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Titolo: DNA ed entropia...

Titolo strambo solo per kiedervi,
secondo voi realmente la maggior parte del DNA non serve ad una minchia?! 
Allora perchè l'evoluzione non avrebbe "punito" un sistema di trasmissione 
dei caratteri così ridondande e dispendioso? (pensiamo alla quantità di 
energia che ogni cellula deve utilizzare per mantenre impacchettato il 
proprio DNA, per non parlare poi di quella che deve spendere per svolgerlo 
e riavvolgerlo...) Io penso che sia più probabile che ancora non ci 
abbiamo capito granchè...
Voi che ne pensate?
Ciao
+CROCE+
-- 
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 minchia?!
Beh, non è esattamente così. Proprio ora ho sotto mano l'ultimo numero de Le
Scienze con un articolo intrigante!! In effetti all'università ci hanno
riempito la testa sul dogma centrale della biologia : un gene ----> varie
proteine ( o meglio trascritti... ) che però riguarda solo il 2% ad es. del
genoma dell'uomo, l'unico codificante direttamente. Poi si è parlato di "DNA
spazzatura" che interrompeva le sequenze codificanti senza alcuna
funzione.... ora si comincia a capire che la complessità funziona a
molteplici livelli e sotto molteplici aspetti e quindi ciò che non codifica
potrebbe avere altre funzioni, ad es. regolative. Altrimenti non si spiegano
alcuni fenomeni naturali "anomali", come ad es. malattie genetiche che
saltano generazioni, oppure che colpiscono solo uno di due gemelli identici
geneticamente, oppure caratteri genici non necessariamente patologici che -
apparentemente random - compaiono, poi scompaiono, in barba alle leggi
mendeliane. Quindi si è coniato il concetto di "controllo epigenetico" :
esistono geni di DNA codificanti (quelli noti); esiste poi un codice
separato che è formato da strutture chimiche particolari, cioè i trasposoni,
elementi mobili di codice che si clonano da sé inserendo queste copie anche
a distanza dalla regione dove si trovano originariamente e che possono
modificare l'espressione di altri geni; gruppi chimici (metili, acetili, gr.
fosfato, ubiquitine) che se presenti o meno possono fare la differenza tra
un gene attivato o non attivato e inoltre sembra che anche le proteine
associate al DNA (istoni) possano costituire un segnale biologico, ossia
informazione.
Leggi questi due articoletti su LeScienze di dicembre 2003 e gennaio 2004
(quello che ho citato all'inizio): "Il genoma invisibile : perle nella
spazzatura" e "Il genoma invisibile : oltre il DNA" di W.Wayt Gibbs,
redattore di "Scientific American. Sono interessanti e ti danno un quadro di
quanta roba ci possa essere nei genomi che ancora non capiamo bene. Perché
allora si parla soltanto di quella minoranza di geni che codifica? Perchè
sono più semplici da studiare e da individuare tramite i prodotti cellulari,
quindi per cominciare gli scienziati si sono rivolti a queste strutture. Ma
ora anche il resto sta finendo sotto al microscopio....
Ciao
Andrea
-- 
"Io ne ho viste cose che voi Umani non potreste immaginare..."
Blade Runner
"La sequenza non è che l'inizio"
J. Craig Venter - Celera Genomics

