Intero DNA di un organismo nel genoma di un altro di specie diversa

[lowenz]

Altra notizia spettacolare

http://www.molecularlab.it/news/view.asp?n=5492

Craig Venter, in collaborazione con John Werren dell'Università di Rochester, ha scoperto che in natura l'intero genoma di un batterio può essere contenuto nel DNA di un insetto. Esattamente uno dentro l'altro come una matrioska (le bambole russe racchiuse una dentro l'altra).
Questa sorprendente scoperta suggerisce che in natura il trasferimento laterale dei geni, fra specie diverse (in modo particolare fra organismi multicellulari e batteri) sia più frequente di quanto finora immaginato.
Si tratta del DNA di un batterio parassita, chiamato Wolbachia, che vive all'interno di altri organismi come crostacei, vermi, ragni e insetti. E' uno dei batteri più prolifici esistenti e riesce anche a manipolarela riproduzione dei suoi ospiti per garantirsi la sopravvivenza. Questo parassita si è stabilito in almeno il 70% degli invertebrati e, visto che vive negli organi riproduttivi, era ipotizzabile che ci potesse essere uno scambio di materiale genetico.

In passato alcuni ricercatori dell'Università di Tokio avevano dimostrato che alcuni geni di questo parassita potevano integrarsi con il DNA del maggiolino.
Da questo sono partiti i ricercatori americani e hanno iniziato a studiare gli invertebrati, compreso il moscerino dell'ananas (Drosophila ananassae).
I ricercatori hanno proceduto con trattare i moscerini con antibiotici per uccidere tutti i Wolbachia presenti. A questo punto hanno analizzato il genoma dei moscerini e hanno osservato che in molti casi l'intero genoma del parassita si era inserito nel DNA del moscerino. Inoltre, il genoma del batterio veniva ereditato come i normali geni dalle generazioni successive. Secondo John Werren il parassita Wolbachia non integra il proprio genoma intenzionalmente ma il processo è dovuto alle continue riparazioni del DNA del moscerino che in questo modo “assorbe” alcune porzioni di DNA del Wolbachia, finendo per inglobare l'interno genoma.
Queste nuove conoscenze possono rivoluzionare la storia dell'evoluzione perchè ora è ritenuto probabile che questi fenomeni, finora sconosciuti, abbiano causato dei salti evolutivi inaspettati. Inoltre sarà necessario anche modificare le ricerche sul genoma di tutti gli esseri viventi, compreso l'uomo, in quanto sarà necessario considerare l'eventuale presenza di geni estranei, non solo come possibile fenomeno di contaminazione, ma anche come possibile risultato di un processo di integrazione del DNA. Werren spiega: “I geni estranei fanno acquisire all'ospite nuove funzioni e in questo modo gli ospiti acquisiscono un vantaggio selettivo”.
La scoperta è stata pubblicata sulla rivista Science.

[razziadacqua]

Un bella carica aggiuntiva all evoluzione delle specie.

[bellastoria]

Il meccanismo che hanno scoperto qui assomiglia un po' alla trasformazione nei batteri, cioè all'acquisizione di DNA esogeno da parte del batterio. Anche in questo caso nn viene integrato per volontà ma per errore, dato che accade in questo caso che il DNA esogeno venga metilato prima che gli enzimi di restrizione lo taglino e lo rendano quindi inservibile.
Se nn sbaglio c'erano già delle teorie che prevedevano che i genomi siano stati integrati nel corso dell'evoluzione con geni o porzioni di altri genomi esogeni, appartenenti ad altri organismi. La cosa era stata prevista vedendo che il numero di paia di basi va aumentando nel corso dell'evoluzione degli organismi (anche se nn in maniera lineare), benchè all'aumento di peso del genoma nn corrisponda una maggiore quantità di DNA codificante. Buona parte del genoma umano ad esempio nn è codificante e nn si precisamente che significato abbia, ed è lecito supporre che buona parte del DNA umano (e in generale degli organismi "più evoluti") sia formato da rimaneggiamenti di geni di organismi più semplici.

