Geni e specie

È vero che tutte le forme viventi detengono l'intera stringa del DNA, uguale per tutti, e solo alcuni geni sono attivati per distinguere una particolare specie, mentre gli altri geni rimangono silenti?

Paolo Bergamo
28 febbraio 2005
No, non è vero, i geni di ogni singola specie sono diversi da quelli delle altre, nel numero e nella qualità, anche se sono evolutivamente correlati e possono avere una sequenza di DNA molto simile.

Dal sequenziamento dell'intero patrimonio genetico di molte specie, virus, batteri, lievito, moscerino, zanzara, baco da seta, verme, pollo, pesce, topo, uomo, ecc. si è potuto analizzare in modo dettagliato il contenuto dei geni e dei corrispondenti prodotti proteici delle singole specie e fare paragoni tra le specie in quella che si chiama oggi genomica comparativa. Si usano programmi più o meno complessi per paragonare le sequenze del DNA o delle proteine e il termine omologia indica la somiglianza nella sequenza dei geni di specie diverse. Si chiamano geni ortologhi quei geni che si sono evoluti da un gene ancestrale comune e questi geni sono tanto più simili quanto più le specie sono evolutivamente vicine.

Un esempio più dettagliato può essere preso dal sequenziamento del genoma di alcuni insetti. L'attuale annotazione del genoma del moscerino della frutta (D. melanogaster), che contiene 180 milioni di coppie di basi (Mbp), predice 13 601 geni. Il genoma della zanzara (Anopheles gambiae) è costituito di 278 Mbp e contiene 15 189 geni. La grandezza totale del genoma del baco da seta (Bombix mori) è stata stimata di 428 Mbp, con un numero di geni pari a 18 510. Bisogna considerare che il baco da seta e' un Lepidottero, mentre il moscerino della frutta e la zanzara sono Ditteri. Questi due ordini di insetti si sono separati da 280 a 350 milioni di anni e questa separazione è evidente già se si considera solo il numero di geni di queste tre specie. Considerando poi il tipo di geni, alcuni sono presenti in tutte le specie con una sequenza che può essere molto conservata, anche se non identica, e sono quei geni preposti alle funzioni vitali necessarie in tutte le cellule. Ci sono poi geni che sono presenti solo in alcune specie o gruppi di specie e sono associati alla peculiarità di quella specie. Ad esempio nella zanzara sono stati trovati 483 gruppi di geni che codificano proteine presenti in questa specie e non nel moscerino o nel baco da seta. Tra questi gruppi ci sono 19 membri appartenenti alla famiglia dei recettori degli odori, che fanno pensare a un loro coinvolgimnto nel comportamento specifico della zanzara che è diretto alla ricerca dell'ospite da pungere per succhiare il sangue. Nella zanzara c'è anche una notevole espansione per i geni implicati in meccanismi di adesione cellulare e nell'immunità.

Se la domanda posta si fosse riferita a tutte le cellule di un individuo di una data specie, la risposta sarebbe stata sì. È infatti vero che nelle cellule degli individui di ogni singola specie il numero e il tipo di geni è uguale e che nel corso dello sviluppo differenti gruppi di geni vengono espressi e regolati in distretti diversi dell'embrione e nei diversi tessuti. E' proprio questa espressione differenziale dei geni che fa sì che si formino organi, tessuti e tipi cellulari diversi.

Carla Malva Istituto di Genetica e Biofisica, CNR, Napoli

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