report on the ‘ omic science’aspa.unitus.it/matassino/cd 102/dublino italiano def...

Dublin, August 25th 2007

13 th WORKSHOP FOR EUROPEAN NATIONAL CO-ORDINATORS

FOR THE MANAGEMENT OF FARM ANIMAL GENETIC RESOURCES

REPORT ON THE ‘ OMIC SCIENCE’

Matassino D.1,2, Castellano N.1, Gigante G.1, Grasso M.1, Incoronato C.1, Inglese F.1, Occidente M.1, Pane F.1, Petrillo P.1, Varricchio G.1 and Di

Luccia A.3

11

Dublin, August 25th 20071 ConSDABI -National Focal Pointitaliano della FAO (NFP.I - FAO) per la tutela del germoplasma animale invia di estinzione nell’ambito della Strategia Globale FAO per la gestione della risorsa genetica animale (GS-AnGR, Global Strategy for the Management of Farm Animal Genetic Resources) – Centro di Scienza Omica perla Qualità e per l’Eccellenza nutrizionali - Centro di Ricerca sulle Risorse Genetiche Animali di InteresseZootecnico - Centro Produzione Sperma ed Embrioni - Contrada Piano Cappelle - 82100 Benevento – Italia -Tel.: +39 0824 334300; tf.: +39 0824 334046; email: [email protected]; Internet: www.consdabi.org

2 Cattedra di Zootecnica generale e Miglioramento genetico - Dipartimento di Scienze biologiche e ambientali -Università degli Studi del Sannio – via Porta Arsa, 11 – 82100 Benevento – Italia - email: [email protected]

3 Dipartimento di Progettazione e di Gestione dei Sistemi Agro-Zootecnici e Forestali (PRO.GE.SA)–Università degli Studi di Bari - Via G. Amendola, 165/A - 70126 Bari – Tel./tf: +39 080 5442942; email:[email protected]

Consorzio per la Sperimentazione, Divulgazione e Applicazione di Biotecniche Innovative

NATIONAL FOCAL POINT – FAO

ANIMAL GENETIC RESOURCES

Centro di Scienza Omica per la Qualità e per l’Eccellenza Nutrizionali

2 2Realizzato con il contributo di:

Ministero per le Politiche Agricole, Alimentari e Forestali (Mipaaf) – Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) – Progetto finalizzato'Beni Culturali’

Centro di Ricerca sulle Risorse Genetiche Animali di Interesse Zootecnico

Centro Produzione Sperma ed Embrioni

Centro di Scienza Omica per la Qualità e per l’Eccellenza Nutrizionali

INDICE1. INTRODUZIONE

2. IMPOSTAZIONE SISTEMICA

3. COMPLESSITÀ

4. SCIENZA ‘OMICA’

4.1.GENOMICA

4.1.1.GENOMICA STRUTTURALE

4.1.2. GENOMICA FUNZIONALE O EPIGENOMICA4.1.2. GENOMICA FUNZIONALE O EPIGENOMICA

4.1.2.1. PROGETTO ‘ENCODE’

4.1.2.2. CRONOGENETICA

4.1.2.3. APPROCCIO MICROARRAY

5. STRATEGIA ‘OMICA’

6. CONCLUSIONI

7. BIBLIOGRAFIA

13TH WORKSHOP FOR EUROPEAN NATIONAL CO-ORDINATORS FOR THE. MAnGR, DUBLIN, AUGUST 25th 2007

1. INTRODUZIONE


DI UNA ‘COMPLESSITÀ’QUASI INFINITA

DI ATTUALITÀ

DI GRANDE VALENZA

IL TEMA DA TRATTARE È

FILOSOFICA

SCIENTIFICA

1. IN

TR

OD

UZ

ION

E

5

ESSO, INDUBBIAMENTE, VA INQUADRATO NEL

CONTESTO DEL PRESENTE CHE, A SUA VOLTA,

VIENE INSERITO NELLA COSIDDETTA

'ETÀ POSTMODERNA'

OPERATIVA

1. IN

TR

OD

UZ

ION

E


OGGI, RITENGO, CHE SI È DI FRONTE A UNA

CONTINUA

‘CASCATA DI CERTEZZE DOCUMENTATE’ E

1. IN

TR

OD

UZ

ION

E

6

A UN ‘FIUME CARSICO DI EVIDENZE SCIENTIFICHE’

(Matassino D. et al., 2005)

1. IN

TR

OD

UZ

ION

E


NON SI PUÒ DISCONOSCERE CHEL’‘ IMPERATIVO

ETICO’ DELLA SCIENZA È LA RICERCA DELLA

‘VERITÀ’ IN MODO DISINTERESSATO; QUESTA

RICERCA NON SEMPRE È IN ARMONIA, CIOÈ IN

1. IN

TR

OD

UZ

ION

E

7

SINTONIA, CON I CONTINUI CAMBIAMENTI DEGLI

INTERESSI SOCIO-ECONOMICO-POLITICI DELLA

MOSAICA ORGANIZZAZIONE UMANA PRESENTE

SUL PIANETA TERRA

1. IN

TR

OD

UZ

ION

E


SECONDO MONOD J. (1971), L’UOMO DEVE CERCARE

CONTINUAMENTE LA VERITÀ PER SE STESSA, A

PRESCINDERE DALLE CONSEGUENZE DELLA

DINAMICA DELLA CONOSCENZA; QUESTA TESI SI

CONCRETIZZA NELL’‘ETICA DELLA CONOSCENZA’ ,

ESPRESSIONE CONIATA DALLO STESSO MONOD.

1. IN

TR

OD

UZ

ION

E

8

INDUBBIAMENTE, QUALSIASI ‘ VERITÀ’ SCIENTIFICA

DETERMINA POI, NELLA SUA APPLICAZIONE

(TRASFERIMENTO OPERATIVO), EFFETTI UTILI PER

ALCUNI GRUPPI SOCIALI E NON PER ALTRI, QUINDI,

EXTREMA RATIO, LA VERITÀ SCIENTIFICA NON

SAREBBE MAI NEUTRALE

1. IN

TR

OD

UZ

ION

E


QUESTA‘ETICA DELLA CONOSCENZA’

PUÒ ESSERE RICONDOTTA ALLA

‘FILOSOFIA DELLA CONOSCENZA’

PARTICOLARMENTE EVIDENZIATA DAL GRANDE

1. IN

TR

OD

UZ

ION

E

9

PENSATORE ITALIANO ROSMINI A. (1797 ÷1855)

1. IN

TR

OD

UZ

ION

E


‘CONTINUE’ E ‘INNOVATIVE’ CONOSCENZE

EVIDENZIANO CHE

I MECCANISMI MOLECOLARI

ALLA BASE DELLA VITA SONOINTEGRATI IN

1. IN

TR

OD

UZ

ION

E

10

ALLA BASE DELLA VITA SONOINTEGRATI IN

SISTEMI COMPLESSI

1. IN

TR

OD

UZ

ION

E


LA BIOLOGIA DEL ‘3. MILLENNIO’

INDISCUTIBILMENTE DIVERSA DA QUELLA DEL SUO

FONDATORE – ARISTOTELE-

MOSTRA UN ‘VOLTO’ NUOVO

1. IN

TR

OD

UZ

ION

E

11

ESSA SI VA CONFIGURANDO COME

‘BIOLOGIA DEI SISTEMI’1. IN

TR

OD

UZ

ION

E


2. IMPOSTAZIONE SISTEMICA


L’IMPOSTAZIONE SISTEMICA È RAPPRESENTABILE DA

UN

‘MANDALA’

PROPRIO DELLA SIMBOLOGIA DEL

‘TANTRISMO BUDDISMO INDUISMO’

2. IM

PO

STA

ZIO

NE

SIS

TE

MIC

A

13

(600 ÷ 650 a.C.)

IL MANDALA ( FIGURA I) È DA RITENERE UNA

RAFFIGURAZIONE FORTEMENTE DUTTILE

2. IM

PO

STA

ZIO

NE

SIS

TE

MIC

A


MANDALA UOMO

UOMO

ISTITUZIONEPOLITICA

TECNICHE

INNOVATIVE

INFORMATIZZAZIONE

BIOTECNICHEORGANIZZAZIONE PRODUTTIVA

RELIGIONE

SCUOLA ENERGIA

ORGANIZZAZIONEPRODUTTIVA

2. IM

PO

STA

ZIO

NE

SIS

TE

MIC

A

14

DEMOGRAFIA

VARIABILITA' GENETICA E CARICO GENETICO ANIMALI E VEGETALI

RISORSA IDRICA

RISORSA SUOLO

Figura I - Esemplificazione di un 'mandala' rappresentativo di un sistema culturale (Matassino 1992c).

FIGURA I. ESEMPLIFICAZIONE DI UN ‘MANDALA’ RAPPRESENTATIVO DE L SISTEMA ‘ UOMO’ (Matassino D., 1992).

14

2. IM

PO

STA

ZIO

NE

SIS

TE

MIC

A


UN SISTEMA PUÒ ESSERE DEFINITO COME

“UN COMPLESSO DI EVENTI O DI FENOMENI DI VITA REALE

CONTRASSEGNATI DA SCAMBIEVOLI LEGAMI FUNZIONALI”

(Matassino D., 1978; 1984)

2. IM

PO

STA

ZIO

NE

SIS

TE

MIC

A

1515

(Matassino D., 1978; 1984)

2. IM

PO

STA

ZIO

NE

SIS

TE

MIC

A


CIASCUN SISTEMA DEFINISCE ATTRAVERSO LA SUA

ORGANIZZAZIONE IL

‘DOMINIO’

2. IM

PO

STA

ZIO

NE

SIS

TE

MIC

A

16

MOMENTO ‘OLISTICO’ DI TUTTE LE INTERAZIONI FRA I

FATTORI INTERESSATI

2. IM

PO

STA

ZIO

NE

SIS

TE

MIC

A


LA CAPACITÀ DEL ‘SISTEMA BIOLOGICO’ DI CONSERVARE LA

SUA ‘IDENTITÀ’ È IDENTIFICABILE CON LA ‘RESILIENZA’ ,

INTESA COME

‘CAPACITÀ DI UN SISTEMA BIOLOGICO DI RIPRISTINARE

2. IM

PO

STA

ZIO

NE

SIS

TE

MIC

A

17

NORMALMENTE, CONTINUAMENTE E DINAMICAMENTE, NEL

TEMPO E NELLO SPAZIO, LO ‘STATUS’ PREESISTENTE

ALL’EFFETTO DI UNA PERTURBAZIONE’

2. IM

PO

STA

ZIO

NE

SIS

TE

MIC

A


L’ APPROCCIO ‘SISTEMICO’

TROVA I SUOI FONDAMENTI NELLA

‘TEORIA GENERALE DEI SISTEMI’

RESA UFFICIALE DA

VON BERTALANFFY L. NEL 1945

2. IM

PO

STA

ZIO

NE

SIS

TE

MIC

A

1818

ANCHE SE L’AUTORE LA ESPOSE PER LA PRIMA

VOLTA NEL 1937 IN UN SEMINARIO FILOSOFICO

ALL’UNIVERSITÀ DI CHICAGO

2. IM

PO

STA

ZIO

NE

SIS

TE

MIC

A


FRA I CONTRIBUTI CONCETTUALI E/O SCIENTIFICI

CHE HANNO CONCORSO ALLA FORMULAZIONE DELLA

‘TEORIA DEI SISTEMI’

SI RICORDANO QUELLI DI

2. IM

PO

STA

ZIO

NE

SIS

TE

MIC

A

1919

KOHLER W. E WERTHEIMER M. (1912)

DE SAUSSURE F. (1916)

LOTKA A.J. (1925)

SMUTS J.C. (1926)

NEEDHAM J. (1936)2. IM

PO

STA

ZIO

NE

SIS

TE

MIC

A


L’ ‘ APPROCCIO SISTEMICO’,

NEL SETTORE

‘BIOLOGICO-MOLECOLARE’,

È UNO DEI ‘PARADIGMI FONDAMENTALI’

IN GRADO DI FORNIRE UN

‘RAZIONALE TENTATIVO’

2. IM

PO

STA

ZIO

NE

SIS

TE

MIC

A

20

‘RAZIONALE TENTATIVO’

DI DISCRIMINARE LA COMPLESSA

‘STRUTTURA’ E ‘FUNZIONE’

DI UNA

‘MANIFESTAZIONE FENOTIPICA’ O ‘CARATTERE’

2. IM

PO

STA

ZIO

NE

SIS

TE

MIC

A


3. COMPLESSITÀ


PERCHÉ

UN ‘CARATTERE’

È COMPLESSO NELLA SUA

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ

2222

‘STRUTTURA’ E ‘FUNZIONE’ ?

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


SI PUÒ RITENERE CHE UN CARATTERE

O ‘MANIFESTAZIONE FENOTIPICA’ ORGANICO

ORGANISMICO

BIOCENOTICO

ECOSISTEMICO3.

CO

MP

LES

SIT

À

23

FENOTIPICA’

È FUNZIONE DI EFFETTI DI DIVERSI

PIANI ORGANIZZATIVI

SUBMOLECOLARE

MOLECOLARE

CELLULARE

TISSUTALE

ORGANICO

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


OGNI PIANO E’ CARATTERIZZATO DA

NORME PROPRIE

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ

2424

NORME DI VITA DI RELAZIONE CON ALTRI PIANI

24

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


A OGNI SUCCESSIVO

PIANO DI ORGANIZZAZIONE

LA COMPLESSITÀ STRUTTURALEE FUNZIONALE

AUMENTA ARRICCHENDOSI

‘EPIGENETICAMENTE’

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ

25

CONCRETIZZANDOSI IN UNA

‘ IRRIDUCIBILE COMPLESSITÀ’

DI QUALSIASI PIANO ORGANIZZATIVO

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


LA DIVERSITÀ BIOLOGICA

(BIODIVERSITÀ)

CARATTERIZZANTE I VARI

ORGANISMI VIVENTI SUL PIANETA TERRA

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ

26

È DA CONSIDERARE IL

PRODROMO

DELLA ‘IRRIDUCIBILE COMPLESSITÀ’

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


L’ESPRESSIONE

‘ IRRIDUCIBILE COMPLESSITÀ’

È STATA DEFINITA DA BEHE M.J. (1996)

“UN SINGOLO SISTEMA COSTITUITO DA DIVERSE PARTI

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ

2727

CHE, INTERAGENDO TRA LORO, CONTRIBUISCONO A UNA

FUNZIONE FONDAMENTALE; LA RIMOZIONE DI UNA

QUALSIASI DELLE SUDDETTE PARTI COMPROMETTE IL

FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA STESSO”

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


PER UN’ACCETTABILE INTERPRETAZIONE DELLA

‘COMPLESSITÀ BIOLOGICA’ È NECESSARIA UNA

MIGLIORE COMPRENSIONE DEI MECCANISMI

EPIGENETICI INTERAGENTI RESPONSABILI

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ

28

ESPRESSIONE DI SEGMENTI DI DNA CODIFICANTI

POLIPEPTIDE/I (‘GENI’) CON PERTINENZA IN UN

DETERMINATO CONTESTO MICROAMBIENTALE

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


NELLA COMPRENSIONE DEL FUNZIONAMENTO DI UN

SISTEMA

‘ENTITÀ BIOLOGICA’(FIGURA II)

PROBABILMENTE, LE CAUSE REMOTE (FILOGENESIE

ONTOGENESI), VINCOLANTI STORICAMENTE LA

DINAMICA ADATTATIVA DELLA PREDETTA ENTITÀ,

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ

29

DINAMICA ADATTATIVA DELLA PREDETTA ENTITÀ,

SONO SEMANTICHE INFORMAZIONI PER UNA

MIGLIORE INTERPRETAZIONE DELLA RISPOSTA ALLE

VARIE SFIDE AMBIENTALI

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


INFORMAZIONE AMBIENTALE

OSOTTOSISTEMA

SENSITIVO

OSOTTOSISTEMA

GENETICO

FIGURA II. SCHEMATIZZAZIONE DI UN SISTEMA ‘ ENTITÀ BIOLOGICA’ (Sarà M., 2005; MODIFICATA DA Matassino D. et al.,2007).

