La conservazione della memoria genetica

La conservazione della
memoria genetica
Alberto Piazza
Dipartimento di Genetica, Biologia e Biochimica
Università degli Studi di Torino
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La conservazione della memoria genetica
Meccanismi di memoria
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Evoluzione biologica
-
Apprendimento (evoluzione culturale)
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Meccanismi di memoria
• Evoluzione biologica
– Memoria genetica: l’insieme dei geni (in ultima
analisi del DNA) contenuto in una popolazione di
organismi
– La memoria genetica di un individuo è quella
eredidata dai suoi genitori; dipende perciò dalla
memoria genetica della popolazione in cui I
genitori vivono
– La memoria genetica cambia lentamente nel
tempo, dipende dai circuiti neuronali che
rispondono alle sollecitazioni dell’ambiente con i
meccanismi che regolano l’evoluzione biologica:
da memoria genetica a memoria biologica
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Meccanismi di memoria
• Apprendimento
– La memoria biologica di ciascun individuo è
inizialmente la memoria genetica ad un certo
stadio di evoluzione
– Cambia con l’apprendimento durante il corso della
vita a causa di fattori ambientali, sia biologici, sia
culturali. Darwinismo neurale
– L’apprendimento può avvenire attraverso i propri
genitori (trasmissione verticale) ma anche
attraverso i coetanei (trasmissione orizzontale); da
individuo ad individuo, ma anche da un solo
individuo a molti individui e da molti individui ad un
solo individuo
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Meccanismi di memoria
• Apprendimento
–Può rispondere rapidamente alle
condizioni ambientali e a un loro
cambiamento non prevedibile
–Può produrre più informazioni di
quanto la memoria genetica possa
archiviare. Di qui la necessità di
una memoria extrasomatica
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Il genoma umano come una biblioteca
• Genoma umano: 3.5
miliardi di basi
• una base come una
lettera dell’alfabeto
• 14.223 endecasillabi
• 497.805 lettere
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• Il genoma
umano
corrisponde a
7024 Divine
Commedie
La conservazione della memoria genetica
Altri fatti sul genoma umano
•Tra gli individui della nostra specie – Homo Sapiens Sapiens –
il DNA differisce in media del 2 per mille (una ogni 500 lettere)
mentre gli individui della nostra specie differiscono dagli
scimpanzè nel loro DNA del 1-2 % (una ogni 25-50 lettere)
•Il numero di geni umani è probabilmente compreso tra 30.000 e
50.000
•La maggior parte dei nostri geni – circa il 97% - non ha una
funzione conosciuta
•Se si svolgesse il DNA contenuto nelle nostre cellule
osserveremmo una sequenza lunga circa un metro e mezzo
•Nel corpo umano sono presenti circa 100 mila miliardi di
cellule (100.000.000.000.000)
•Se volessimo svolgere in un filo il DNA contenuto in tutto il
nostro corpo, questo filo sarebbe lungo quanto 600 volte il
tragitto tra la terra e il sole e ritorno.
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Linguaggio ed informazione
• Il cervello ha una dimensione limitata,
di conseguenza anche i bits di
informazione che vi si accumulano
sono limitati.
• Necessità di sviluppare tecniche di
archiviazione dell’informazione
(memoria) fuori dall’organismo.
• Il controllo della lingua è attraverso il
canale ipoglosso nel cranio. Negli
uomini è largo due volte quello degli
scimpanzé.
• Si è sviluppato circa 400.000 anni fa
nell’Australopiteco.
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Scrittura
• Il linguaggio orale è chiaramente
limitato.
• Lo sviluppo di un linguaggio scritto ha
fornito un nuovo e potente mezzo di
archiviazione extra-somatica
dell’informazione.
• Le prime tracce di scrittura si trovano in
Sumero–Iraq di oggi (8500 AC).
• Probabilmente origini economiche.
• Comune dal 3000 AC.
• Dalla scrittura ideografica a quella
fonetica, circa 1500 AC.
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Invenzioni che hanno aumentato
la memoria extrasomatica
•
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•
•
Stampa (1456)
– il numero di libri
aumentò da 104 a 107
in 50 anni
Telegrafo (1844)
Radio (1895)
Televisione (1936)
Computers (1950)
Internet (1970)
– l’informazione che è possibile
archiviare è ben superiore a quella
della memoria del cervello umano
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Un esempio di
conservazione
della memoria
genetica:
la Sardegna
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Proto-Sardegna e
area arcaica
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Distribuzione
geografica dei
toponimi con suffissi
-ai
-ei
-oi
-ui
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Distribuzione geografica dei
domini linguistici
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Sassarese
Gallurese
Nord-ovest Logudoro
Est Logudoro
Sud Logudoro – Planargia
Goceano (alta valle del Tirso)
Circondario di Bitti
Nuorese
Baronia di Orosei-Siniscola
Monte Ferru
Fonni – Barbagia di Ollolai
Nord Campidano di Oristano
Media valle del Tirso
Barbagia di Belvi
Ogliastra
Sud Campidano di Oristano
Tregenta – Parteolla
Transizione tra Gerrei e Tregenta
Sarrabus
Sulcis – Iglesiente
Campidano di Cagliari
Alghero
Carloforte
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Il lessema
“bosco”
nella
geografia
dell’isola
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Il lessema
“dicembre”
nella
geografia
dell’isola
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Il lessema
“rosmarino”
nella
geografia
dell’isola
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Il lessema
“pipistrello”
nella
geografia
dell’isola
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Eterogeneità genetica tra
domini linguistici
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Sassarese
Gallurese
Nord-ovest Logudoro
Est Logudoro
Sud Logudoro – Planargia
Goceano (alta valle del Tirso)
Circondario di Bitti
Nuorese
Baronia di Orosei-Siniscola
Monte Ferru
Fonni – Barbagia di Ollolai
Nord Campidano di Oristano
Media valle del Tirso
Barbagia di Belvi
Ogliastra
Sud Campidano di Oristano
Tregenta – Parteolla
Transizione tra Gerrei e Tregenta
Sarrabus
Sulcis – Iglesiente
Campidano di Cagliari
Alghero
Carloforte
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Cognomi, geni e lessemi in 22 domini linguistici della
Sardegna
Cognomi
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Geni
Lessemi
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Immagine genetica
tricromica della
Sardegna
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La conservazione della memoria genetica
Zei et al. (2003) From
surnames to the history of
Y chromosomes: the
Sardinian population as a
paradigm. EJHG 11:802-7.
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La conservazione della memoria genetica
Rootsi et al. (2004) Phylogeography of Y-Chromosome Haplogroup I
Reveals Distinct Domains of Prehistoric Gene Flow in Europe. Am. J.
Hum. Genet., 75:128-137
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La conservazione della memoria genetica
Rootsi et al. (2004) Phylogeography of Y-Chromosome
Haplogroup I Reveals Distinct Domains of Prehistoric Gene Flow
in Europe. Am. J. Hum. Genet., 75:128-137
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