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Inserito il - 13/04/2017 : 10:35:13
La sfida dei polpi al dogma della genetica
07 aprile 2017
Polpi, calamari e seppie alterano spesso le sequenza del proprio RNA sostituendo la base azotata adenina con una diversa, l'inosina. Questo processo di editing, che consente a questi cefalopodi di resistere meglio al freddo producendo proteine modificate, smentisce l'idea che l'RNA sia sempre una copia fedele del DNA (red)
da lescienze.it
Il DNA, la molecola che custodisce l'informazione genetica in tutti gli esseri viventi, è costituita da due filamenti unità elementari, i nucleotidi, vincolati l'uno all'altro come in una collana di perle. I due filamenti poi si avvolgono l'uno intorno all'altro formano una specie di scala a pioli. Questi ultimi sono sono costituiti dai legami tra coppie delle quattro basi azotate: adenina (A), timina (T), guanina (G) citosina (C).
Tutto il codice genetico è in queste quattro basi azotate, e perciò nei libri di testo si legge che l'alfabeto della vita è scritto con quattro lettere: A, T, G, C. Nell'RNA, invece, che ha un ruolo fondamentale nella trascrizione dell'informazione genetica per la successiva sintesi delle proteine, la timina è sostituita dall'uracile (U).
Ora si scopre però che alcuni invertebrati, e precisamente il polpo, il calamaro e la seppia, non seguono “alla lettera” le istruzioni genetiche contenute nel loro DNA. Come scrivono sulla rivista “Cell” Eli Eisenberg e colleghi dell'Università di Tel Aviv, questi animali utilizzano alcuni enzimi per sostituire alcune basi di adenosina con una base differente, chiamata inosina.
Il processo, chiamato editing dell'RNA, è utilizzato anche dai vertebrati, ma solo in rarissimi casi. Gli esseri umani, per esempio, hanno circa 20.000 geni, ma soltanto poche decine di siti per l'editing dell'RNA che possono codificare per proteine funzionali. Anche i calamari hanno circa 20.000 geni, ma almeno 11.000 siti attivi per l'editing dell'RNA.
Secondo il nuovo studio, i cefalopodi considerati modificano fino a metà dei trascritti genetici: l'editing genetico deve quindi aver avuto una funzione importante nella loro storia evolutiva. Ma quale? Secondo i ricercatori, consente di resistere meglio al freddo.
“Essenzialmente si tratta di un meccanismo per produrre proteine che non sono codificate dal DNA, che non sono presenti nella sequenza genomica”, ha spiegato Eisenberg. “Per questi cefalopodi non si tratta di un'eccezione, ma piuttosto della regola: la maggior parte delle proteine subisce questo processo di editing”.
L'analisi condotta su differenti specie di cefalopodi ha rivelato che questo livello di attivazione del processo di editing dell'RNA è presente in due specie di polpi, nella seppia e in una specie di calamaro, tutte appartenenti alla sottoclasse dei coleoidi, che sono caratterizzati da complessi comportamenti sociali e di caccia. In altre specie di cefalopodi come il Nautilus pompilius, lontano parente del polpo, e nell'Aplysia californica, un mollusco diffuso lungo le coste della California, il livello di attivazione è decisamente inferiore.
Le conclusioni dello studio mettono in discussione in qualche misura il dogma centrale della genetica.
“Da quando Watson e Crick hanno scoperto che l'informazione genetica è immagazzinata nel DNA, è passata l'idea che tutta l'informazione genetica sia nel DNA, che viene trascritta dall'RNA e successivamente tradotta in proteine, e generalmente si dà per scontato che si tratti di un processo di copiatura fedele”, ha spiegato Joshua Rosenthal, del Marine Biological Laboratory di Woods Hole, nel Massachusetts. “Ora l'RNA del polpo mostra che non è sempre così: alcuni organismi hanno infatti sviluppato mezzi potenti per manipolare l'informazione contenuta nell'RNA”.
http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2017.03.025
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