EPIGENOMA (ENTITÀ BIOLOGICA)

INFORMAZIONE GENETICA (MEMORIA BIOLOGICA)

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ

30

SOTTOSISTEMA METABOLICO

EPIGENOMA (ENTITÀ BIOLOGICA)

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


SEGNALIDEL MICROAMBIENTE

‘INTERNO’

‘ESTERNO’

REGOLANO UNA ‘ENTITÀ BIOLOGICA’

ENTITÀ BIOLOGICA’ E AMBIENTE

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ

31

COSTITUISCONO UN’‘UNITÀ SEMPRE MENO

SCINDIBILE’

INDAGARE SULLA SINGOLA COMPONENTE DI

UNA ‘ENTITÀ BIOLOGICA’ HA POCO

SIGNIFICATO

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


IL ‘SISTEMA OPERATIVO’

DI UNA ‘ENTITÀ BIOLOGICA’

È IDENTIFICABILE CON UNA RETE DI

‘VINCOLI’ (‘CONSTRAINT’)

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ

32

CHE ACCRESCE LA COMPLESSITA’

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


VINCOLOO

CONSTRAINT

FILOGENETICO

GENETICO

STRUTTURALE

SELETTIVO

ALTRO

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ

3333

ALTRO

COMPORTAMENTALE

DI SVILUPPOEPIGENETICO

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


FIGURA III . RETE DI ‘ VINCOLI ’ (CONSTRAINT) E PROBABILE ‘SISTEMA OPERATIVO’ (Sarà M., 2005; MODIFICATA DA Matassino et al., 2007 ).

VINCOLI SELETTIVI

VINCOLI FILOGENETICI

CONTINGENZA E STORIA

VINCOLI COMPORTA-

MENTALI

AMBIENTE

GENOTIPO

FASE POPOLAZIONISTICA

‘SELETTIVO-STOCASTICA’

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ

34

VINCOLI GENETICI

VINCOLI STRUTTURALI

STRUTTURA

VINCOLI EPIGENETICI

VINCOLI DI SVILUPPO

SELEZIONE NATURALE

AMBIENTE

FENOTIPO

FASE ORGANISMICA ‘COSTRUTTIVA’

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


SI CONCRETIZZA IN UNA RELAZIONE STRUTTURALE

TRA LE VARIE PARTI DI UNA

‘ENTITÀ BIOLOGICA’

UN ‘VINCOLO STRUTTURALE’ O ‘FORMALE’3.

CO

MP

LES

SIT

À

35

UNA RELAZIONE STRUTTURALE SI TRADUCE IN UNA

SERIE DI EVENTI INCANALANTI LE VARIE ATTIVITÀ

BIOLOGICHE VERSO TRAGUARDI FINALIZZATI ALLA

REALIZZAZIONE DEL

‘PROGETTO EPIGENOMICO’

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


UN ‘VINCOLO STRUTTURALE’ O ‘FORMALE’ È UNO

STRUMENTO DI CONTROLLO NATURALE AFFINCHÈ IL

PIANO DI COSTRUZIONE DI UN ORGANISMO

(=‘BAUPLAN’) SI REALIZZI SECONDO MODALITÀ

RISPETTOSE DELL’ARCHITETTURA PREVISTA

DALL’EREDITÀ

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ

DALL’EREDITÀ

36

* Bauplan: sostantivo costituito da ‘bau’= costruzione, architettura, edificio, struttura e da ‘plan’= progetto, piano, programma.

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


IN QUESTO CONTESTO SI INSERISCE UNA

‘PLASTICITÀ DELLO SVILUPPO’

(Bateson P., 2004)

INFATTI, STIMOLI AMBIENTALI POSSONO PORTARE

ALLA ESPRESSIONEDI UNA

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ

37

ALLA ESPRESSIONEDI UNA

‘VARIABILITÀ GENETICA LATENTE’

E I FENOTIPI RELATIVI, SORTITI DALL’AMBIENTE DOPO

LO ‘SCREENING’ EFFETTUATO DALLA SELEZIONE

NATURALE, POSSONO ESSERE

‘ASSIMILATI GENETICAMENTE’

(Waddington C.H., 1942, 1953, 1957)

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


LA ‘NORMA DI REAZIONE’*

NON VA CONSIDERATA

“ESPRESSIONE STATICA DEL CAMBIAMENTO DI UN

‘CARATTERE’ ” (O ‘MANIFESTAZIONE FENOTIPICA’)

MA, COME EVIDENZIATO ANCHE DA BETTINI T.M. (1972) E

DA MATASSINO D. (1978),

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ

38

“FENOMENO DINAMICO CHE SI VERIFICA IN UN

DETERMINATO CONTESTO MICROAMBIENTALE SOTTO

L’AZIONE DEL ‘GENOMA’”

*Woltereck R. (1909) ha coniato la definizione di ‘norma di reazione’ quale “funzione esprimente lavariazione continua di un fenotipo determinata da fattori ambientali”, in assenza di mutazioni; in undeterminato contesto microambientale ciascun genotipo si esprime con una propria norma direazione la quale permette anche di quantificare la relazione del trittico ‘genotipo-ambiente-fenotipo’. Questo concetto di ‘norma di reazione’ è stato applicato per la prima volta daSchmalhausen I.I. (1949) ai fini evoluzionistici.

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


NELLA DIALETTICA TRA

‘VINCOLI’

‘PLASTICITÀ’

SI REALIZZA LA GRANDE VARIABILITÀ NELLA

‘CAPACITÀ AL COSTRUTTIVISMO’

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ

39


DI UNA

‘ENTITÀ’ VIVENTE’

QUALE RISULTATO DELLA INTERAZIONE

‘GENOMA –AMBIENTE’(‘EPIGENOMA’)

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


UNA CARATTERISTICA FONDAMENTALE DI UN ‘SISTEMACOMPLESSO’È LA

SECONDO LA DEFINIZIONE DI KLIR G.K. (1991)“UN SISTEMA‘AUTO-ORGANIZZANTE’È UN SISTEMACHE TENDE A

PROPRIETÀ DI SVILUPPARE STRUTTURE‘ORDINATE’ DA SITUAZIONILOCALMENTE ‘CAOTICHE’

‘AUTO-ORGANIZZAZIONE’ O ‘AUTO-ASSEMBLAGGIO’(SELF-ORGANIZATION O SELF-ASSEMBLY)

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ

40

“UN SISTEMA‘AUTO-ORGANIZZANTE’È UN SISTEMACHE TENDE AMIGLIORARE LE SUE CAPACITÀ NEL CORSO DEL TEMPOORGANIZZANDO MEGLIO I SUOI ELEMENTI PER RAGGIUNGEREL’OBIETTIVO”

NEL SISTEMA VIVENTE L’ ‘AUTO-ORGANIZZAZIONE’CONFERISCEAL SISTEMA STESSO UNA DIMENSIONE IN PIÚ LA QUALE ESALTALA COMPLESSITÀ INTERNA NELLA FINALIZZAZIONE DIMIGLIORARE LA


3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


UN ESEMPIO DI

‘AUTO-ORGANIZZAZIONE’ O ‘AUTO-ASSEMBLAGGIO’(SELF-ORGANIZATION O SELF-ASSEMBLY)

È IL FAVO PRODOTTO DALLA API IL QUALE È COSTITUITO DAUN INSIEME DI ‘CELLE ESAGONALI’

IL FAVO COSTITUISCE UN MIRABILE ESEMPIO DI‘EFFICIENZA GEOMETRICA’

(FORMA TRIEDRICA PIRAMIDALE)FORMA CHE, SECONDO TÓTH L.F. (1965), NON È IN TEORIA

LA GEOMETRIA TRIDIMENSIONALE OTTIMALE

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ

LA GEOMETRIA TRIDIMENSIONALE OTTIMALE

CELLE SINGOLE NON MOSTRANO QUESTA PERFEZIONEGEOMETRICA, MENTRE IL LORO INSIEME, RAPPRESENTA UNBRILLANTE ESEMPIO DI COMPARTECIPAZIONE

IL FAVO SODDISFAALCUNE CONDIZIONI:ECONOMIZZARE SPAZIO A PARITÀ DI VOLUME MANTENENDO UNOTTIMALE MICROCLIMA

UTILIZZARE MATERIALE (CERA) DI COSTRUZIONE PRODOTTO DALLEAPIOPERAIE DI NOTEVOLE RESISTENZA ALL’EFFETTO DEI FATTORIAMBIENTALI (INTEMPERIE, ECC.) E QUESTA PRODUZIONE COMPORTAUNA NOTEVOLE ECONOMIA ENERGETICA. 41

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


DAL PUNTO DI VISTA DINAMICO UN SISTEMA

‘COMPLESSO’ E’ CARATTERIZZATO DALLA PRESENZA

DI

‘CAOS DETERMINISTICO’

LA SCOPERTA DEL ‘CAOS DETERMINISTICO’ MOSTRA

COME I MODELLI MATEMATICI DI TIPO

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ

42

COME I MODELLI MATEMATICI DI TIPO

‘DETERMINISTICO’ SIANO IN GRADO DI GENERARE

ANDAMENTI COMPLESSI, SOTTO MOLTO ASPETTI

IMPREVEDIBILI, TANTO DA RISULTARE

INDISTINGUIBILI DA SEQUENZE DI EVENTI GENERATI

DA PROCESSI ALEATORI

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


UNA CARATTERISTICA NELLA FISIOLOGIA

CELLULARE È LA PRESENZA DI MECCANISMI

‘ANTI-CAOS’

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ

43

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


IL ‘CAOS’COMPORTA UN AUMENTO DI

‘ENTROPIA’

OVVERO UNA VARIAZIONE POSITIVADELLA STESSA

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ

STRUTTURE ‘SOVRAMOLECOLARI’INTRACELLULARITENDONO A RIDURRE O ELIMINARE IL

‘CAOS’

44

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


LA ‘CAPACITÀ AL COSTRUTTIVISMO’SI ESTRINSECA IN

UNA SERIE DI SOLUZIONI TERMODINAMICAMENTE

FAVOREVOLI ALLA

FITNESS

(IDONEITÀ A ‘ SOPRAVVIVERE’ E A‘RIPRODURSI’)

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ

ALCUNE SOLUZIONI SONO IDENTIFICABILI INSTRUTTURE‘SOVRAMOLECOLARI’CHE

NON SAREBBERO SOTTOPOSTE A PECULIARI‘VINCOLI’

PERMETTEREBBERO UN MIGLIORAMENTODELLO

‘EFFICIENTISMO BIOLOGICO’ 45

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


STRUTTURA SOVRAMOLECOLARE

CARATTERIZZATA DALLA FORMAZIONE DI UNA

STRUTTURA COSTITUITA DA PIÙ BIOMOLECOLE

TENUTE INSIEME DA LEGAMI NON COVALENTI

(IONICI, IDROGENO, INTERAZIONI IDROFOBICHE E DI

VAN DER WAALS, ECC.) (STRUTTURA FLESSIBILE E

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ

VAN DER WAALS, ECC.) (STRUTTURA FLESSIBILE E

REVERSIBILE)

NELLA CHIMICA SOVRAMOLECOLARE SI DISTINGUONO

2 FASI:

RICONOSCIMENTO

AGGREGAZIONE 46

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


LE STRUTTURE SOVRAMOLECOLARI POSSONOINTERAGIRE AGGREGANDOSI E DANDO LUOGO A UNCOMPLESSO

SOVRAMOLECOLARE ‘FUNZIONALE’

DISPOSITIVI PLASTICI STRUTTURALMENTEMODIFICABILI A SECONDA DELLE ESIGENZEFISIOLOGICHECELLULARI IN MODO DA PERMETTERE

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ

FISIOLOGICHECELLULARI IN MODO DA PERMETTERELO SVOLGERSI DEI PROCESSI BIOLOGICI CON LESTESSE‘SOVRAMOLECOLE’

DISPOSITIVI ORIGINANTISI DALLA SINTESI DIBIOMOLECOLE DI VARIE DIMENSIONI E DIDIFFERENTE NATURA STRUTTURATE MEDIANTELEGAMI COVALENTI (STRUTTURE RIGIDE E STABILI)

CHIMICA ‘MOLECOLARE’ 47

3. C

OM

PLE

SS

ITÀ


4. SCIENZA ‘OMICA’


UNA OTTIMIZZAZIONE DINAMICA

SPAZIALMENTEE TEMPORALMENTE

DI UN QUALUNQUE PERCORSO

CULTURALE

SCIENTIFICO

4. S

CIE

NZ

A ‘O

MIC

A’

49

SCIENTIFICO

DEVE AVVALERSI DELLA STRATEGIA

‘SISTEMICA’‘OMICA’ *

* ‘Omica’: suffisso derivato dal greco ‘óµας’ nel significato di: ‘il tutto’, ‘l’insieme’

4. S

CIE

NZ

A ‘O

MIC

A’


UN ‘SEGMENTO DI DNA’

UN ‘SEGMENTO DI RNA’

IN UNA IMPOSTAZIONE ‘SISTEMICA’DI TIPO ‘OMICO’

UNA ‘PROTEINA’

UN ‘LIPIDE’

UN ‘GLUCIDE’

4. S

CIE

NZ

A ‘O

MIC

A’

50

SONO DA CONSIDERARE COMPONENTI DI UNA

‘RETE CIBERNETICA’

UN’ALTRA QUALSIASI MOLECOLA

UN ‘GLUCIDE’

4. S

CIE

NZ

A ‘O

MIC

A’


I COMPONENTI IL GENOMA OPEREREBBERO ATTRAVERSO

‘CASCATE’ DI SEGMENTI DI DNA

ORGANIZZATE IN RETI (‘NETWORK’) MOLTO COMPLESSE

AL VERTICE DI CIASCUNA ‘CASCATA’SI TROVEREBBE

UN SEGMENTO DI

4. S

CIE

NZ

A ‘O

MIC

A’

51

DNA ‘MASTER’

CAPACE DI INFLUENZARE IN MODO DETERMINANTE IL

SUCCESSIVO SVOLGERSI DELLA

‘ATTIVITÀ DELLA CASCATA’4. S

CIE

NZ

A ‘O

MIC

A’


DIVERSO COMPORTAMENTODEL GENOTIPO ‘Nn’ RISPETTO A

QUELLO ‘NN’ AL LOCUSCRC (CALCIUM RELEASE CHANNEL=

CANALE DI RILASCIO DEL CALCIO) O RYR 1 (RYANODINE

RECEPTOR 1 = RECETTORE 1 DELLA RIANODINA) (Russo V.et al.,

2006)

ESEMPIO: SUINO4.

