DNA egoista
DNA egoista è un termine per le sequenze di DNA che hanno due proprietà distinte:
- la sequenza del DNA si diffonde formando ulteriori copie di se stessa all'interno del genoma; e
- non contribuisce in modo specifico al successo riproduttivo del suo organismo ospite. (Può avere o meno effetti negativi significativi).
Nel suo libro del 1976, Il gene egoista, Richard Dawkins ha suggerito l'idea del DNA egoista quando è stato scoperto il DNA non codificante nei genomi eucarioti. Nel 1980, due articoli della rivista Nature hanno ampliato e discusso il concetto. Secondo uno di questi articoli:
La teoria della selezione naturale, nella sua formulazione più generale, si occupa della competizione tra entità replicanti. Essa mostra che, in una tale competizione, i replicatori più efficienti aumentano di numero a scapito dei loro concorrenti meno efficienti. Dopo un tempo sufficiente, solo i replicatori più efficienti sopravvivono.
-L.E. Orgel & F.H.C. Crick, DNA egoista: il parassita per eccellenza.
Il DNA geneticamente funzionale normale potrebbe essere visto come "entità replicanti" che agiscono sulla loro replicazione manipolando la cellula che controllano. Al contrario, le unità di DNA egoista possono sfruttare i meccanismi esistenti nella cellula, e moltiplicarsi senza influenzare l'idoneità dell'organismo sotto altri aspetti.
Non c'è un confine netto tra i concetti di DNA egoista e DNA geneticamente funzionale. Spesso è anche difficile capire se un'unità di DNA non codificante è funzionalmente importante o meno; o se è importante, in che modo. Inoltre, non è sempre facile distinguere tra alcuni casi di DNA egoista e alcuni tipi di virus.
Storia dell'idea
L'idea che alcuni elementi genetici possano non essere utili all'organismo non è nuova. Nel 1928, un genetista russo segnalò un cromosoma X in Drosophila obscura. Affermava che il rapporto sessuale femminile che ne risultava poteva portare all'estinzione di una popolazione.
Nel 1941 fu suggerito per la prima volta che ci potesse essere un conflitto tra i normali geni nucleari ereditati da entrambi i genitori e i geni mitocondriali di un genitore (la femmina). Potrebbe portare alla sterilità citoplasmatica maschile nelle piante.
Più o meno nello stesso periodo, sono stati segnalati diversi altri esempi di elementi genetici egoistici. Per esempio, un genetista del mais ha descritto come le manopole cromosomiche hanno portato alla pulsione meiotica femminile nel mais. La pulsione meiotica è quando una copia di un gene viene trasmessa alla prole per più del 50% del tempo previsto.
Il botanico e citogenetista svedese Gunnar Östergren nel 1945 notò come i cromosomi possano diffondersi in una popolazione a causa della loro natura "parassitaria". Discutendo dei cromosomi B nelle piante egli scrisse: "In molti casi questi cromosomi non hanno alcuna funzione utile alle specie che li trasportano, ma che spesso conducono un'esistenza esclusivamente parassitaria ... [cromosomi B] non devono essere utili alle piante. Devono essere utili solo a se stessi". - Gunnar Östergren.
Poi, all'inizio degli anni Cinquanta, Barbara McClintock pubblicò una serie di articoli che descrivevano l'esistenza di "elementi trasponibili". Questi sono tra gli elementi genetici egoistici di maggior successo. La scoperta degli elementi trasponibili l'ha portata a ricevere il premio Nobel per la medicina o la fisiologia nel 1983.
Domande e risposte
D: Cos'è il DNA egoista?
R: Il DNA egoista è un termine che indica le sequenze di DNA che hanno due proprietà: la capacità di diffondersi formando più copie di se stesso nel genoma e il non aiutare il successo riproduttivo dell'organismo ospite.
D: Chi ha proposto per primo l'idea del DNA egoista?
R: Richard Dawkins ha proposto per la prima volta l'idea del DNA egoista nel suo libro del 1976, Il gene egoista.
D: In che modo Orgel e Crick hanno ampliato questo concetto?
R: Orgel e Crick hanno ampliato questo concetto in un articolo pubblicato su Nature nel 1980, dove hanno discusso il funzionamento della selezione naturale con entità replicanti in competizione tra loro. Sostennero che i replicatori più efficienti aumenteranno a spese dei concorrenti meno efficienti nel corso del tempo.
D: Come si replica il normale DNA geneticamente funzionale?
R: Il normale DNA geneticamente funzionale si replica manipolando la cellula che controlla.
D: Quali sono le somiglianze tra il DNA egoista e i virus?
R: Può essere difficile distinguere tra alcuni casi di DNA egoista e alcuni tipi di virus, a causa delle loro caratteristiche comuni, come la capacità di sfruttare i meccanismi esistenti in una cellula per moltiplicarsi senza influire sulla sua idoneità.
D: Esiste un confine netto tra il DNA egoista e il DNA geneticamente funzionale?
R: No, non esiste un confine netto tra questi due concetti, poiché può essere difficile determinare se un'unità di DNA non codificante è importante dal punto di vista funzionale o meno, o se è importante, in che modo influisce sulla fitness di un organismo.
D: Cosa è stato scoperto quando sono stati studiati i DNA non codificanti?
R: Quando sono stati studiati i DNA non codificanti, si è scoperto che avevano due proprietà: potevano diffondersi formando più copie di se stessi all'interno di un genoma, ma non aiutavano il successo riproduttivo di un organismo.