 
Le ultime ricerche gettano una nuova luce su quella parte di DNA 
considerato "junk" (spazzatura) perchè non codifica nessuna proteina. Il 
ruolo del DNA non codificante pare sia importante come regolatore.
Su "Le Scienze" sono comparsi due articoli di W. Wayt Gibbs intitolati 
"Il genoma invisibile: perle nella spazzatura" (Dicembre 2003) e "Il 
genoma invisibile: oltre il DNA" (Gennaio 2004) che trattano proprio 
l'argomento.
Di fatto considerare il DNA che codifica proteine (2% del totale) 
l'unico depositario dell'ereditarietà è sbagliato. Esistono almeno altri 
due livelli di informazione che svolgono un ruolo importante 
nell'ereditarietà, nello sviluppo fisico e nella stato di salute. Il 
primo livello si trova nella parte di DNA che, pur non codificando 
nessuna proteina, codifica piccoli frammenti di RNA che hanno varie 
funzioni tra cui quella di interruttore genetico.
Un secondo strato di informazione si trova all'esterno del DNA (il 
cosidetto livello epigenetico) ed è conservato nelle proteine e nelle 
sostanze chimiche che circondano il DNA e si legano ad esso.
Quest'ultimo livello è in grado di influenzare drasticamente la salute e 
le caratteristiche di un individuo senza alterare la sequenza del DNA 
sottostante, alcuni segnali epigenetici sono addiritttura trasmissibili 
da padre in figlio.
La genetica è una scienza giovanissima e si occupa di uno dei terreni di 
ricerca più complessi esistenti al mondo. Quello che è stato studiato e 
compreso fino ad oggi è la classica punta dell'iceberg.
-- 
A good traveler has no fixed plans and is not intent on arriving  

 ha scritto
'articolo su LeScienze più vecchio l'ho letto, quello ultimo ancora no,
ma cmq mi sembra di aver capito che anche considerando queste "nuove" parti
di DNA si arriva sempre ad una piccola percentuale... Cmq sicuramente il 
DNA ci
riserverà ancora grosse sorprese... Per me potrebbe essere importante 
anche un parallelo
sviluppo della conoscenza del cervello... Non so perchè, (forse perchè è 
un organo di cui ancora capiamo pochissimo, come il DNA)
  ma penso che questi due argomenti si possano rilevare collegati... Mhà 
vedremo!!!
Ciao e grazie
+CROCE+

-- 


 Andrea
Valerio
-- 
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 metilazione?
Se ricordo bene almeno nei procarioti ci sono enzimi che metilano dsDNA
emimetilato, facendolo diventare bi-metilato. In questo modo un gene
inespresso "paterno" è ricordato come inespresso nella cell figlia.
Ma non mi pare si è sicuri che la metilazione corrisponda a geni
silenti, ma che serva a fissare una decisione gia presa, forse a livello
conformazionale...
Spero di non aver detto vaccate, ciao!
-- 
Automatizzatevi!  La pigrizia e' una virtu'.
		-- John R. Daily

 sostanze chimiche che circondano il DNA e si legano ad esso.
Che definizione oscura... :-) non è piu semplice dire che le
caratteristiche epigenetiche non sono codificate nel DNA?


 conformazionale...
"La modulazione quantitativa d'altra parte, che come abbiamo già visto
in particolare negli eucarioti, impegna una porzine consistente del 
genoma, puo' essere determinata anche da modificazioni durante lo
sviluppo nel numero di copie di sequenze ripetute o da alterazioni, 
anche permanenti, dlla struttura del DNA. Ne è un esempio la 
apposizione al DNA di piccole molecole (i gruppi metilici) che 
puo' avvenire durante lo sviluppo e inibisce la trascrizione" 
(M.Buiatti, l'analogia informatica del "dogma centrale e le 
conoscenze attuali della biologia", in Gagliasso & Continenza, 
"l'informazione nelle scienze della vita", p.108, ed. F.Angeli
Naturalmente in questo caso la metilazione è attivata da segnali
provenienti dall'esterno (ambiente, che si puo' definire a vari 
livelli). 
fuzzy


 DNA ci riserverà ancora grosse sorprese... 
Piu che i geni, forse l'epigenesi.
Tra l'altro gli articoli pubblicati su "le scienze" non sono 
sorprendenti a ben vedere, se si guarda un po' indietro articoli 
molto piu sorprendenti furono pubblicati qualche anno addietro
ma passati in sordina a causa dei paradigmi dominanti.
per es. due articoli che ho sottomano (ma ve ne sono altri)
"Epigenetics: regulation trough repression" Wolffe and Matzke
science 286 ott 1999
"Hsp90 as a capacitor for morphological evolution" Rutherford 
and Lindquist science 396 nov 1998
Sono tutte cose che confermano le tesi di Waddington sulla
assimilazione genetica, e dice Buiatti (ma anche Michele Sarà
e altri biologi) : "sono prove del fatto che segnali provenienti
dall'esterno possono modificare innanzitutto le scelte successive di
subprogrammi (gruppi di geni attivati in serie o in parallelo), e che
parte di queste modificazioni (in particolare metilazione,
amplificazione, ecc. ) possono diventare ereditarie."
(Buiatti, op.cit. - nell'altro post-, p.111-112)
ciao fuzzy