SC

IEN

ZA

‘OM

ICA

’

52

NEL TIPO GENETICOPIETRAIN, IL NUMERO DEI SEGMENTI DI

DNADIFFERENZIALMENTE ESPRESSI È PARI A:

766 NEI SOGGETTI PORTATORI DEL GENOTIPO‘Nn’

288 NEI SOGGETTI PORTATORI DEL GENOTIPO‘NN’

4. S

CIE

NZ

A ‘O

MIC

A’


IL DIVERSO COMPORTAMENTO DELGENOTIPO‘Nn’

RISPETTO AL GENOTIPO ‘NN’ POTREBBE

AVVALORARE L’IPOTESI DELL’ESISTENZA DI

UN SEGMENTO DI DNA ‘MASTER’ *

IN GRADO DI ATTIVARE

4. S

CIE

NZ

A ‘O

MIC

A’

53

‘A CASCATA’

ALTRI SEGMENTI DI DNA INFLUENZANDO IN TAL

MODO SVARIATE

MANIFESTAZIONI FENOTIPICHE

4. S

CIE

NZ

A ‘O

MIC

A’

* Master: altro esempio di segmento di DNA ‘master’ è l’oncogene codificante la proteina ‘ras’, laquale nella forma attivata (legame al GTP = guanosin trifosfato), attiva una cascata di reazionicatalizzate da enzimi protein-chinasi.


4.1. GENOMICA


LA SCIENZA ‘OMICA’

GENOMICA STRUTTURALE O ORGANIZZAZIONE DNA

TASSONOMICAMENTE PUÒ ESSERE RIPARTITA IN:

4.1.

GE

NO

MIC

A

55

GENOMICA STRUTTURALE O ORGANIZZAZIONE DNA

GENOMICA FUNZIONALEO EPIGENOMICA 4.1.

GE

NO

MIC

A


4.1.1 GENOMICA STRUTTURALE


4.1.

1. G

EN

OM

ICA

ST

RU

TT

UR

ALE

TABELLA I - ESEMPLIFICAZIONE DELL'ORGANIZZAZIONE DEL GENOMA UM ANO (Matassino, D. 2006).

2004 2005 2006

1.1. ESONI1,3% 1,3% 1.4%

1.2.2.1. siRNA ( SMALL INTERFERING RNA = RNA CORTO D'INTERFERENZA)

1.2.2.2. stRNA ( SMALL TEMPORALLY REGULATED RNA = PICCOLO RNA TEMPORALMENTE REGOLATO)

DICEMBRE

AGGIORNAMENTO A

28,9% 32,9%

5,3% 4,3%

1.2.5. piRNA (PIWI-INTERACTING RNA = RNA CHE INTERAGISCE CON LE PROTEINE PIWI ) (26÷31 NUCLEOTIDI)

1.2.6. RIBOZIMA (FOSSILE MOLECOLARE)

1.2.

2.m

icro

RN

A

(~ 2

2

NU

CLE

OT

IDI)

1.2.3. snRNA ( SMALL NUCLEAR RNA = PICCOLO RNA NUCLEARE)

1.2.4. snoRNA ( SMALL NUCLEOLAR RNA = PICCOLO RNA NUCLEOLARE)

2.2.1.

2.1.2. INTERCROMOSOMIALE

DNA COMPONENTE COSTITUENTE

-

1.2. INTRONI ' RNA ATTIVO' O

'REGOLATIVO '

1. NON RIPETITIVO

2.1. DUPLICAZIONI SEGMENTALI

1.2.1. RIBOSWITCH

2.1.1. INTRACROMOSOMIALE

32.5%

4.4%

4.1.

1. G

EN

OM

ICA

ST

RU

TT

UR

ALE

2.3.2.1. LINE (LONG INTERSPERSED NUCLEAR ELEMENT = SEQUENZA LUNGA LINEARE INTERSPERSA)

2.3.2.2. SINE ( SHORT INTERSPERSED NUCLEAR ELEMENTS = SEQUENZA BREVE LINEARE INTERSPERSA)2.3.2.3. LTR ( LONG TERMINAL REPEAT = RIPETIZIONE TERMINALE LUNGA)

3. INCERTO - 20,3% 18,3% 18.6%

2.2.2. MINISATELLITE (10÷100 NUCLEOTIDI )

3,0% 3,0%

-

40,1%

2.2.1. MICROSATELLITE O STR ( SHORT TANDEM REPEAT SEQUENCE =BREVE SEQUENZA RIPETUTA IN TANDEM) O SSR (SIMPLE SEQUENCE REPEAT = RIPETIZIONE DI SEQUENZA SEMPLICE) (5÷6 NUCLEOTIDI)

1,1%

2.2.3. MACROSATELLITE (100 NUCLEOTIDI)

1,1%

39,1%

2. RIPETITIVO

2.4. PSEUDOGENI

2.4.2. PSEUDOGENE ' PROCESSATO ' O ' MATURATO ' O 'CONVENZIONALE '

2.4.1. PSEUDOGENE ' NON PROCESSATO ' O ' NON MATURATO ' O 'CONVENZIONALE '

2.2. SATELLITI

2.3. TRASPOSONI (O SEGMENTI DI DNA 'BALLERINO ')

2.3.

2.R

ET

RO

TR

AS

PO

SO

NI

2.3.1 . DNA TRASPOSONE

1.2%

3.1%

39,1%

LE SORGENTI DI VARIAZIONE IDENTIFICABILI, FRA L’ALTRO, CON

RIPRODUZIONE SESSUALE

CROSSING OVER

SPLICING (ALTERNATIVO E AUTOSPLICING*) ED EDITING **

TRASPOSIZIONE DI SEGMENTI DI DNA (DNA

4.1.

1. G

EN

OM

ICA

ST

RU

TT

UR

ALE

58

TRASPOSIZIONE DI SEGMENTI DI DNA (DNATRASPOSONI E RETROTRASPOSONI )

PRODUCONO SOLO RIARRANGIAMENTI DI INFORMAZIONI PREESISTENTI

* Anche per il DNA è stata evidenziata una funzione autocatalitica [‘depurinazione autocatalitica spontanea’(Amosova et al., 2006)].

** Editing: meccanismo mediante il quale la sequenza nucleotidica degli mRNA, dei tRNA e degli RNA ribosomiali(rRNA) viene modificata dopo la trascrizione a opera del piccolo RNA nucleolare (snoRNA, small nucleolar RNA).

ALTRO

4.1.

1. G

EN

OM

ICA

ST

RU

TT

UR

ALE


QUESTI E ALTRI MECCANISMI DI CAMBIAMENTO

GENERANO NORMALMENTE SOLO VARIAZIONI

FENOTIPICHE IDENTIFICABILI CON UNA

MICROEVOLUZIONE

LA SORGENTE DELLE VARIAZIONI GENETICHE UTILI

PER UNA

MACROEVOLUZIONE

4.1.

1. G

EN

OM

ICA

ST

RU

TT

UR

ALE

59

MACROEVOLUZIONE

PUO’ IDENTIFICARSI CON UNA

MUTAZIONE

SPECIALMENTE PUNTIFORME (VARIAZIONE CHE

INTERESSA UN SINGOLO NUCLEOTIDE)

SNP (SINGLE NUCLEOTIDE POLYMORPHYSM)

(TABELLA II )

4.1.

1. G

EN

OM

ICA

ST

RU

TT

UR

ALE


4.1.

1. G

EN

OM

ICA

ST

RU

TT

UR

ALE

TABELLA II - ALCUNI EUCARIOTI. NUMERO DI SNP (SINGLE

( NUCLEOTIDE POLYMORPHYSM) IDENTIFICATE NEL GENOMA (Fonte: www.ncbi.nlm.nih.gov; AGGIORNAMENTO AD AGOSTO 2007).

1. Mammiferi1.1. BOS TAURUS (BOVINO) 2,320,4851.2. CANIS CANIS (CANE) 3,354,773

1.3. HOMO SAPIENS SAPIENS (UOMO) 9,550,8721.4. MUS MUSCULUS (TOPO) 7,936,8841.5. PAN TROGLODYTES (SCIMPANZE') 1,557,742

EUCARIOTI SNP, N

60

4.1.

1. G

EN

OM

ICA

ST

RU

TT

UR

ALE


1.5. PAN TROGLODYTES (SCIMPANZE') 1,557,7421.6.RATTUS RATTUS(RATTO) 42,1731.7.SUS SCROFA(MAIALE) 6,024

2. Pesci 2.1. DANIO RERIO (PESCE ZEBRA) 2,111

3. Uccelli

3.1. GALLUS GALLUS (GALLO E GALLINA) 2,870,954

4. Insetti4.1. APIS MELLIFERA(APE) 2,276

5. Nematodi5.1. CAENORHABDITIS ELEGANS 1,064

LE MUTAZIONI SEMBRANO ESSERE MOLTO PIÚ COMUNI IN

ALCUNE REGIONI DEL GENOMA

HOT SPOT

ALCUNI ESEMPI DI HOT SPOT

DINUCLEOTIDE CG COINVOLTO IN MUTAZIONI CIRCA 12

4.1.

1. G

EN

OM

ICA

ST

RU

TT

UR

ALE

61

DINUCLEOTIDE CG COINVOLTO IN MUTAZIONI CIRCA 12

VOLTE IN PIÚ RISPETTO AD ALTRE SEQUENZE

NUCLEOTIDICHE;

REGIONI DEL GENOMA CARATTERIZZATE DA SEQUENZE

RIPETITIVE

ONCOGENE CODIFICANTE LA PROTEINArasNEL QUALE GLI

HOT SPOTSONO LOCALIZZATI NEI CODONI 12, 13 E 61 E

SONO ASSOCIATI IN UNCLUSTER

4.1.

1. G

EN

OM

ICA

ST

RU

TT

UR

ALE


MAYR E. (2001) HA CLASSIFICATO LE MUTAZIONI IN:

BENEFICHE (RESPONSABILI DI UN VANTAGGIO PER L’INDIVIDUO)

NEUTRE (NON AVENTI ALCUN EFFETTO SULLA FUNZIONALITÀDELLA PROTEINA)

DELETERIE(AVENTI UN EFFETTO DISTRUTTIVO SULLAFUNZIONALITÀ DELLA PROTEINA)

4.1.

1. G

EN

OM

ICA

ST

RU

TT

UR

ALE

LE MUTAZIONI SEMBRANO ESSERE PIÚ

‘DISTRUTTIVE’ CHE ‘COSTRUTTIVE’ (Batten D., 2002)

LE MUTAZIONI ‘FAVOREVOLI’ QUASI SEMPRE

SCOMPAIONO IN UN MARE DI MUTAZIONI

‘DISTRUTTIVE’ (Hoyle F., 1999)62

4.1.

1. G

EN

OM

ICA

ST

RU

TT

UR

ALE


IL PROGETTO ‘A TRIPLETTE’DEL CODICE GENETICO CONFERISCE

RESISTENZA AI CAMBIAMENTI DOVUTI ALLE MUTAZIONI PERCHÉ

UNA MUTAZIONE IN TERZA BASE SPESSO DÀ LUOGO ALLO

STESSO AMMINOACIDO(MUTAZIONE NEUTRA)

LE COSIDDETTEMUTAZIONI NEUTRE, ANCHE SENON PRODUCONO

LE MUTAZIONI ‘BENEFICHE’ SONO ESTREMAMENTE RARE

INCIDENZA < 0,01%

DI TUTTE LE MUTAZIONI ESPRESSE

4.1.

1. G

EN

OM

ICA

ST

RU

TT

UR

ALE

LE COSIDDETTEMUTAZIONI NEUTRE, ANCHE SENON PRODUCONO

CAMBIAMENTI NELLA SEQUENZA AMMINOACIDICA DELLA

PROTEINA, POSSONO MODIFICARE L’EFFICIENZA CON LA QUALE

LA STESSA PROTEINA VIENE SINTETIZZATA A CAUSA DI UNA

MINORE DISPONIBILITÀ DEL CORRISPONDENTEtRNA*

63

* tRNA (transfer RNA= RNA di trasporto): piccola molecola di RNA che trasferisce gli amminoacidi alribosoma durante la sintesi proteica grazie alla presenza di un sito di attacco (anticodone) chericonosce la tripletta corrispondente sull’mRNA (codone) attraverso l’appaiamento di basicomplementari.

4.1.

1. G

EN

OM

ICA

ST

RU

TT

UR

ALE


SULLA BASE DELLA CASUALITÀ DELLA MUTAZIONE UN

DETERIORAMENTO DEL CODICE GENETICO SAREBBE DOVUTO A

MUTAZIONI AVENTI COME EFFETTO LA PREVALENZA DI ALCUNI

AMMINOACIDI RISPETTO AD ALTRI (DEGRADAZIONE

DELL’INFORMAZIONE GENETICA )

SULLA BASE DELLA COMBINALITÀ CASUALE DI TRE TRIPLETTE

LA PROBABILITÀ DI SINTETIZZARE 8 AMMINOACIDI (ALANINA,

ARGININA, GLICINA, LEUCINA, PROLINA, SERINA, TREONINA,

VALINA) RISULTA DI ~ IL 60 %; LA RESTANTEPROBABILITÀ (~

4.1.

1. G

EN

OM

ICA

ST

RU

TT

UR

ALE

VALINA) RISULTA DI ~ IL 60 %; LA RESTANTEPROBABILITÀ (~

40%) INTERESSEREBBE GLI ALTRI 12 AMMINOACIDI (Bergmann J.,

2005)LA DEGRADAZIONE DELL’ INFORMAZIONE GENETICATENDE A

NON VERIFICARSI IN NATURA IN QUANTO

LA SELEZIONE AGISCE COME MECCANISMO

CONSERVATIVO CHE SCARTA I CAMBIAMENTI GENETICI

DELETERIESISTONO MECCANISMI RIPARATORI NEL GENOMA ATTI

A IMPEDIRE EVENTUALI CAMBIAMENTI

64

4.1.

