, dannosa o irrilevante

Un team di scienziati alla ricerca degli effetti dell'evoluzione molecolare a lungo termine (lo studio di DNA, RNA e proteine) è giunto a delle conclusioni che indicano come la maggior parte delle sostituzioni di aminoacidi producono effetti diversi sulla forma fisica in specie diverse. Questa è una svolta importante poiché adesso ci sono le prove per mostrare che è il background genetico a determinare se una modificazione, il principale fattore che regola l'evoluzione a livello delle proteine, sia benefica, dannosa o irrilevante.

Il lavoro è stato finanziato da sovvenzioni del Ministero spagnolo per la scienza e l'innovazione, e mediante il progetto dell'UE Quantomics ("From sequence to consequence - tools for the exploitation of livestock genomes"), che rientra nel tema "Prodotti alimentari, agricoltura e pesca, e biotecnologie" del Settimo programma quadro (7° PQ) dell'UE. Le scoperte sono state pubblicate nella rivista di scienze Nature.

Il team di scienziati è stato guidato dal professore ricercatore Fyodor Kondrashov, che dirige il gruppo di Genomica evolutiva presso il Centro per la regolazione genica a Barcellona in Spagna.
Per la maggior parte del suo lavoro il professore utilizza i computer, analizzando enormi quantità di dati sperimentali per vedere come nascono le diverse versioni dei geni. Egli studia i genomi di vari organismi, dai pesci agli uccelli e agli esseri umani, per esaminare velocità, effetto e meccanismi della variazione e dell'evoluzione dei geni. In studi precedenti egli ha scoperto che le mutazioni che causano una malattia in un tipo di organismo possono essere innocue in un altro, e ha provato a comprendere i dettagli molecolari dietro a tali differenze.

La maggior parte degli scienziati ha supposto che nel breve termine possedere due copie identiche di un gene non ha effetti sulla biologia di un organismo. Tuttavia, il professor Kondrashov ha sempre pensato che sia molto più probabile che tali duplicazioni siano vantaggiose o dannose per un organismo. Questa teoria è stata ora confermata da questa recente ricerca in cui gli scienziati hanno studiato allineamenti multipli di almeno 1000 ortologhi (geni differenti) con 16 proteine provenienti da specie con un background evolutivo diverso.

Lo studio dei fattori che determinano il ritmo e il modo in cui avviene l'evoluzione molecolare continua a essere in primo piano nella biologia evolutiva. Molti studi si sono concentrati sul ruolo delle selezione in contrapposizione alla deriva genetica nella fissazione delle sostituzioni di aminoacidi. Gli scienziati sono ora sicuri che entrambe, selezione e deriva genetica, contribuiscono a una parte considerevole di tutte le sostituzioni di aminoacidi nel corso dell'evoluzione.

Lo studio dell'evoluzione molecolare non rappresenta un'area di ricerca nuova. In effetti, esso ha avuto inizio al principio del 20° secolo con la "biochimica comparata". Tuttavia, l'evoluzione molecolare ha assunto una propria identità solo negli anni 60 e 70 del secolo scorso, in seguito all'affermazione della biologia molecolare. Dopo gli anni 70 del secolo scorso, il sequenziamento degli acidi nucleici ha permesso all'evoluzione molecolare di spingersi oltre le proteine fino a sequenze di RNA ribosomale ben conservate, le basi di una nuova concettualizzazione della storia della vita primordiale.

Leggi l'articolo scientifico
Breen, M. S., Kemena, C., Vlasov, P. K. Notredame, C. and Kondrashov, F. A., "Epistasis as the primary factor in molecular evolution", Nature, 2012, 490, 535-538. doi:10.1038/nature11510

Fonte: Cordis (27/11/2012)
Pubblicato in Genetica, Biologia Molecolare e Microbiologia
Tag: evoluzione, aminoacidi, mutazioni, ortologo
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