 ha scritto:
"Non solo. Sto leggendo proprio ora un saggio di Marcello Buiatti dove
mostra come il DNA piuttosto che contenere l'informazione sufficiente alla
strutturazione dell'organismo, contiene delle subroutine la cui attuazione
non è univoca, ma regolata da una molteplicità di fattori cellulari ed
extracell. ma sicuramente extragenomici."
Spero che dica anche qualcos'altro, oltre a questa sconcertante affermazione
:)
Voglio dire, la leggo più o meno uguale in un libro di Lewontin datato 1982,
per esempio...
Non è cosa propriamente sconosciuta, questa, sai?
Tanto per cominciare, il DNA _non può_ contenere l'informazione sufficiente
alla strutturazione dell'organismo, perchè non è abbastanza grande.
Trentamila geni non possono stabilire forma e posizione di miliardi di
cellule, e neppure la parte non codificante è sufficientemente grande per
fare questo. Il fatto che il DNA non sia (e non possa essere) un progetto
analogico dell'organismo, una specie di homunculus, ma sia invece una
sequenza di istruzioni è noto perfino a Dawkins, pensa un po' (ricordi
l'esempio del progetto e della ricetta?). E che l'attuazione di queste
istruzioni dipenda dal contesto è pure cosa nota (basti pensare al fatto che
un neurone e un leucocita dello stesso organismo hanno esattamente lo stesso
DNA). E che il contesto che influenza il genoma sia cellulare e
extracellulare, è una tautologia. Voglio dire, se l'espressione dei geni è
regolata anche da qualcosa di esterno ai geni, allora questo qualcosa sarà
extragenomico, no? E fuori dal genoma ci sono la cellula, e l'esterno.
Inoltre, se vogliamo rimanere su un piano puramente logico, l'ontogenesi
_necessita_ di un avvio extragenomico, non ti pare? Se vogliamo continuare
con la metafora del computer, per fargli attuare tutte le sue routine e
subroutine devi prima schiacciare il bottone di accensione. E ogni cellula
di ogni divisione successiva risentirà di fattori extragenomici (intendendo
non regolati dal _proprio_ genoma), il che è dimostrato dal fatto che un
organismo è costituito da tipi cellulari diversi. Se non ci fossero questi
fattori, come si spiegherebbe che _un uguale genoma_ possa dare origine a
_differenti_ tipi cellulari?
E anche il fatto che questi fattori epigenetici possano essere a volte
ereditati non è proprio una scoperta epocale. La membrana cellulare di ogni
cellula del tuo corpo, ad esempio, è stata ereditata dall'ovulo materno, e
non ha fatto altro che accrescersi ad ogni divisione cellulare, senza che il
genoma potesse dire niente a riguardo. E l'ovulo dal quale provieni
conteneva istruzioni sotto forma di proteine specificate dal genoma di tua
madre, e non dal tuo. Hai ereditato informazioni non contenute nel genoma, e
come te tutti quanti. E se lo so io, che non sono biologo, non vedo perchè i
biologi dovrebbero cadere dal mondo delle nuvole, apprendendo questo :)
L'impressione che dai dei biologi è che pensino che buttando il DNA di un
cane in una pozzanghera, ne esca un cucciolo. Non è proprio così. Sai quella
cosa dei mille tentativi falliti per arrivare ad un OGM? Beh, tutti quei
fallimenti, o la maggior parte di loro, dipendono per l'appunto da fattori
epigenetici. E non è che non lo si sappia. Ciò che sta maturando, ciò a cui
si riferiscono quegli articoli, è una maggiore conoscenza _dei modi_ in cui
questi fattori agiscono. Il che è certamente interessante, ma non nel senso
in cui sembri ritenerlo tu.
I geni contengono un programma, l'esecuzione del quale dipende dal contesto.
E' un programma duttile, entro certi limiti, di modo che i fattori
epigenetici non determineranno solamente l'esecuzione o meno del programma
ma anche una certa variabilità nel risultato finale. Però questa variabilità
ricadrà all'interno dei limiti concessi dal programma genetico. Il genoma di
un uomo potrà dare origine ad un uomo più alto o più basso, ad esempio, a
seconda dell'ambiente, oppure non dare origine proprio a nulla, se mancano
determinati fattori epigenetici, ma non potrà dare origine ad un cane, per
quanto tu possa variare le condizioni di contorno. Questo perchè i fattori
epigenetici _regolano_ l'espressione dei geni, non modificano i geni.
" > Quindi si è coniato il concetto di "controllo epigenetico"
shhh! non lo dire troppo forte... :)"
E perchè mai? La cascata dell'ontogenesi _deve_ essere almeno innescata da
un fattore extragenomico, è una necessità logica, ed è una conoscenza
acquisita. Solo tu sembri scoprirlo adesso, e attribuire alla cosa un valore
sproporzionato, con un entusiasmo da neofita. E "controllo epigenetico" non
è una parolaccia. Dopotutto, si sa che l'espressione dei geni viene
controllata e modulata da proteine. Questo non mi sembra che invalidi in
alcun modo quello che è stato malamente definito come "dogma". Che poi siano
proteine specificate dal genoma dei genitori, invece che dal proprio, è
interessante, ma non è esattamente rivoluzionario.
Danilo
--------------------------------
Inviato via 
http://arianna.libero.it/usenet/