1. G

EN

OM

ICA

ST

RU

TT

UR

ALE

LE REGIONI DEL GENOMA CODIFICANTI

‘POLIPETIDE/I’ (‘GENI’) SAREBBERO RIPARATE PIÚ

EFFICACEMENTE DELLE REGIONI CODIFICANTI‘NON

POLIPETIDE/I’

4.1.

1. G

EN

OM

ICA

ST

RU

TT

UR

ALE

L’ACCURATEZZA DELLA RIPARAZIONE SAREBBE

MAGGIORE DOVE LE MUTAZIONI POTREBBERO

ESSERE PIÚ DANNOSE

65

4.1.

1. G

EN

OM

ICA

ST

RU

TT

UR

ALE


ALCUNI ESEMPI DI MUTAZIONI ‘BENEFICHE’

PER UN‘BATTERIO’ RESISTENZAAGLI ANTIBIOTICI

LA SOSTITUZIONE DELLA SERINA 447 CON UN CODONE DISTOP NEL SEGMENTO DIDNA LPL (LIPOPROTEIN LIPASE=LIPASI DELLE LIPOPROTEINE) RESPONSABILE DI:

INCREMENTO DEL LIVELLO DI HDL (HIGH DENSITYLIPOPPROTEIN = LIPOPROTEINE AD ALTA DENSITÀ,FRAZIONE ‘BUONA’ DEL COLESTEROLO)

PER L’‘UOMO’ :

4.1.

1. G

EN

OM

ICA

ST

RU

TT

UR

ALE

FRAZIONE ‘BUONA’ DEL COLESTEROLO)

DECREMENTO DEL LIVELLO DI TRIGLICERIDI

LA MUTAZIONE RESPONSABILE DELL’ANEMIAFALCIFORME CHE, NELLA CONDIZIONE ETEROZIGOTE,FAVORISCE LE POPOLAZIONI DELLE AREE GEOGRAFICHEIN CUI È DIFFUSA LA MALARIA

66

4.1.

1. G

EN

OM

ICA

ST

RU

TT

UR

ALE


PER IL ‘BOVINO’ LE MUTAZIONI A CARICO DEL SEGMENTO DI DNACODIFICANTE LA MIOSTATINA, RESPONSABILI DI IPERTROFIA EIPERPLASIA DELLA MUSCOLATURA (FENOTIPO ‘DOPPIAMUSCOLATURA’O ‘DOPPIA GROPPA’)

PER L’‘OVINO’ LA MUTAZIONE (TRANSIZIONE A�G) IN UNA REGIONEDEL DNA NON CODIFICANTE POLIPEPTIDE (‘INTERGENICA’)APPARTENENTE A UN CLUSTERDI SEGMENTI DI DNALOCALIZZATOALL’ESTREMITÀ DISTALE DEL CROMOSOMA 18; TALE CLUSTERSAREBBE SOTTOPOSTO A IMPRINTING E A MECCANISMI DIREGOLAZIONE DA PARTE DI RNA ‘NON TRADUCIBILI IN POLIPEPTIDE’(microRNAE snRNA); TALE MUTAZIONE

4.1.

1. G

EN

OM

ICA

ST

RU

TT

UR

ALE

(microRNAE snRNA); TALE MUTAZIONE

SI CONCRETIZZA IN UNA TRASMISSIONE EREDITARIA CHEFAECCEZIONE ALLE LEGGI MENDELIANENOTA COME

‘SUPERDOMINANZA POLARE’* È RESPONSABILE DEL FENOTIPO

‘CALLIPIGE’ **

* ‘Superdominanza polare’: fenomeno per il quale solo i soggetti ‘eterozigoti’ che hanno ereditato l’allele ‘mutato’ dalpadre presentano il ‘fenotipo caratteristico’.

** Callipige: dal greco kalòs = bello e pugη’ = natica, per indicare un fenotipo caratterizzato da ‘ipertrofia’ che coinvolgesoprattutto i muscoli degli arti pelvici. questa ‘ipertrofia’ si manifesta soltanto poche settimane dopo la nascita adifferenza della ‘doppia muscolatura’ del bovino che si manifesta con ‘iperplasia’ già durante il periodo fetale e‘ipertrofia’ nella fase post-natale.

4.1.

1. G

EN

OM

ICA

ST

RU

TT

UR

ALE


4.1.2 GENOMICA FUNZIONALE O EPIGENOMICA EPIGENOMICA


(ENZIMOGENESI)PROTEOMICA

TRASCRITTOMICA

SPLICING(ALTERNATIVO E AUTOSPLICING*)EDITING

ENZIMOGENESI

FENOMENO COMPLESSO DI MESSAGGI MOLECOLARI DI TIPO‘CIBERNETICO’

EFFETTO AUMENTOCOMPLESSITA’

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

OE

PIG

EN

OM

ICA

6969

GLICOMICA

LIPIDOMICAAROMOMICA

METABOLOMICA

•ANCHE PER IL DNA È STATA EVIDENZIATA UNA FUNZIONE AUTOCATALITICA [‘DEPURINAZIONE SPONTANEA’(Amosova et al., 2006)].** EDITING: MECCANISMO MEDIANTE IL QUALE LA SEQUENZA NUCLEOTIDICA DEGLI mRNA, DEI tRNAE DEGLI RNARIBOSOMIALI (rRNA) VIENE MODIFICATA DOPO LA TRASCRIZIONE AD OPERA DEL PICCOLO RNANUCLEOLARE (snoRNA, small nucleolar RNA).

ENZIMOGENESI

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O

69

‘GENOMICA’STRUTTURALE =

HARDWARE+

MICROAMBIENTEINTERNO ED ESTERNO A UN ESSERE VIVENTE

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA

70

‘EPIGENOMICA’

SOFTWARE

= ‘FENOTIPO’

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA


IN ACCORDO CON SARÀ M. (2002), IL GENOMA SAREBBE

‘VIRTUALE’ NEL SENSO CHE ESSO NON SPECIFICHEREBBE

‘DIRETTAMENTE’

IL FENOTIPO, MA SOLO IL

‘POSSIBILE’ FENOTIPO

ATTRAVERSO GLIRNAE LE PROTEINE

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA

71

FENOTIPO CHE, SECONDO SARÀ M. (1993), RAPPRESENTEREBBE IL

MOMENTO OLISTICO RISULTANTE DALL’AZIONE DI UN

MECCANISMO EVOLUTIVO COSTITUITO DA 2 FASI

EPIGENETICA (OPERANTE A LIVELLO DI INDIVIDUO)

SELETTIVA (OPERANTE A LIVELLO DI POPOLAZIONE)

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA


AMMETTENDO IL GENOMA UN’ ‘ ASTRAZIONE’, AFFINCHÈL’INFORMAZIONE ABBIA UN SIGNIFICATO FUNZIONALE (EDEVOLUTIVO), LA GENOMICA COMPARATIVA POTREBBERAPPRESENTARE UNO STRUMENTO PER LA CATALOGAZIONE DI

POLIMORFISMO GENETICO A LIVELLO DEI SINGOLI NUCLEOTIDI

FUNZIONE DEI SEGMENTI DI DNA CODIFICANTI ‘POLIPEPTIDE/I’ (‘GENI’)

FUNZIONE DEI SEGMENTI DI DNA CODIFICANTI

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA

72

FUNZIONE DEI SEGMENTI DI DNA CODIFICANTI ‘NON POLIPEPTIDE/I’

TUTTO FINALIZZATO ALLA REALIZZAZIONE DI NETWORKFUNZIONALI

PROTEICI

LIPIDICI

GLUCIDICI

METABOLICI

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA


FEEDBACK (RETROAZIONE)

DEGENERANZA (FENOMENO PER CUI ELEMENTI DIVERSI SVOLGONO LA STESSA FUNZIONE: ES. CODICE GENETICO)

ISTERESI (FENOMENO NON LINEARE CHE COMPORTAL’IMMAGAZZINAMENTO DI UNA PARTE DELL’ENERGIAFORNITA A UN SISTEMA, CON CONSEGUENTE RITARDO

QUALE REGOLAZIONE DI TIPO

‘CIRCUTERIA BIOCHIMICA INTRACELLULARE’ 4.

1.2.

GE

NO

MIC

A F

UN

ZIO

NA

LE O

EP

IGE

NO

MIC

A

FORNITA A UN SISTEMA, CON CONSEGUENTE RITARDONELLA RISPOSTAA UNA SOLLECITAZIONE)

MULTISTABILITÀ (POSSIBILITÀ DEL SISTEMA DIFLUTTUARE ATTRAVERSO MOLTEPLICI STATI ‘METASTABILI’CARATTERIZZATI DA VALORI MINIMI RELATIVI DI ENERGIA,PROSSIMI AL VALORE MINIMO ASSOLUTOCOINCIDENTE CONLA CONDIZIONE DI ‘STABILITÀ’)

ROBUSTEZZA

RENDE SEMPRE PIÙ COMPLESSA LA RETE REGOLATIVA73

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA


‘ROBUSTEZZA’

È FORTEMENTE ASSOCIATA ALLA PLASTICITÀ DEL VIVENTE

CAPACITÀ DI UN SISTEMA DI RAGGIUNGERE UN FINE (SISTEMATELEONOMICO) NONOSTANTE IL VERIFICARSI DIPERTURBAZIONI DURANTE I VARI PERCORSI

ESSA È IDENTIFICABILE CON UNA VERA E PROPRIA‘RETE CABLATA’IN MODO NON OMOGENEO

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA

74

È FORTEMENTE ASSOCIATA ALLA PLASTICITÀ DEL VIVENTECHE SI CONCRETIZZA NELLA

‘CAPACITÀ DI EVOLVERE’ (EVOLVABILITY)

ELEVATI VALORI DI ‘ROBUSTEZZA’ SI CONCRETIZZANO IN UNANOTEVOLE

‘CAPACITÀ DI AUTO-ORGANIZZAZIONE’DELLA CELLULA, IN PRIMIS, E DELLE ALTRE STRUTTUREBIOLOGICHE, IN SECUNDIS

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA


È DA PERSEGUIRE PER SUPERARESOSTANZIALMENTE

LA

‘VISIONE MECCANICISTICA’

DELLA BIOLOGIA MOLECOLARE IN QUANTO, OLTRE AL

‘SOFTWAREGENETICO’,

LA CONOSCENZA DEI MECCANISMI INTRACELLULARI DI REGOLAZIONE

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA

‘SOFTWAREGENETICO’,

VANNO CONSIDERATI ALTRI SOFTWARE:

FISICO-CHIMICOMECCANICOSTRUTTURALE

CHE NELLA LORO ATTIVITÀ INTERAGISCONO CON LE

ALTRE STRUTTURE ALL’INTERNO DELLA CELLULA75

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA


NON BISOGNA DIMENTICARE CHE LA PRINCIPALEDIVERSITÀ TRA

SISTEMA VIVENTE

SISTEMA NON VIVENTE

CONSISTE NELLA PRESENZA DI UN PROGRAMMA

GENETICO CHE È DEPUTATO, FRA L’ALTRO, A

E

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA

GENETICO CHE È DEPUTATO, FRA L’ALTRO, A

COORDINARE I VARI PROCESSI‘FISIOLOGICI’ DAI

QUALI DIPENDONO

COSTRUZIONE DI STRUTTURA FUNZIONALECOMPORTAMENTO

76

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA


NEL LINGUAGGIO GENETICO È FONDAMENTALE L’INTEGRAZIONE TRA

CIBERNETICA

INFORMATICAE

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA

AMBEDUE SFOCIANTI IN QUELLA BRANCA DELLA ‘SCIENZA OMICA’IDENTIFICABILE CON LA

BIOINFORMATICA

77

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA


LA BIOINFORMATICA COSTITUISCE UNO STRUMENTO

FONDAMENTALE DI DISCRIMINAZIONEE/O DI INDIVIDUAZIONE

DI TENDENZE BIOLOGICHE PER POTER GESTIRE L’ENORME

DISPONIBILITÀ DI DATI CHE SI ACCUMULANO

CONTINUAMENTE NEI VARI PROGETTI DI MAPPATURA E DI

SEQUENZIAMENTO DEI GENOMI

PROBABILMENTE I VARI MODELLI BIOINFORMATICI

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA

PROBABILMENTE I VARI MODELLI BIOINFORMATICI

POTRANNO FORNIRE ELEMENTI

SEMANTICI

EPISEMANTICI

PER GIUNGERE A CORRELARE LE INFORMAZIONI PRESENTI

SUL DNA CON I VARI PROCESSI METABOLICI

78

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA


IL FUNZIONAMENTO DEL DNA

E

IL RAPPORTO TRA DNA, RNA E PROTEINE

COSTITUISCONO UNSISTEMA DINAMICODI VINCOLI IN CUIL’INFORMAZIONE GENETICA VIENE UTILIZZATA

SELETTIVAMENTE

DALLA CELLULA IN RELAZIONE AL SUO CONTESTO

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA

CHIMICO-FISICO-BIOLOGICO

UN ORGANISMO VIVENTE È CARATTERIZZATO DA UNA SUA

‘STORICITÀ FUNZIONALE’

DIPENDENTE DA VARI MOMENTI CONTINGENTI

CAPACITÀ AL COSTRUTTIVISMO

VARIABILITÀUNICITÀ 79

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA


UNA PREDIZIONE SIGNIFICATIVA SULLA BASE DI

MODELLI DI TIPO ‘BOOLEANO’ NON È

ACCETTABILE, SPECIALMENTE CONSIDERANDO

CHE I VARI PROCESSI FISIOLOGICI SONO

CARATTERIZZATI DA

DINAMICA QUANTITATIVA

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA

CONTINUITÀ TEMPORALE

80

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA


OGGI VENGONO CONCEPITI APPROCCI SOSTITUTIVI

E/O COMPLEMENTARI AL MODELLO ‘BOOLEANO’ NEI

QUALI IL MODELLO CONTINUATIVOTIENE CONTO

ESPRESSIONE QUANTITATIVA DELL’INFORMAZIONEDI

UN SEGMENTO DIDNA CODIFICANTE POLIPEPTIDE/I

(‘GENE’)

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA

(‘GENE’)

STABILITÀ MACROMOLECOLA ( mRNA )

TEMPO DI EVOLUZIONE DEL SISTEMA

81

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA


LA RETE DI MESSAGGI MOLECOLARI IN UN

ORGANISMO PUÒ ESSERE PARAGONATA A UN

‘SISTEMA DI CIRCUITI’

IN CUI I SEGMENTI DI DNA CON FUNZIONE

REGOLATIVAAGISCONO DA

‘COMMUTATORI’

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA

‘ INTERRUTTORI’ (SWITCH)

CHE ‘ACCENDONO’ O ‘SPENGONO’ L’ATTIVITÀ

TRASCRIZIONALE

82

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA


QUESTI INTERRUTTORI RICEVONO

MESSAGGI DI INGRESSO = INPUT

DALL’AMBIENTE EXTRA E INTRACELLULARE E

RISPONDONO CON

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA

MESSAGGI DI USCITA = OUTPUT

CHE SI CONCRETIZZANO NELL’ESPRESSIONE DEL

SEGMENTO DIDNA INTERESSATO

83

4.1.