[bjt2]

Originariamente inviato da bellastoria

Il meccanismo che hanno scoperto qui assomiglia un po' alla trasformazione nei batteri, cioè all'acquisizione di DNA esogeno da parte del batterio. Anche in questo caso nn viene integrato per volontà ma per errore, dato che accade in questo caso che il DNA esogeno venga metilato prima che gli enzimi di restrizione lo taglino e lo rendano quindi inservibile.
Se nn sbaglio c'erano già delle teorie che prevedevano che i genomi siano stati integrati nel corso dell'evoluzione con geni o porzioni di altri genomi esogeni, appartenenti ad altri organismi. La cosa era stata prevista vedendo che il numero di paia di basi va aumentando nel corso dell'evoluzione degli organismi (anche se nn in maniera lineare), benchè all'aumento di peso del genoma nn corrisponda una maggiore quantità di DNA codificante. Buona parte del genoma umano ad esempio nn è codificante e nn si precisamente che significato abbia, ed è lecito supporre che buona parte del DNA umano (e in generale degli organismi "più evoluti") sia formato da rimaneggiamenti di geni di organismi più semplici.

Probabilmente quella parte che è inattiva o non si sa che funzione abbia è proprio qualche parte inglobata sia con questo meccanismo che per "colpa" dei virus, magari secoli o decenni fa... Sapevo che anche i virus facevano queste cose e che nel nostro DNA abbiamo porzioni di DNA di virus di varie malattie, ma per loro questo meccanismo è basilare, non accidentale, giusto?

[lowenz]

Originariamente inviato da bjt2

ma per loro questo meccanismo è basilare, non accidentale, giusto?

Praticamente sì

[Lorekon]

Originariamente inviato da bellastoria

Il meccanismo che hanno scoperto qui assomiglia un po' alla trasformazione nei batteri, cioè all'acquisizione di DNA esogeno da parte del batterio. Anche in questo caso nn viene integrato per volontà ma per errore, dato che accade in questo caso che il DNA esogeno venga metilato prima che gli enzimi di restrizione lo taglino e lo rendano quindi inservibile.

no.
quando trasformi butti dentro un plasmide, mica modifichi il DNA genomico del batterio.
Non viene affatto integrato, ma resta nel batterio com elemento circolare a sè stante.
La metilazione nei procarioti poi non so se serva a silenziare.
E' più facile che, semplicemente, sul promotore manchino le sequenze consenso per le subunità sigma delle RNA polimerasi.

http://www.unicz.it/didattica/lauree...procarioti.pdf
pagine 8-9-10

Se nn sbaglio c'erano già delle teorie che prevedevano che i genomi siano stati integrati nel corso dell'evoluzione con geni o porzioni di altri genomi esogeni, appartenenti ad altri organismi. La cosa era stata prevista vedendo che il numero di paia di basi va aumentando nel corso dell'evoluzione degli organismi (anche se nn in maniera lineare), benchè all'aumento di peso del genoma nn corrisponda una maggiore quantità di DNA codificante. Buona parte del genoma umano ad esempio nn è codificante e nn si precisamente che significato abbia, ed è lecito supporre che buona parte del DNA umano (e in generale degli organismi "più evoluti") sia formato da rimaneggiamenti di geni di organismi più semplici.

è il cosiddetto "C paradox".
in realtà più che l'inserimento di DNA esogeni, si possono verificare fenomeni di traslocazione e duplicazione di grossi pezzi di genoma (duplicazioni) e la comparsa di trasposoni e restrotrasposoni che si auto-moltiplicano nel DNA.
http://it.wikipedia.org/wiki/Retrotrasposone come per esempio il restrotrasposone Alu.
Pare che i retrotrasposoni rappresentino tipo il 10 % del genoma umano... è tantissimo!
In alcuni organismi, per esempio il mais, il fenomeno è piuttosto accentuato.
In teoria la selezione naturale dovrebbe riassorbire tutte queste amplificazioni del genoma (è uno spreco di risorse per la cellula) in realtà a volte compaiono dei vantaggi evolutivi.
Oppure i genomi molto grandi sono tipici di specie che non subiscono l'evoluzione naturale (come il mais appunto, che è coltivato e non esiste in natura).

Cmq non è scontato che nel genoma umano siano inseriti genomi di organismi più semplici, IMHO.
E' pur vero che esistono i virus che, tipicamente, si integrano nel genoma della cellula ospite (ciclo litico-ciclo lisogenico) ma non restano lì per sempre, per propagare l'infezione si devono excidere.

In ogni caso notevole la scoperta che a farlo sia un batterio e non un virus.