 "l'informazione nelle scienze della vita", p.108, ed. F.Angeli
Grazie per aver riportato la tua referenza, ma a ben leggerla non mi
pare un testo di biol molecolare, parla dei CH3 come se fossero "piccole
molecole" ... Cmq di che anno è? Non vorrei dire boiate ma questa storia
della "metilazione=gene silente" si supponeva in tempi addietro (che in
biol molecolare si traduce in una decina d'anni :-). Gia l'Alberts del
1995 (2° ed mi pare) ci va cauto sulla questione :-)
-- 
Certainly there are things in life that money can't buy,
But it's very funny -- did you ever try buying them without money?
		-- Ogden Nash

 1995 (2° ed mi pare) ci va cauto sulla questione :-)
Il testo è un articolo inserito in una raccolta che non 
tratta tematicamente biol.molecolare, ma problemi di
biologia teorica ed epistemologia.
Marcello Buiatti è prof.ordinario di Genetica a Firenze
Il testo è del 2003 (magari l'articolo è del 2002)
ciao fuzzy


 ha 
scritto:
Visto che vedo abbastanza partecipazione vorrei chiedervi un paio di 
cose...
Passando all'RNA mitocondriale, è risaputo che questo è ereditato 
esclusivamente dalla
madre, eppure ho sentito da fonti sicure, che un paio di anni fà uscì un 
articolo in cui anche
questo principio veniva messo in discussione, in quanto si parlava di rari 
casi in cui malattie
dovute ad errori dell'RNA mitocondriale si trasmettevano da padre in 
figlio... Ne sapete nulla?
Ci sono stati altri sviluppi?
Da questa differenza tra padre e madre mi sorge poi un'altra domanda:
perchè l'uomo deve produrre ogni volta nuovi spermatozoi?
potrebbe esserci in questo un motivo di "evoluzione del DNA"?
Per spiegarmi meglio, potrebbe essere che l'ambiente (inteso in senso 
lato) possa modificare
il corredo genetico degli spermatozoi? E oltre all'ambiente, ci potrebbero 
essere dei sistemi
addetti a "migliorare" il dna degli spermatozoi in base alle esperienze 
vissute (esperienze sempre in termini
"ambientali")?