2. G

EN

OM

ICA

FU

NZ

ION

ALE

O E

PIG

EN

OM

ICA


4.1.2.1. PROGETTO ‘ENCODE’


IN QUESTO CONTESTO IL PROGETTO‘ENCODE’ (ENCyclopedia OF

DNA Elements= ENCICLOPEDIA DEGLI ELEMENTI PRESENTI NEL

DNA) (Birney et al., 2007), CONDOTTO SU CIRCA L’1% (29.998

KILOBASI) DEL GENOMA UMANO OPPORTUNAMENTE

SUDDIVISO IN 44 REGIONI GENOMICHE, STA FORNENDO UN

ECCELLENTE CONTRIBUTO PER

EFFETTUARE OPPORTUNI CONFRONTI DI SEQUENZEINTRA

E INTERSPECIE

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’

85

ESPLORARE LE FUNZIONI DI QUELLE REGIONI GENOMICHE

OGGETTO DEGLI STUDI COMPARATIVI

E INTERSPECIE

AL FINE DI ATTRIBUIRE UN SIGNIFICATO ‘FUNZIONALE ’ ALLEVARIE REGIONI PRESE IN ESAME4.

1.2.

1.P

RO

GE

TT

O ‘E

NC

OD

E’


NELL’AMBITO DEL PROGETTO ‘ENCODE’ LE REGIONI

GENOMICHE SOTTOPOSTE AD ANALISI DI

GENETICA DI POPOLAZIONE

GENOMICA COMPARATIVA

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’

86

SONO RIPORTATE NELLA TABELLA III

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’


COMPONENTE DESCRIZIONE

CDS (CODING SEQUENCE) SEQUENZE CODIFICANTI POLIPEPTIDE/I [ ‘GENI’ (ESONI)]

5’ UTR(5’ UNTRANSLATED REGION) REGIONE NON TRADOTTA POSTA ALL’ESTREMITA 5’ DI UN TRASCRITTO

3’ UTR(3’ UNTRANSLATED REGION) REGIONE NON TRADOTTA POSTA ALL’ESTREMITA 3’ DI UN TRASCRITTO

Un.TxFrag (UNANNOTATED BY HYBRIDIZATION TO TILING ARRAY*)

SEQUENZA ALLA QUALE NON È STATA ANCORA ASSEGNATA UNA FUNZIONE SPECIFICA RILEVATA MEDIANTE IBRIDAZIONE DI RNACON TILING ARRAY

RxFrag [Region DETECTED BY RACE** ( RAPID AMPLIFICATION Of cDNA ENDS)]

FRAMMENTO DI UNA REAZIONE RACE: REGIONE GENOMICA PRESENTE IN UN PRODOTTO DI REAZIONE RACE, RILEVATA MEDIANTE TILING ARRAY

PSEUDOGENE COPIA ‘NON FUNZIONALE’DI UN SEGMENTO DIDNA CODIFICANTE POLIPEPTIDE/I(‘GENE’)

RFBR(REGULATORY FACTOR BINDING REGION) SEQUENZA DI LEGAME A UN FATTORE DI REGOLAZIONE IDENTIFICATA MEDIANTEL’APPROCCIO ChIP-chip (IMMUNOPRECIPITAZIONE DELLA CROMATINA SEGUITA DALRILIEVO DEL PRECIPITATO MEDIANTETILING ARRAY )

RFBR –Seqsp(REGULATORY FACTOR BINDING REGION – SEQUENCE SPECIFICITY)

SEQUENZA DI LEGAME A UN FATTORE DI REGOLAZIONE IDENTIFICATASOLO MEDIANTEL’APPROCCIOChIP-chipPER FATTORI CON SPECIFICITÀ DI SEQUENZA NOTA

TABELLA III. DESCRIZIONE DI ELEMENTI GENOMICI FUNZIONALI.

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’

DHS(DNaseI HYPERSENSITIVE SITES) REGIONI SENSIBILI ALLA DNAasiI PRESENTI IN MOLTI TESSUTI

FAIRE [REGION OF OPEN CHROMATINIDENTIFIED BY FAIRE (FORMALDEHYDECROSSLINKING FOLLOWED BY DETECTION OFTHE PRODUCT USING A GENOMIC TILLINGARRAY)]

REGIONI DI CROMATINA ‘APERTA’ IDENTIFICATE MEDIANTE CROSSLINKING CON FORMALDEIDE SEGUITO DA RILIEVO CON ARRAY ALLESTITO CON SEQUENZE CASUALI

TSS (TRANSCRIPTION START SITE) SITO D’INIZIO DELLA TRASCRIZIONE

CS (CONSTRAINED SEQUENCES) SEQUENZE SOTTOPOSTE A VINCOLI EVOLUTIVI, ANALIZZATE MEDIANTE ALLINEAMENTI MULTIPLI ***

AR (ANCIENT REPEAT) SEQUENZE RIPETUTE ANTICHE SOTTOPOSTE A SELEZIONE NEUTRA

*Tiling array: array che utilizza sonde in grado di rilevare la presenza o l’assenza di trascrizione con approccio random; le sonde possonosovrapporsi l’una all’altra (in modo da coprire tutta la regione d’interesse ) o essere spaziate a una distanza predefinita; le possibiliapplicazioni sono: annotazione empirica del trascrittoma, studi ChIP-chip, analisi di splicing alternativo, caratterizzazione dello stato dimetilazione del genoma; identificazione di polimorfismi e genotipizzazione, ibridazione comparativa del genoma. **RACE: metodo peramplificare frammenti di cDNA compresi tra una posizione interna nota di un trascritto e la sua estremità 5’. *** Allineamento multiplo: ricercadi similitudine tra una sequenza target e un gruppo di sequenze note contenute in un database al fine di identificare i siti evolutivamentecorrelati.

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’


IL PROGETTO‘ENCODE’ HA EVIDENZIATO (GIUGNO 2007):

LA CONOSCENZA DELLE REGIONI CODIFICANTI POLIPEPTIDE/I(‘GENI’) È ANCORA PARZIALE

LA CONOSCENZA DELLE REGIONI CODIFICANTI ‘NONPOLIPEPTIDE/I’ È ANCORA PIÚ INCOMPLETA RISPETTO ALLEPRECEDENTIACQUISIZIONI

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’

88

PRECEDENTIACQUISIZIONI

LA CONOSCENZA RELATIVA ALLE REGIONI GENOMICHE CHESVOLGONO UNA FUNZIONE DI REGOLAZIONEDELL’ESPRESSIONE DELDNA NEL TEMPO E NELLO SPAZIO ÈANCORA MOLTO LIMITATA

IL RITENERE CHE IL GENOMA ABBIA UN SET DI LOCI ISOLATI,SEDE DI SEGMENTI DIDNA TRASCRITTI INDIPENDENTEMENTE,SAREBBE SUPERATO

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’


IL GENOMA RISULTA ESSEREESTENSIVAMENTE ‘TRASCRITTO’

L’ESISTENZA DI TRASCRITTI ‘NON TRADUCIBILI INPOLIPEPTIDE/I’ LOCALIZZATI SIA IN REGIONI CODIFICANTIPOLIPEPTIDE/I’ SIA IN REGIONI DEL GENOMAPRECEDENTEMENTE RITENUTE ESSERE‘SILENTI’ DAL PUNTODI VISTA TRASCRIZIONALE

L’ESISTENZA DI REGIONI ‘SILENTI’ DAL PUNTO DI VISTATRASCRIZIONALE, LE QUALI POTREBBEROIDENTIFICARSI CON

LA TRASCRIZIONE È PIÚ COMPLESSA DI QUANTO ATTESO4.

1.2.

1. P

RO

GE

TT

O ‘E

NC

OD

E’

89

TRASCRIZIONALE, LE QUALI POTREBBEROIDENTIFICARSI CONQUELLO CHE WADDINGTON C.H. (1942, 1953, 1957) HA DEFINITO UN‘MAGAZZINO’DI ‘VARIABILITÀ GENETICA LATENTE’

ALLA LUCE DELLA PRECEDENTE EVIDENZA IL GENOMA VAIMMAGINATO COME

UNA RETE ‘COMPLESSA’IN CUI GLI STESSI SEGMENTICODIFICANTI POLIPEPTIDE/I(‘GENI’)INSIEME A ELEMENTI REGOLATORI E A SEQUENZE DI DNA CHECODIFICANO ‘NON POLIPEPTIDE/I’, INTERAGISCONO TRA DI LOROCON MODALITÀ ANCORA SCONOSCIUTE

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’


SI STIMA CHE ImicroRNA CONTROLLINO L’ESPRESSIONE DI OLTRE IL 30% DEI SEGMENTI DI DNA ‘CODIFICANTI POLIPEPTIDE/I’SIA NELLA SPECIE UMANA CHE IN ALTRI ORGANISMI; ORMAI E’ EVIDENTE IL COINVOLGIMENTO DEImicroRNA IN SVARIATI PROCESSI FISIOLOGICI QUALI:

SVILUPPODI ORGANI E DI TESSUTI

ALCUNI TRASCRITTI ‘NON TRADUCIBILI IN POLIPEPTIDE/I’SIIDENTIFICANO SIA CON TRASCRITTI ORIGINATISI DAPSEUDOGENI SIA CON RNA ‘ATTIVO’ O ‘REGOLATIVO’* (AESEMPIOmicroRNA)

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’

90

SVILUPPODI ORGANI E DI TESSUTI

APOPTOSI

MANTENIMENTO DELLO STATO DI ‘PLURIPOTENZA’

DELLE CELLULE STAMINALI (ES, STEM EMBRYONIC CELLS) ** ,

ECC.*La denominazione RNA ‘attivo’ o ‘regolativo’ scaturisce dalle notevoli potenzialità, in termini di regolazione, che

sono emerse a partire dagli anni ‘70 per tale categoria di RNA; pertanto, l’RNA a lungo considerato un merotraduttore dell’informazione contenuta nel DNA sta evidenziando notevoli potenzialità in termini di ‘prestazionicellulari’

** Una cellula staminale può trovarsi in condizione di: (a) ‘totipotenza’, per cui essa può dare origine a un individuocompleto, (b) ‘pluripotenza’ o ‘multipotenza’, per cui essa non è in grado di dare origine a un individuocompleto, ma può specializzarsi in una cellula appartenente a uno qualsiasi dei tre foglietti embrionali(ectoblasto, mesoblasto ed endoblasto); (c) ‘unipotenza’, per cui essa può dare origine solo ad alcuni tipicellulari.

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’


NUOVI SITI DI INIZIO DELLA TRASCRIZIONE SONO STATI IDENTIFICATI,MOLTI DEI QUALI MOSTRANO CARATTERISTICHE DI ACCESSIBILITÀALLA ‘CROMATINA’ E PROPRIETÀ DI LEGAME A PROTEINE SPECIFICHE,SIMILI A QUELLE DI PROMOTORI GIÀ NOTI

UNA VISIONE PIÚ SOFISTICATA DELLA STRUTTURA DELLA ‘CROMATINA’IN TERMINI DI SUA IMPLICAZIONE NEI ROCESSI DI

REPLICAZIONEDEL DNA

REGOLAZIONE DELLA TRASCRIZIONE

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’

91

IL GENOMA SAREBBE ORGANIZZATO IN‘DOMINI FUNZIONALI’ DI ORDINE SUPERIORE RAPPRESENTATI DA

REGIONI DI ‘CROMATINA’CHE SI TROVANO IN UNO STATO ‘APERTO’ O ATTIVO’

REGIONI DI ‘CROMATINA’CHE SI TROVANO IN UNO STATO ‘CHIUSO’ O ‘INATTIVO’4.

1.2.

1. P

RO

GE

TT

O ‘E

NC

OD

E’


I ‘DOMINI’ ‘ATTIVI’ SONO CARATTERIZZATI DA

REPLICAZIONE PRECOCE DEL DNA

ELEVATI LIVELLI DI ACETILAZIONE* DELL’ISTONE H3

ELEVATA ATTIVITÀ TRASCRIZIONALE

BASSI LIVELLI DI TRIMETILAZIONE*DEL COMPLESSO ISTONICOH3K27me3

RICCHEZZA IN ‘SITI’ DI INIZIO DELLA TRASCRIZIONE (TSS, TRANSCRIPTION START SITE)

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’

RICCHEZZAIN ISOLE CpG (cytosine phosphodiester guanine )***

RICCHEZZAIN ELEMENTI Alu ****

*Acetilazione: aggiunta di residui ‘acetile’ all’ ε–ammino gruppo dell’amminoacido lisina presente nelle proteine istonicheda parte di enzimi acetiltransferasi; elevati livelli di acetilazione sono associati ad elevata attività trascrizionale.

* *Trimetilazione: processo consistente nell’aggiunta di gruppi metilici alle lisine 4, 9 e 27 dell’istone H3 e alla lisina 20dell’istone H4; livelli elevati di metilazione sono associati a bassa attività trascrizionale.

***Isola CpG: regione del genoma caratterizzata da elevata presenza di dinucleotidi formati dalle basi azotate guaninae citosina unite da un legame fosfodiestereo.

****Alu: è la famiglia piú numerosa di retrotrasposoni presenti nel genoma umano (circa 1.000.000 a oggi). L’Alu sarebbein grado di trasformare l’introne che lo ospita in una sequenza esonica determinando nuovi siti di splicingalternativo (‘esonizzazione dell’introne’); si stima che nel genoma umano oltre 500.000 Alu siano introni e che diquesti oltre 25.000 potrebbero diventare veri e propri esoni. La maggiore presenza di elementi Alu associata auna maggiore attività di splicing alternativo nell’uomo rispetto ad altri Primati potrebbe spiegare la diversitàquanti-qualitativa di proteine sintetizzate e quindi la differente attività cognitiva nell’encefalo dell’uomo rispettoallo scimpanzè (Matassino et al., 2005). 92

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’


I ‘DOMINI’ ‘INATTIVI’ SONO CARATTERIZZATI DA

REPLICAZIONE TARDIVA DEL DNA

BASSI LIVELLI DI ACETILAZIONEDELL’ISTONE H3

BASSA ATTIVITÀ TRASCRIZIONALE

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’

BASSA ATTIVITÀ TRASCRIZIONALE

ALTI LIVELLI DI TRIMETILAZIONEDEL COMPLESSO ISTONICO H3K27me3

RICCHEZZA IN RETROTRASPOSONI LINE 1 (LONG INTERSPERSED NUCLEAR ELEMENTS) E LTR (LONG TERMINAL REPEAT)

93

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’


LE PRECEDENTI EVIDENZE PONGONO ALCUNI

QUESITI DI NATURA MECCANICISTICA:

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’

94

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’


COME SONO COORDINATI TRA LORO I

SEGNALI DI SPLICINGE COME ESSI VENGONO

UTILIZZATI QUANDO CI SONO MOLTI

TRASCRITTI PRIMARI CHE SI

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’

95

SOVRAPPONGONO?

