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Cruciverba
VERIFICA FLASH
1. Che cosa si intende con i termini “complessità” e “dimen-
sioni” del genoma?
2. Perché è utile sequenziare il DNA?
3. Quale percentuale del genoma è rappresentata dal DNA
codificante?
4. Perché si può affermare che il DNA spazzatura non è su-
perfluo?
C
hiave
di
lettura
Tale valore è stato confrontato con quello del genoma di
altre specie, in particolare di
organismi modello
come l’in-
setto
Drosophila melanogaster
o il verme
Caenorhabditis ele-
gans
(cioè gli organismi che sono ampiamente utilizzati nella
pratica di laboratorio per loro caratteristiche come la velocità
di riproduzione, il metabolismo, la facilità di allevamento ecc.).
Si è così potuto constatare che l’uomo possiede un numero di
geni uguale a quello del topo e di poco superiore a quello della
pianta
Arabidopsis thaliana
, e circa il doppio di
C. elegans
e di
D. melanogaster
; il giglio e il tritone dispongono di una quan-
tità addirittura maggiore di DNA (
fig. 32
).
Questi valori si spiegano con la particolare abbondanza,
in tutti gli eucarioti, di
DNA non codificante
. Nell’uomo
costituisce il
98%
del patrimonio ereditario; di conseguenza,
il
DNA codificante equivale soltanto al 2%.
Le differenze tra gli
organismi, in conclusione, appaiono dovute al modo in cui i
geni si raggruppano e si regolano a vicenda, “accendendosi” e
“spegnendosi” in modo complesso nel corso dello sviluppo e
del differenziamento.
Un numero crescente di ricerche sembra dimostrare che
anche il DNA non codificante, che nel 1972 fu chiamato
junk
DNA
, cioè
DNA spazzatura
, non è affatto superfluo ma in-
terviene nella funzione genetica con modalità che sono ancora
oggi oggetto di studio: per esempio, organizza la struttura
della cromatina, regola l’attività dei geni e contribuisce a man-
tenere la “distanza” genetica tra le specie.
La notevole variabilità del DNA spazzatura tra specie evo-
lutivamente vicine ne impedirebbe l’ibridazione del patri-
monio genetico, qualora dovesse verificarsi la fecondazione:
i cromosomi provenienti dai due genitori non potrebbero
appaiarsi correttamente e anche se si sviluppasse una nuovo
C
hiave
di
lettura
ezione
E
j
Le basi molecolari dell’ereditarietà: genetica ed evoluzione
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Virus
Batteri
Funghi
Piante
Insetti
Anfibi
Uccelli
Mammiferi
Escherichia coli
Haemophilus
influenzae
Micoplasmi
lieviti
giglio
Arabidopsis
Drosophila
rana
tritone
gallo
uomo
Fig.11.30 genomi virus
Il minuscolo genoma di un virus deve ga-
rantire solo la propria replicazione, poiché
dipende in larga misura dall’informazione
genetica presente nella cellula procariote
o eucariote che infetta.
Quello di
Escherichia coli
(organismo uni-
cellulare che vive entro ambienti molto
ristretti) possiede solo l’informazione ge-
netica necessaria per funzionare nel modo
più efficiente possibile, e replicarsi in un
tempo minimo.
Quello degli eucarioti superiori richiede
invece grandi quantità di informazioni per
dirigere programmi di sviluppo complessi
e differenziati.
Fig. 32
Confronto della quantità di DNA di diversi
organismi, espressa in numero di basi riferite al ge-
noma aploide. Nella foto, alcune sequenze di basi di
DNA generate da sequenziatori automatici.
individuo vitale, sarebbe sterile. Uno studio del 2008 propone
come il DNA spazzatura avrebbe avuto un ruolo determinante
nell’evoluzione umana e, in particolare, nell’acquisizione del
bipedismo e del pollice opponibile.
Insomma, il DNA non codificante non costituisce uno “spre-
co” biomolecolare ma è, come lo definiscono alcuni autori, un
“altro genoma”.
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