IL GENOMA UMANO , QUESTO SCONOSCIUTO Giuseppe Borsani

IL GENOMA UMANO , QUESTO SCONOSCIUTO
Giuseppe Borsani
Università di Brescia
Sommario
Il Progetto Genoma Umano, conclusosi nel 2003, ha avuto lo scopo di identificare la
sequenza nucleotidica dei geni che caratterizzano la specie umana e di indicarne,
approssimativamente, il numero: circa 25.000. Tali risultati solo apparentemente
contrastano con le precedenti stime dei ricercatori, basate sul dogma centrale della
biologia “un gene, una proteina”. Il nostro organismo e' verosimilmente costituito da ben
più di 100.000 proteine, le quali possono essere però sintetizzate a partire da “solo” 25.000
geni mediante il meccanismo molecolare dello splicing alternativo.
Il sequenziamento e la comparazione di genomi appartenenti ad organismi diversi ha fatto
nascere la genomica comparativa che ha riscontrato l’impossibilità di correlare la
complessità di un organismo al numero dei geni presenti nel genoma; le differenze sono
imputabili, invece, al modo in cui i geni sono utilizzati, cioè, alle diverse varianti di
proteine che ciascun organismo produce. In proposito si possono citare gli esempi del
gene FOXP2, il cosiddetto “gene del linguaggio”. I polimorfismi a singolo nucleotide
(SNP) sono invece responsabili della diversità osservabile nel genere umano. Ma il dato
più interessante fornito dalla genomica comparativa è che il DNA umano non codificante
è pari al 98.5% dell‚intero genoma. Tale DNA, detto “DNA spazzatura” è costituito per il
70% da DNA intergenico, e per il 30% da DNA intragenico (introni). Le sequenze del DNA
non codificante variano notevolmente nei diversi organismi tranne per una piccola
frazione (3%) costituita da conserved non-coding sequences, che proprio perché si è
conservata nel corso dell’evoluzione, deve svolgere un particolare ruolo funzionale non
ancora conosciuto.
Parole chiave
Genoma, gene, esone, introne, RNA trascritto primario, DNA spazzatura, splicing alternativo,
genomica comparativa, polimorfismi a singolo nucleotide (SNP ),gene FOXP2 del linguaggio,
conserved non-coding sequences (CNS ).
Concetti chiave
La complessità di un organismo non è direttamente correlabile alla dimensione del
genoma ed al numero dei geni in esso presenti.
Attraverso il meccanismo chiamato splicing alternativo, le informazioni racchiuse nei geni
degli organismi complessi vengono tagliate e rimontate in vari modi, consentendo ad un
singolo gene di produrre più proteine.
Il “DNA spazzatura” che costituisce il 98% del nostro genoma, diversamente da quanto i
ricercatori ipotizzavano, potrebbe svolgere un ruolo fondamentale in vari ed importanti
processi biologici, in particolare nel controllo dell'espressione genica.
La comparazione di sequenze di regioni di DNA corrispondenti appartenenti a specie
diverse permette di ricostruire la storia evolutiva delle specie.
Leggibilità ***
Livello scolare Triennio scuola media superiore
Possibile uso didattico
Itinerario didattico sulla storia evolutiva dell’uomo e degli altri organismi viventi: da
unicellulare a pluricellulare controllando la complessità. La selezione e le diversità
intraspecifiche. Il differenziamento cellulare. Il metodo d’indagine scientifico e le “teorie”
della scienza.
Letture proposte:
Gil Ast : Il genoma alternativo. Le Scienze, Luglio 2005
John S.Mattick : Il segreto della complesità. Le Scienze, Dicembre 2004