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’


I FATTORI DI TRASCRIZIONE, FINORA RITENUTI INGRADO DI ASSOCIARSI ESCLUSIVAMENTE SUIPROMOTORI, IN REALTÀ SI LEGANO PIÚGENERICAMENTE [SIA A MONTE CHE A VALLE DI UNSITO D’INIZIO DELLA TRASCRIZIONE (TSS,TRANSCRIPTION START SITE)]; CIÒ IMPLICA CHE UNDATO SEGMENTODI DNA CODIFICANTE POLIPEPTIDE/I

IL PROGETTO ENCODE, A OGGI, NON HA FORNITORISULTANZE SEMANTICHE PER RISPONDERECORRETTAMENTE ALLA SUDDETTA DOMANDA

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’

DATO SEGMENTODI DNA CODIFICANTE POLIPEPTIDE/I(‘GENE’) POSSA SIA CODIFICARE PRODOTTI PROTEICIMULTIPLI SIA PRODURRE ALTRI TRASCRITTIINCLUDENTI SEQUENZE DERIVATE DA LOCIFIANCHEGGIANTI (SPESSO SENZA CODIFICAREDIFFERENTI PROTEINE)

TALI RISULTATI SUGGERISCONO CHE LATRASCRIZIONEE LA REGOLAZIONESONO AZIONI COORDINATE AL DILÀ DELLE SEQUENZE PROMOTRICI TRADIZIONALI

96

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’


QUALE È IL SIGNIFICATO DEL TURNOVER

NEUTRALE DI TRASCRITTI PRIVI DI RUOLO

BIOLOGICO CONTINGENTE?

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’

97

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’


RUOLO BIOCHIMICORIFLETTE LA DIRETTA MODALITÀ DI FUNZIONAMENTODI UNA MOLECOLA

RUOLO BIOLOGICODESCRIVE LA CONSEGUENZA DELLA FUNZIONE DI UNAMOLECOLA NEL SISTEMA ‘ENTITÀ BIOLOGICA’

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’

L’ESISTENZA DI UN TURNOVER‘NEUTRALE’ DI TRASCRITTI PRIVI DI RUOLO BIOLOGICO CONTINGENTENON HA ANCORA TROVATO UNA RISPOSTA

LE INFORMAZIONI EVOLUZIONISTICHE INDICANO CHE ITRASCRITTI ‘NON ANNOTATI’* MOSTRANO UN GRADO DICONSERVAZIONE MINORE RISPETTO ALLE SEQUENZE‘ANNOTATE’

98* Annotazione: caratterizzazione di una determinata sequenza relativamente alla

localizzazione cromosomica e alla funzione.

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’


CIRCA IL 5 % DELLE BASI CONTENUTE NELLE REGIONI‘ENCODE’

DEL GENOMA SEMBRA ESSERE SOTTOPOSTO A

‘VINCOLI EVOLUTIVI’

SEQUENZA DEL DNA CHE CONTRASTA I CAMBIAMENTI

SEQUENZE VINCOLANTI CS (CONSTRAINED SEQUENCE)

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’

99

SEQUENZA DEL DNA CHE CONTRASTA I CAMBIAMENTI

OPERARATI DALLA SELEZIONE NATURALE

REGIONE REFRATTARIA ALLE MUTAZIONI

LE SEQUENZECSRALLENTANO IL PROCESSO DI SELEZIONE4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’


DEL 5 % DELLE BASI SOTTOPOSTE A‘VINCOLI EVOLUTIVI’ :

~ IL 60 % RISIEDE IN REGIONI ‘NON CODIFICANTI

POLIPEPTIDE/I’

~ IL 40 % RISIEDE IN REGIONI CODIFICANTI

POLIPEPTIDE/I’ (‘GENI’) E NELLE ASSOCIATE

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’

100

REGIONI 3’ UTR

LA MAGGIOR PARTE DEGLI ELEMENTI FUNZIONALI

IDENTIFICATI SPERIMENTALMENTE (TABELLA III) È

ASSOCIATA A UNA PIÚ BASSA ETEROZIGOSITÀRISPETTO

ALLE SEQUENZE RIPETUTE ANTICHE(ANCIENT REPEAT, AR)

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’


LE REGIONI 3’ NON TRADOTTE (3’UTR) ASSOCIATE ALLE SEQUENZE

CODIFICANTI POLIPEPTIDE/I INSPIEGABILMENTE PRESENTANO UN

ELEVATO TASSO DI INSERZIONE O DI DELEZIONE DI BASI

IL 55 % DELLE REGIONI DI LEGAME AI FATTORI DI REGOLAZIONE

(RFBR, REGULATORY FACTOR BINDING REGION)HA UNA SEQUENZA

SOVRAPPONIBILE (OVERLAPPING) ALLE SEQUENZE ‘SOTTOPOSTE A

VINCOLO’ (CS)

IN ACCORDO CON LA ‘SELEZIONE PURIFICATRICE’, (CHE ELIMINA LE

MUTAZIONI INTERFERENTICON FUNZIONI ESSENZIALI) LE SEQUENZE

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’

101

MUTAZIONI INTERFERENTICON FUNZIONI ESSENZIALI) LE SEQUENZE

‘SOTTOPOSTE A VINCOLO EVOLUTIVO’(CS, CONSTRAINED SEQUENCE)

E I SEGMENTI DI DNA CODIFICANTI POLIPEPTIDE/I (‘GENI’) HANNO UN

ECCESSO DI POLIMORFISMO

PROBABILMENTE IN ACCORDO CON LA ‘SELEZIONE POSITIVA’ O

DIREZIONALE (CHE FAVORISCE UN SINGOLO ALLELE) LE REGIONI 5’

NON TRADOTTE (5’ UTR) DEI SEGMENTI DI DNA CODIFICANTI

POLIPEPTIDE/I MOSTRANO UN ECCESSO DI DIVERGENZA

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’


LE REGIONI GENOMICHE CODIFICANTI ‘NON POLIPEPTIDE/I’

PRESENTANO MAGGIORE VARIABILITÀ

SONO CARATTERIZZATE DA UN NUMERO ELEVATO DI

SEGMENTI SOTTOPOSTI A‘SELEZIONE PURIFICATRICE’

REGIONI CHE EVOLVONO RAPIDAMENTE

LE REGIONI GENOMICHE CARATTERIZZATE DA VARIAZIONISTRUTTURALI [VARIAZIONE DEL NUMERO DI COPIE (CNV, COPYNUMBER VARIANT), INVERSIONI E TRASLOCAZIONI] SONOCARATTERIZZATE DA

MAGGIORE PRESENZADI

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’

102

SEQUENZE CODIFICANTI POLIPEPTIDE/I

TxFrag (FRAGMENT OF A TRANSCRIPT= FRAMMENTO DI UNTRASCRITTO)

SEQUENZE SOTTOPOSTE ACONSTRAINT EVOLUTIVIINTRA-SPECIE

MAGGIORE PRESENZADI

MINORE PRESENZA DI RIPETIZIONI ANTICHE (AR, ANCIENTREPEAT)

LE REGIONI GENOMICHE CARATTERIZZATE DA DUPLICAZIONISEGMENTALI MOSTRANO UNA IPERPRESENZA DI

SEQUENZE CODIFICANTI POLIPEPTIDE/I

SEQUENZE SOTTOPOSTE ACONSTRAINT EVOLUTIVI

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’

IL CNV (COPY NUMER VARIANT = VARIAZIONE DEL

NUMERO DI COPIE) È UN SEGMENTO DI DNA

COSTITUITO DA UN NUMERO VARIABILE DI COPIE DELLA

STESSA SEQUENZA E DELLA DIMENSIONE≥ 1 Kb, CHE,

IN CAMPO UMANO, STA EVIDENZIANDO UN SUO EFFETTO

NELLE MANIFESTAZIONI FENOTIPICHE

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’

NELLE MANIFESTAZIONI FENOTIPICHE

PARTICOLARMENTE VARIABILI COME RISPOSTA

INDIVIDUALE E/O DI POPOLAZIONE

( Feuk L.et al.,2006; Freeman J.Let al.,2006)

103

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’


SORPRENDENTEMENTE, MOLTI ELEMENTI FUNZIONALI ENTRO

IL GENOMA NON PRESENTANO ‘VINCOLI EVOLUTIVI’

L’ESISTENZA DI UN ‘ INSIEME’ COSTITUITO DA SEQUENZE

‘NEUTRE’BIOCHIMICAMENTE ATTIVE, PUR NON ESSENDO ESSE

IN GRADO DI FORNIRE ALCUNA ‘CAPACITÀ AL

COSTRUTTIVISMO’ALL’ORGANISMO, POTREBBE SERVIRE COME

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’

104

‘MAGAZZINO’

PER LA ‘SELEZIONE NATURALE’CHE AGISCE COME FONTE DI

ELEMENTI SPECIE–SPECIFICI FUNZIONALMENTE CONSERVATI

MA NON ORTOLOGHI4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’


CANALIZZAZIONE DELLO SVILUPPO

COMPRENDE LE MODALITÀ DI COMPORTAMENTO CHE

CONSENTONO UN ADATTAMENTO (OGGI ‘CAPACITÀ AL

COSTRUTTIVISMO’) ALLE VARIAZIONI AMBIENTALI

TEMPORANEE COSTRINGENDO OCANALIZZANDOLO SVILUPPO

VERSO VIE ALTERNATIVE

SECONDO LA DOTTRINA FILOSOFICA ‘REALISTICA’ INGLESE

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’

SECONDO LA DOTTRINA FILOSOFICA ‘REALISTICA’ INGLESE

RICONDUCIBILE A ‘L’ÉVOLUTION CRÉATRICE’DI H. BERGSON

NON VI POTREBBE ESSERE

‘EVOLUZIONE’ SENZA ‘CANALIZZAZIONE’

105

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’

L’EVOLUZIONE È RESA POSSIBILE DA ‘DIGHE’ O, FUORI

METAFORA, DA ‘PIANI DI ORGANIZZAZIONE COSMICA’CHE NE

DISCIPLINANO IL FLUSSO (Bettini T.M., 1972)


LE SEQUENZE‘CONSERVATE’ SEMBREREBBEROAVERE UN RUOLO MAGGIORE DI QUELLE ‘NONCONSERVATE’ ESSENDO STATE

‘RISPARMIATE’ DALLA ‘GRANDINATA’

DI MUTAZIONI VERIFICATASI NEL CORSODELL’EVOLUZIONE

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’

106

DELL’EVOLUZIONE

UNA SEQUENZA‘CONSERVATA’ , A SECONDA DELLASUA LOCALIZZAZIONE PUÒ AVERE UNA FUNZIONE

REGOLATRICE

CODIFICANTE POLIPEPTIDE/I4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’


L’ELABORAZIONE COMPUTERIZZATA EVIDENZIEREBBE, PER

ALCUNE SEQUENZE, UNA CERTA DISCRASIA TRA

‘CONSERVAZIONE’ DAL PUNTO DI VISTA EVOLUTIVO

LORO RUOLO‘BIOLOGICO’

E

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’

107

PROBABILMENTE, A OGGI, NON SI DISPONE DI CRITERI (O DI

SISTEMI) IN GRADO DI INDIVIDUARE CHIARAMENTE LA

FUNZIONE DI UNA DETERMINATA REGIONE GENOMICA

NON È DA ESCLUDERE LA PROBABILITÀ DELL’ESISTENZA DI

MECCANISMI DI CONTROLLO FUNZIONANTI A LIVELLO

DELL’INTERO GENOMA O DI AMPIE SUE PARTI

4.1.

2.1.

PR

OG

ET

TO

‘EN

CO

DE

’


4.1.2.2. CRONOGENETICA


LA RETE DI CONSTRAINTCOMPRENDE, FRA L’ALTRO,

QUALUNQUE FLUTTUAZIONE RITMICA DI ORIGINE

ESTERNA ALL’ENTITÀ BIOLOGICA

IL ‘BIORITMO’ RISULTANTE È UN ‘EPIFENOMENO’

4.1.

2.2.

CR

ON

OG

EN

ET

ICA

109

IL ‘BIORITMO’ INFLUENZA IL DNA NELLA SUA

ATTIVITÀ QUALE:

4.1.

2.2.

CR

ON

OG

EN

ET

ICA

TRASMITTENTE

RICEVENTE

CONSUMATORE

DI INFORMAZIONE


IL GENOMA FUNZIONALE, NELL’ESPLICARE LA SUA

ATTIVITÀ, È ANCHE CONDIZIONATO DALLA

DIMENSIONE ‘SPAZIO-TEMPO’ DI UN SEGMENTODI

4.1.

2.2.

CR

ON

OG

EN

ET

ICA

110

DIMENSIONE ‘SPAZIO-TEMPO’ DI UN SEGMENTODI

DNACODIFICANTE

4.1.

2.2.

CR

ON

OG

EN

ET

ICA


IL ‘BIORITMO’ È FUNZIONE DELL’INTERAZIONE FRA

GENOMA

AMBIENTE

QUALUNQUE SEGMENTO DI DNA POSSIEDE UNA 4. DIMENSIONE

‘CHRONON’

4.1.

2.2.

CR

ON

OG

EN

ET

ICA

111

‘CHRONON’

CIOÈ LA DURATA DELL’INFORMAZIONE NELLAESPRESSIONE, LA QUALE SI CONCRETIZZA IN UNEFFETTO FENOTIPICO (‘FENE’) VARIABILE(DIVERSITÀ FENOTIPICA)

4.1.

2.2.

CR

ON

OG

EN

ET

ICA


ENTRO QUESTO ‘CHRONON’ È DA CONSIDERARE

L’ ‘ERGON’

4.1.

2.2.

CR

ON

OG

EN

ET

ICA

112

CIOÈ LA STABILITÀ DI UNA DETERMINATA

INFORMAZIONE

4.1.

2.2.

CR

ON

OG

EN

ET

ICA


L’INCORPORAZIONE DEL ‘CHRONON’ DA PARTE DEL

DNAA LIVELLO

INDIVIDUALE

POPOLAZIONISTICO

È EVIDENZIABILE CON LE COSIDDETTE

‘MANIFESTAZIONI RIPETITIVE’

4.1.

2.2.

CR

ON

OG

EN

ET

ICA

113

‘MANIFESTAZIONI RIPETITIVE’

SPECIALMENTE A LIVELLO DI ‘ FAMIGLIA GENETICA’

(GRUPPO ETNICO LEGATO DA UN CERTO GRADO DI

PARENTELA) LE QUALI SECONDO BETTINI T.M. (1977),

POSSONO ESSERE DEFINITE

‘ ISOCRONISMO FAMILIARE’

4.1.

