Sottovalutare il DNA non codificante? Il DNA degli organismi viventi è spesso costituito da milioni o addirittura miliardi di paia di basi. Solo, nella maggior parte dei casi, pochissime di queste informazioni consentono di codificare le proteine.
Questo è anche il caso degli esseri umani, dove dei 3 miliardi di paia di basi esistenti, solo il 2% rende possibile la codifica delle proteine. Il resto, chiamato DNA non codificante, è stato a lungo considerato inutile. Tuttavia, un team di ricercatori dell’Università di Tel Aviv ha appena pubblicato altri risultati sulla rivista Società Reale.
DNA non codificante, DNA codificato… Quali sono le differenze?
Il DNA è una molecola universale. Si trovano in tutti gli organismi viventi e costituiscono i cromosomi. Questa grande molecola è formata dalle famose quattro lettere A, T, G e C, comunemente chiamate basi azotate. Questo è il motivo per cui stimiamo la dimensione del genoma in “coppie di basi”.
In quasi tutti gli organismi viventi, il DNA è diviso in parti codificanti e non codificanti. Quest’ultimo è spesso la maggioranza. Il DNA non codificante è stato a lungo chiamato “DNA spazzatura” o “DNA satellite”. È l’insieme di sequenze nel genoma che alla fine non diventano proteine. Tuttavia, allo stato attuale, le sue funzioni biologiche sono ancora poco conosciute, se non addirittura sottovalutate.
Tuttavia, i ricercatori hanno scoperto alcuni dei suoi ruoli. Pertanto, specifiche regioni non codificanti svolgono un ruolo nella regolazione trascrizionale. Questo è il passaggio per creare un mRNA copiando uno dei filamenti di DNA. Altre sequenze consentiranno l’organizzazione e il mantenimento del genoma.
Esistono diversi tipi di DNA non codificante. In particolare, possono essere sequenze ripetitive, sia in tandem (DNA satellite, microsatellite o microsatellite) che isolate. Questi ultimi sono quindi i trasposoni o retrovirus. Gli introni possono anche interrompere la sequenza di codifica.
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Un rinnovato interesse per gli introni
Nel 1977, due scienziati scoprirono indipendentemente questi famosi introni. Quest’ultimo è diffuso all’interno del nostro genoma, tuttavia alcuni possono anche interrompere la sequenza codificante. Per questa scoperta, Richard Roberts e Phil Sharpe hanno ricevuto il Premio Nobel.
Questi introni si trovano principalmente in genomi complessi, come quelli umani, ma non rovinano la sequenza dei batteri. Quando tagliano la sequenza di codifica, aggiungono lavoro al processo di compilazione. Questo è il meccanismo per ottenere proteine dall’RNA messaggero, che si ottiene dal DNA.
Quando l’introne stesso entra nella sequenza codificante della proteina, viene anche tradotto. Questo costringe le cellule a mettere in atto processi piuttosto pesanti per rimuovere queste informazioni irrilevanti che rendono inattive le proteine. E questo è permanente! Per farti un’idea, immagina che ogni giorno devi cancellare migliaia di parole senza senso per poter leggere e capire una frase.
Ciò dà l’impressione di un’enorme perdita di tempo per gli organismi viventi, ad eccezione dei procarioti. Inoltre, il numero di voci varia tra le specie. Pertanto, gli esseri umani hanno circa 140.000 introni, mentre i topi ne hanno oltre 33.000, mentre il lievito ne ha appena 300.
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Gli introni possono proteggere le sequenze codificanti da mutazioni che porterebbero a delezioni.
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Perché questo DNA non codificante è ancora in circolazione?
Alla luce del tempo sprecato derivante dall’elaborazione di questo DNA non codificante, ci si potrebbe chiedere perché l’evoluzione non ha finito per eliminarlo?
In primo luogo, gli scienziati ipotizzano che l’eliminazione anche di pezzi di DNA “non necessari” attorno alla sequenza codificante potrebbe potenzialmente danneggiare la sopravvivenza dell’animale, poiché comporterebbe anche l’eliminazione di sequenze errate.
In definitiva, intorno a queste regioni codificanti (al “confine”), il DNA “spazzatura” potrebbe proteggerle. Quindi agirà come una sorta di cuscinetto, proteggendo la sequenza codificante da mutazioni che potrebbero comprometterla seriamente.
Per vedere questa ipotesi in azione, gli scienziati hanno creato un modello matematico. Questo modello, chiamato “selezione indotta dal confine”, spiega due cose. Innanzitutto il motivo della lunghezza degli introni. Più a lungo esistono, più le sequenze di DNA in cui si inseriscono sono soggette a una significativa pressione di delezione e mutazione. Quindi la presenza di lunghi introni li protegge.
Questa spiegazione spiega anche perché ci sono differenze così grandi nel numero di introni per specie: non tutti sono soggetti alla stessa pressione mutazionale.
Potrebbe essere il momento di rivisitare il termine DNA non codificante. La nostra conoscenza potrebbe semplicemente essere incompleta e questo DNA avrà funzioni che non comprendiamo ancora. Stanno emergendo sempre più nuove funzioni di questo DNA. Ciò che era quindi “spazzatura” potrebbe essere una sorta di tesoro genetico…
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