2.2.

CR

ON

OG

EN

ET

ICA


L’UNITÀ ‘ EREDITARIA RESPONSABILE’ HA IN SÉ UNA

MISURA TEMPORALE DELL’INFORMAZIONE

IN TERMINI DI

ATTIVITÀ

4.1.

2.2.

CR

ON

OG

EN

ET

ICA

114

ATTIVITÀ

ESTINZIONE

4.1.

2.2.

CR

ON

OG

EN

ET

ICA


4.1.2.3. APPROCCIO DNA MICROARRAYMICROARRAY


L’APPROCCIO

‘DNA MICROARRAY’

CONSENTE DI

MONITORARE NEL TEMPO IL PROFILO DI

ESPRESSIONE DI SEGMENTI DI DNA

4.1.

2.3.

AP

PR

OC

CIO

DN

A M

ICR

OA

RR

AY

116

ESPRESSIONE DI SEGMENTI DI DNA

CONOSCERE LA DURATA DI AZIONE ESPRESSIVA

DI QUESTI SEGMENTI DI DNA

4.1.

2.3.

AP

PR

OC

CIO

DN

A M

ICR

OA

RR

AY


INDIVIDUARE, IN UN DATO MOMENTO DEL CICLO

CELLULARE, SIMULTANEAMENTE,SEGMENTI DI DNA

(A OGGI OLTRE 100.000)

‘NON ESPRESSI’

‘ESPRESSI’

PE

R E

FF

ET

TO

DI F

AT

TO

RI G

EN

ET

ICI E

/OA

MB

IEN

TALI

4.1.

2.3.

AP

PR

OC

CIO

DN

A M

ICR

OA

RR

AY

117

‘ESPRESSI’

‘DIFFERENZIALMENTE’

‘UGUALMENTE’

IPOESPRESSI

IPERESPRESSI

PE

R E

FF

ET

TO

DI F

AT

TO

RI G

EN

ET

ICI E

/O

ISOESPRESSI

4.1.

2.3.

AP

PR

OC

CIO

DN

A M

ICR

OA

RR

AY


TRASCRIZIONE INVERSA DELL’ RNA IN cDNA

ESTRAZIONE RNA

SCANSIONE DEL VETRINO

4.1.

2.3.

AP

PR

OC

CIO

DN

A M

ICR

OA

RR

AY

‘MICROMATRICE ’ DI SEGMENTI DI DNA

ESEMPLIFICAZIONE DELLE FASI PRINCIPALI

118

IBRIDAZIONE DEL cDNA MARCATO CONI SEGMENTI DI DNA

SPOTTATI SU VETRINO

INVERSA DELL’ RNA IN cDNA

MARCATURA DEL cDNA CON FLUOROCROMI

SCANSIONE DEL VETRINO

SPOTTAGGIO DEL VETRINO

ELABORAZIONE DATI

4.1.

2.3.

AP

PR

OC

CIO

DN

A M

ICR

OA

RR

AY

DU CT DU LW

3 MESI DI ETA’ 9 MESI DI ETÀ

DUCT LW DUCT DU LW

DUCT LW LW

LW DU

DUDU

ESEMPIO: PATTERN DI ESPRESSIONE IN TRE TG/TGAA SUINI[CT(CASERTANA) , DU (DUROC), LW (LARGE WHITE)] A 3, A 9 E A 11 MESI DIETÀ’ (Stefanon, B.et al., 2006).

4.1.

2.3.

AP

PR

OC

CIO

DN

A M

ICR

OA

RR

AY

119

11 MESI DI ETÀ

CT DU LW

CT LW DU

CT DU CT LW DU

DU CT

LEGENDA

SEGMENTI DIDNA ‘ IPERESPRESSI’

SEGMENTI DIDNA ‘ IPOESPRESSI’

SEGMENTI DI DNA ‘IPER’ O‘ IPOESPRESSI’ CON ENTITÀ DIESPRESSIONE INTERMEDIA

DISCRIMINAZIONE ■BUONATRA I 3 TIPI GENETICI ■ NETTAPER CT

DISCRIMINAZIONE ■NETTA PER CIASCUN TIPO GENETICO

DISCRIMINAZIONE ■NETTA PER LW

4.1.

2.3.

AP

PR

OC

CIO

DN

A M

ICR

OA

RR

AY

NEI TRE TIPI GENETICI

L’ EVOLUZIONEDELL’ ESPRESSIONEDI SEGMENTI DI DNA

INTERESSATI ALL’ACCRESCIMENTO

È RISULTATA ESSERE DIVERSA GIÁ A 3 MESI

4.1.

2.3.

AP

PR

OC

CIO

DN

A M

ICR

OA

RR

AY

120

SEGMENTO DIDNA ‘ IPOESPRESSO’ NEL CT

STESSO SEGMENTO DIDNA ‘ IPERESPRESSO’ NEL DU

QUESTO COMPORTAMENTO TENDE A MODIFICARSI LIEVEMENTE ANCHE A 9 E A 11 MESI DI ETÀ

4.1.

2.3.

AP

PR

OC

CIO

DN

A M

ICR

OA

RR

AY


TABELLA II - SUINI. NUMERO DI SEGMENTI DI DNA DIFFERENZIALMENTE ESPRESSI NEI TRE TIPI GENETICI A 3, A 9 E A 11 MESI DI ETA' .

ETA', MESI CODIFICANTI E NON CODIFICANTI (' TUTTI ') CODIFICANTI POLIPEPTIDI ( 'GENI ')

SEGMENTI DI DNA DIFFERENZIALMENTE ESPRESSI NEI TRE TIPI GENETICI, N

TABELLA IV. SUINI . NUMERO DI SEGMENTI DI DNA DIFFERENZIALMENTE ESPRESSI NEI TRE TIPI GENETICIA 3, 9 E A 11 MESI DI ETA’ (elaborata su dati di Stefanon et al., 2006).

4.1.

2.3.

AP

PR

OC

CIO

DN

A M

ICR

OA

RR

AY

121

3

9

11

54**

38**

258**

28**

18**

671**

4.1.

2.3.

AP

PR

OC

CIO

DN

A M

ICR

OA

RR

AY


A 3 MESI DI ETÀ,

LE DIFFERENZE DI ESPRESSIONESONO

PARTICOLARMENTE EVIDENTI

PER I SEGMENTI DI DNA CODIFICANTI LE

PROTEINE ‘STRUTTURALI’

4.1.

2.3.

AP

PR

OC

CIO

DN

A M

ICR

OA

RR

AY

122

PROTEINE ‘STRUTTURALI’

(MIOTILINA, MIOZENINA 1, MIOMESINA 2)

COINVOLTE NELLO SVILUPPO MUSCOLARE

QUESTA DIVERSITÀ SI ESTRINSECA IN UN INCREMENTO PONDERALE GIORNALIERO DIVERSO

4.1.

2.3.

AP

PR

OC

CIO

DN

A M

ICR

OA

RR

AY


MIOTILINA (MYOT, MYOTILIN)ESPRESSA NEL MUSCOLO SCHELETRICO E IN QUELLO CARDIACOINTERAGENTE CON

MIOZENINA 1ALFA-ACTINA

A LIVELLO DELLA BANDA I DEL SARCOMERO

MIOZENINA 1 (MYOZ1, MYOZENIN 1)O CALSARCINA 2ESPRESSA

VITA INTRA - UTERINA: MUSCOLO CARDIACO

VITA EXTRA-UTERINA: MUSCOLO SCHELETRICO [FIBRE ACONTRAZIONE VELOCE E A METABOLISMO GLICOLITICO(FG, FAST GLYCOLYTIC)]

INTERAGENTE, TRA L’ALTRO, CON L’ ALFA-ACTININA, LA

4.1.

2.3.

AP

PR

OC

CIO

DN

A M

ICR

OA

RR

AY

123

MEDIA GLI EFFETTI DELLA CALCINEURINA (ENZIMA ATTIVATO DALCALCIO) NELLA TRASDUZIONE DEI SEGNALI MEDIATI DAL CALCIO

MIOMESINA 2 (MYOM2, MYOMESIN 2)

INTERAGENTE, TRA L’ALTRO, CON L’ ALFA-ACTININA, LATELETONINAE LA G- FILAMINA

GIOCA UN RUOLO CHIAVE NELLA MIOFIBRILLOGENESI

INTERAGENTE CON

ESPRESSA ‘TRANSITORIAMENTE’ NELLE FIBRE MUSCOLARI

TITINA

MEROMIOSINA LEGGERA

MIOSINAA LIVELLO DELLA BANDA MDEL SARCOMERO

4.1.

2.3.

AP

PR

OC

CIO

DN

A M

ICR

OA

RR

AY

TABELLA III- SUINI . INCREMENTO PONDERALE GIORNALIERO (g/die ) NEI TRE TIPI GENETICI A DIVERSO INTERVALLO DI PESO VIVO ( Stefanon et al ., 2006; modificata).

774c60÷100

420a 529b

504a 667b

TIPO GENETICO INTERVALLO DI PESO

VIVO, kg

35÷60

CASERTANA DUROC LARGE WHITE

590b

TABELLA V. SUINI. INCREMENTO PONDERALE GIORNALIERO (g/die) IN TRE TIP I GENETICI A DIVERSO INTERVALLO DI PESO VIVO (Stefano n et al., 2006; MODIFICATA).

4.1.

2.3.

AP

PR

OC

CIO

DN

A M

ICR

OA

RR

AY

124CT DU LW

140,1 kg 202,4 kg 207,8 kgPESO VIVO ALLA MATTAZIONE

774

781b767b495a

60÷100

100÷PESO VIVO ALLA MATTAZIONE

504 667

4.1.

2.3.

AP

PR

OC

CIO

DN

A M

ICR

OA

RR

AY


5. STRATEGIA ‘OMICA’


LA STRATEGIA ‘OMICA’ PERMETTE DI

IDENTIFICARE E CARATTERIZZARE BIOMARCATORI MOLECOLARI

DI

UNICITÀ (A LIVELLO DI SINGOLO INDIVIDUO) SPECIFICITÀ(A LIVELLO DI PRODOTTO)

I BIOMARCATORI CONTRIBUISCONO A DEFINIRE LA ‘QUALITÀ’

5. S

TR

AT

EG

IA ‘O

MIC

A’

126

‘QUALITÀ’

NUTRIZIONALE EXTRANUTRIZIONALESALUTISTICA

DI UN ‘ALIMENTO’ PER IL RAGGIUNGIMENTO DI UN DINAMICO STATO DI BENESSERE DELL’ UOMO E DELL’ANIMALE( FROM FORK TO FARM, FOOD, HEALTH AND WELL BEING)

5. S

TR

AT

EG

IA ‘O

MIC

A’


LA STRATEGIA ‘OMICA’ È INDISPENSABILE PER

UNA CORRETTA APPLICAZIONE DEL

REGOLAMENTO (CE) 1924/2006

‘HEALTH AND NUTRITION CLAIMS’

IN VIGORE DAL 1. LUGLIO u.s. NELL’UNIONE EUROPEA

5. S

TR

AT

EG

IA ‘O

MIC

A’

127

REGOLAMENTO CHE, PREVEDENDO UNA

‘INTELLIGENTE ETICHETTATURA NUTRIZIONALE’,

FORNISCE INDICAZIONI CORRETTE AL

‘CONSUMATORE’(= ‘ COPRODUTTORE’)

5. S

TR

AT

EG

IA ‘O

MIC

A’


INDICAZIONE NUTRIZIONALE O ETICHETTATURA NUTRIZIONALE

AFFERMA O SUGGERISCE CHE UN ALIMENTO POSSIEDEPROPRIETÀ NUTRIZIONALI; TRA GLI ESEMPI FIGURANO LEINDICAZIONI

‘A BASSO CONTENUTO DI GRASSI’

‘SENZA ZUCCHERI AGGIUNTI’

‘È RICCO IN FIBRE’

HEALTH AND NUTRITION CLAIMS

5. S

TR

AT

EG

IA ‘O

MIC

A’

128128

‘È RICCO IN FIBRE’

SUGGERISCE CHE, CONSUMANDO UN DETERMINATOALIMENTO, SI POSSONO OTTENERE BENEFICI PER LASALUTE; TRA GLI ESEMPI FIGURANO LE INDICAZIONI

CONTRIBUISCE A RAFFORZARE LE DIFESE NATURALIFAVORISCE LA CAPACITA’ DI APPRENDIMENTO

INDICAZIONE SALUTISTICA

5. S

TR

AT

EG

IA ‘O

MIC

A’


6. CONCLUSIONI


IL COMPORTAMENTO

‘CIBERNETICO’

DI UNA ENTITÀ BIOLOGICA IMPLICA LA QUASIIMPOSSIBILITÀ DI PREDIREAUTOMATICAMENTEUNA

‘MANIFESTAZIONE FENOTIPICA’

DA UNA MERA CONOSCENZA DELLA FUNZIONE DI UNABIOMOLECOLA

INSOSTENIBILE È LA TESI CHE LA SEMPLICE

6. C

ON

CLU

SIO

NI

INSOSTENIBILE È LA TESI CHE LA SEMPLICECOMPARAZIONE TRA GENOMI DI ORGANISMI

‘MODELLO’

POSSA PERMETTERE DI DECIFRARE IL FUNZIONAMENTO(NORMALE O NON) DI UN ORGANISMO; PER CUI INBIOLOGIA NON È PENSABILE UTILIZZARE LA METAFORADELLA

‘STELE DI ROSETTA’

6. C

ON

CLU

SIO

NI

130


L’ELABORAZIONE DELL’INFORMAZIONE EREDITARIA COSTRUISCE RETI DINAMICHE DI INTERAZIONI A LIVELLO

PROTEICO

CELLULARE

TISSUTALE

6. C

ON

CLU

SIO

NI

131

RETI ESTRINSECANTISI NEL PRODURRE UNA RISPOSTAFISIOLOGICA STIMABILE COME


DI UN ORGANISMO PLURICELLULARE SUPERIORE IN UNDETERMINATO CONTESTO MICROAMBIENTALE

6. C

ON

CLU

SIO

NI



INTESA NEL SENSO CHE LE‘NOVITÀ EVOLUTIVE’, PER QUANTO

IMPREVEDIBILI, NON SONO UNA PRODUZIONE ‘DAL NULLA’,

MA UNA TRASFORMAZIONE DI ‘PRECEDENTI POTENZIALITÀ’

GRAZIE ALLE QUALI GLI ORGANISMI PARTECIPANO

ATTIVAMENTE ALLA ‘COSTRUZIONE’DEL MICROAMBIENTE IN

CUI VIVONO

6. C

ON

CLU

SIO

NI

132

BERGSON H. (1907, ‘L’ÉVOLUTION CRÉATRICE’) AVEVA

PROPOSTO IL TERMINE‘CREATIVO’NEL SENSO DI

‘ÉLAN VITAL’ (SLANCIO VITALE)

PER INDICARE

“LA CAPACITÀ DI PRODURRE UN FLUSSO CONTINUO DI ‘NOVITÀ

EVOLUTIVE’”

6. C

ON

CLU

SIO

NI


QUESTO NUOVO PARADIGMA, IN SENSO KÜHNIANO,INDUCE IL RICERCATORE AD AFFRONTARE LACOMPLESSITÀ BIOLOGICA CONSIDERANDO ANCHEL’ASPETTO ONTOLOGICO DELLA ORGANIZZAZIONEBIOLOGICA

LE DINAMICHE

GENETICHE (STRUTTURALI)

EPIGENETICHE (FUNZIONALI)

6. C

ON

CLU

SIO

NI

133

EPIGENETICHE (FUNZIONALI)

MORFOGENETICHE

COMPORTAMENTALI

EVOLUTIVE

CARATTERIZZANO IL FUNZIONAMENTO DI UN’ ‘ENTITÀ BIOLOGICA’

6. C

ON

CLU

SIO

NI


LE ACQUISIZIONI SUL FUNZIONAMENTO DELLE

MOLECOLE BIOLOGICHE INDICANO CHE IL

COSIDDETTO‘PROGRAMMA GENETICO’

‘NON ISTRUISCE’,

MA COSTITUISCE UN ‘SISTEMA DINAMICO DI VINCOLI’

NEL QUALE LE INFORMAZIONI GENETICHE

6. C

ON

CLU

SIO

NI

134

NEL QUALE LE INFORMAZIONI GENETICHE

VENGONO UTILIZZATE SELETTIVAMENTE DALLA

CELLULA IN RELAZIONE AL CONTESTO FISIOLOGICO6. C

ON

CLU

SIO

NI


SI RITIENE CHE NEL CASO DI UNA ‘ENTITÀ BIOLOGICA’PLURICELLULARE LA STRATEGIA BASATA SU UN CRITERIO

MONOCASUALE

LINEARE

MECCANICISTICO

NON POSSA CONDURRE A UNA CONOSCENZA COMPLETADELL’ORGANIZZAZIONE BIOLOGICA DINAMICA NEL

6. C

ON

CLU

SIO

NI

135

DELL’ORGANIZZAZIONE BIOLOGICA DINAMICA NELTEMPO E NELLO SPAZIO

PROBABILMENTE, UNA VIA DA PERSEGUIRE PERSEMPLIFICARE LA CONOSCENZA DI UNAORGANIZZAZIONE COMPLESSA È L’INDIVIDUAZIONE DIUN MODELLO SU BASE DI

‘MODULI TRASDUTTIVI FUNZIONALI’

6. C

ON

CLU

SIO

NI


UNA ‘ENTITÀ BIOLOGICA’ PLURICELLULARE È IL

RISULTATO DI UNA MUTUA ORGANIZZAZIONE

COMPLESSA

LA ESEMPLIFICAZIONE IN SINGOLI ‘MODULI’ NONRISPONDE ALLA CONSIDERAZIONE CHE UN SINGOLO

‘MODULO FUNZIONALE’

POSSA CONSIDERARSI UN ‘COSTRUTTO LOGICO’AUTONOMO

6. C

ON

CLU

SIO

NI

136

AUTONOMO

LA IMPOSSIBILITÀ DI ISOLARE FUNZIONALMENTE UN‘MODULO’ NELL’AMBITO DEI DIVERSI PERCORSI DISEGNALAZIONE SAREBBE DA ATTRIBUIRE ALL’EFFETTO DI

INTERFERENZA

O

CROSSTALK

6. C

ON

CLU

SIO

NI


LA SCIENZA ‘OMICA’ APPLICATAAGLI ALIMENTI

RENDE POSSIBILE REALIZZARE UNO SVILUPPO

SOSTENIBILEDI UN DATO ‘BIOTERRITORIO’

PERMETTE DI EVIDENZIARE IL CONTRIBUTO DELLA

DIVERSITÀ BIOLOGICA (BIODIVERSITÀ) DI QUESTO

‘BIOTERRITORIO’NEL DIVERSIFICARE GLI ALIMENTI SULLA

BASEDEL DIFFERENTECONTENUTOIN ‘BIOMOLECOLE’

6. C

ON

CLU

SIO

NI

137

BASEDEL DIFFERENTECONTENUTOIN ‘BIOMOLECOLE’

(NUTRIZIONALI, EXTRANUTRIZIONALIE SALUTISTICHE)

INNOVA CONTINUAMENTE LA POSSIBILITA’ DI

OTTIMIZZARE UN EVENTUALE

‘PROFILO NUTRIZIONALE INDIVIDUALE’

ACCETTABILE NEI LIMITI BIOLOGICI

CONTRIBUISCE AL RAGGIUNGIMENTO DEL

BENESSERE DELL’UOMO E DELL’ANIMALE

6. C

ON

CLU

SIO

NI

ISTITUZIONE POLITICA

POLITICA E LEGISLAZIONE

SCIENZA ‘OMICA’ INFORMATIZZAZIONE E CONSULENZA

LIVELLO CULTURALE

TECNICHE E BIOTECNICHE INNOVATIVE

SVILUPPO DEMOGRAFICO UMANO

RICERCA

FROM FORK

TO FARM, FOOD, HUMAN WELFARE

BIOETICA

FIGURA IV . ESEMPLIFICAZIONE DI UN ‘MANDALA’ RAPPRESENTATIVO DEL BEN ESSERE FISICO, PSICHICO ESOCIALE DELL’UOMO IN FUNZIONE DELLA QUALITA’ ALIMENTARE’ ( FROM FORK TO FARM, FOOD, WELLBEING) (Matassino D. e Cappuccio, A. 1998).

6. C

ON

CLU

SIO

NI

138

QUALITA’ ALIMENTARE [ QUALITA’ SISTEMICA (PRODUTTORE, CONSUMATORE, ISTITUZIONE); QUALITA’ DIFFERENZIALE (QUALITA’ ‘ NUTRIZIONALE ’, ‘EXTRANUTRIZIONALE’ , SALUTISTICA )]

BIOTERRITORIO (ANTROPIZZAZIONE, CONSERVAZIONE, TUTELA)

BIODIVERSITA’

POLITICA AGROALIMENTARE

BIOINFORMATICA

TRACCIABILITA’ RINTRACCIABILITA’

CONSUMATORE (STRUTTURA DEMOGRAFICA, META NUTRIZIONALE)

STORIA E TRADIZIONE

HUMAN WELFARE STATE AND WELL

BEING

6. C

ON

CLU

SIO

NI

UN EVENTUALE ‘PROFILO NUTRIZIONALE INDIVIDUALE’,

ACCETTABILE NEI LIMITI BIOLOGICI DEVE TENDERE A

SPECIFICARE UNA

‘META NUTRIZIONALE’

‘PECULIARE’ E ‘VARIABILE’

IN BASE A

UNA DETERMINATA CATEGORIA DEMOGRAFICA

6. C

ON

CLU

SIO

NI

139

UNA DETERMINATA CATEGORIA DEMOGRAFICA

ENTRO LA QUALE CONSIDERARE

6. C

ON

CLU

SIO

NI


STATUSCLINICO

NORMALE

ALTERATO

STATUSFISIOLOGICO

LA IDENTIFICAZIONE DI UN EVENTUALE

‘PROFILO NUTRIZIONALE INDIVIDUALE’

POTREBBE ESSERE, PARZIALMENTE, SUPPORTATA DALLA

COSIDDETTA NUTRIEPIGENOMICA

NUTRIEPIGENOMICA= CONOSCENZA DEGLI EFFETTI DELLE BIOMOLECOLE

6. C

ON

CLU

SIO

NI

140

‘NUTRIZIONALI’

‘EXTRANUTRIZIONALI’

‘SALUTISTICHE’

PRESENTI IN UN ALIMENTO SULLE MODALITÀ DI

ESPRESSIONE DELLA STRUTTURA GENETICA DI UN

INDIVIDUO IN UN DETERMINATO MICROAMBIENTE

6. C

ON

CLU

SIO

NI


LA ‘FOOD OMICS’ POTREBBE COSTITUIRE LO

STRUMENTO ‘BASE’ PER UNA MENO ERRATA

NUTRIZIONE PER L’UOMO, DA CONSIDERARE UNA

ENTITÀ BIOLOGICAVARIABILE NEL TEMPO E NELLO

SPAZIOANCHE NEL SUOPROFILONUTRIZIONALE

6. C

ON

CLU

SIO

NI

SPAZIOANCHE NEL SUOPROFILONUTRIZIONALE

6. C

ON

CLU

SIO

NI

141


L’IMPOSTAZIONE ‘SISTEMICA’DI TIPO ‘OMICO’

PUÒ CONTRIBUIRE A FAR LUCE SUI COMPONENTI DEI

‘NETWORK REGOLATIVI’

CHE, MESSI IN RELAZIONE CON IL SUBSTRATO

6. C

ON

CLU

SIO

NI

GENETICO, SONO DI RILEVANZA FUNZIONALE PER

L’ORGANISMO

6. C

ON

CLU

SIO

NI

142


HPLC GASCROMATOGRAFO

FIGURA V . ESEMPIO APPLICATIVO DELLA STRATEGIA ‘ OMICA’ (ConSDABI) (Matassino, D.,2004; ConSDABI, 2005, 2007).

TRASCRITTOMICA: MICROARRAY

Heatmap: 3 mesi di età (P< 0.01)

Heatmap: 9 mesi di età (P< 0.01)

STEFANON et al., 2006

AN

ALI

SI D

ISC

RIM

INA

NTE

ANALISI DELL’IMMAGINE

STAZIONE DI LAVORO ROBOTIZZATA(BIOMEK 2000) PER L’ ESTRAZIONEDEL DNA DA CAMPIONI DI TESSUTO

TYPHOON 9210

TRACCIATI ELETTROFORETICI

SEQUENZIATORE DNA ABI PRISM 310 PROTEOMICA

SPETTROMETRO DI MASSA MALDI - ToF SPETTRO DI MASSA

SPOTTER PER DEPOSIZIONE SEGMENTIDI DNA SU VETRINO

IBRIDATORE

GENOMICA

DNA

VETRINO

6. C

ON

CLU

SIO

NI

143

LIPIDOMICA

CROMATOGRAMMA

AROMOMICA

GASCROMATOGRAFO / SPETTROMETRO DI MASSA

SPETTRO DI MASSA

SUINO TGAA ‘CASERTANA’

BOVINO TG ‘MARCHIGIANA’ OVINO TG ‘LATICAUDA’CAPRINO TG ‘VALFORTORINA’

EQUINO TGA ‘MARTINA FRANCA’

EQUINO TGA ‘SALERNITANO’

CITOGENETICA

CELLULA PENTADECANUCLEATA CON OTTO MICRONUCLEI

PERCENTUALE DI FRAMMENTAZIONE DEL DNAPIASTRA METAFASICA -

CARIOTIPO ‘BANDEGGIATO’

PIASTRA METAFASICA -CARIOTIPO ‘CONVENZIONALE’

ANALIZZATORE DI IMMAGINI

ISTOCHIMICA

FETTA DI CARNE CRIOSTATO

VETRINO

CRIOCONTENITORE

SEZIONE TRASVERSALE DEL MUSCOLO LONGISSIMUS DORSI(LD)

FG=FAST GLYCOLYTIC(FIBRA A METABOLISMO GLICOLITICO;CONTRAZIONE VELOCEFOG=FAST OXIDATIVE GLYCOLYTIC(FIBRA A METABOLISMOINTERMEDIO OSSIDATIVO-GLICOLITICO; CONTRAZIONEVELOCE

FO=FAST OXIDATIVE (FIBRA A METABOLISMO OSSIDATIVO;CONTRAZIONE VELOCE

SO=SLOW OXIDATIVE (FIBRA A METABOLISMO OSSIDATIVO;CONTRAZIONE VELOCE

MASTICABILITÀMASTICABILITÀ

PARAMETRIDERIVATI

DUREZZADUREZZA

COESIONECOESIONE

RESILIENZARESILIENZAELASTICAELASTICA

ADESIONEADESIONE PARAMETRIPRINCIPALI

ANALISI SENSORIALE OGGETTIVA

CROMACROMATINTATINTA

LUMINOSITÀ O BRILLANZA (L*)INDICE DEL ROSSO (a*)INDICE DEL GIALLO (b*)

COLORIMETRIA

REOLOGIA

GOMMOSITÀGOMMOSITÀ

TESSUROMETRO

PROFILO TESSUROMETRICO

INSTRON UNIVERSAL MACHINE

MICROSCOPIO IN FLUORESCENZA

6. C

ON

CLU

SIO

NI


NELLA PRESENTAZIONE DELLA SEQUENZA DEL GENOMA UMANO

VENTER C. (2001) AFFERMAVA

“LA SEQUENZA È SOLO IL PRIMO LIVELLO DI COMPRENSIONE DEL

GENOMA . TUTTI I SEGMENTI DI DNA CODIFICANTI POLIPETIDE/I (‘GENI’) E I

LORO ELEMENTI DI CONTROLLO DOVRANNO ESSERE IDENTIFICATI; LE LORO

FUNZIONI, IN CONCERTO COSÍ COME ISOLATAMENTE, DOVRANNO ESSERE

DEFINITE; LA VARIAZIONE NELLA LORO SEQUENZA E LA RELAZIONE TRA LA

VARIAZIONE DEL GENOMA NONCHÉ LE CARATTERISTICHE FENOTIPICHE

DOVRANNOESSEREDETERMINATE. CI SONO DUE ERRORIDA EVITARE: IL

6. C

ON

CLU

SIO

NI

144

DOVRANNOESSEREDETERMINATE. CI SONO DUE ERRORIDA EVITARE: IL

DETERMINISMO (GENETICO NELLA FATTISPECIE), VALE A DIRE L’IDEA CHE

TUTTE LE CARATTERISTICHE DELLA PERSONA SIANO RIGIDAMENTE FISSATE

NEL GENOMA; IL RIDUZIONISMO (NELLA FATTISPECIE GENETICO) CIOÈ IL

CONCETTO CHE LA CONOSCENZA DELLA SEQUENZA COMPLETA DEL GENOMA

UMANO È SOLO UNA QUESTIONE DI TEMPO PERCHÉ LA NOSTRA

COMPRENSIONE DELLE FUNZIONI E DELLE INTERAZIONI TRA SEGMENTI DI

DNA CI DIA UNA DESCRIZIONE CAUSALE COMPLETA DELLA VARIABILITÀ

UMANA”

6. C

ON

CLU

SIO

NI


GRAZIEGRAZIEGRAZIEGRAZIEGRAZIEGRAZIEGRAZIEGRAZIE !

145145


7. BIBLIOGRAFIA


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