L’ ALU
UN VIAGGIO NEL
DNA
Le Regioni “Spazzatura”:
Il genoma umano contiene molte sequenze che non codificano per
nessuna proteina. Queste regioni sono talvolta chiamate DNA
"spazzatura", e costituiscono il 98% del genoma umano .Incluse in
queste regioni non codificanti di DNA ci sono molte sequenze
ripetitive di DNA.
LINE e SINE:
Due importanti famiglie di elementi ripetitivi sono le LINE (Long
INterspersed Elements)e le SINE(Short INterspersed Elements).L1
è il LINE prevalente, e costituisce il 17% del genoma umano.Alu è il
SINE prevalente e costituisce l'11% del genoma.
Dove si trova l’ ALU?
Come abbiamo appena detto gli elementi Alu sono classificati SINE (per
Short INterspersed Element). Gli Alu sono lunghi approssimativamente
300 bp (coppie di base). Il loro nome ha origine dal fatto che l’enzima di
restrizione AluI taglia gli elementi Alu in due parti approssimativamente
uguali.
I cromosomi umani contengono circa un milione di copie Alu che
costituiscono il 10% dell’intero genoma. É probabile che gli elementi Alu
siano stati originati da un gene che codificava la componente di RNA di
particelle deputate a porre un segnale di riconoscimento a proteine che
devono essere esportate al di fuori della cellula.
Gli elementi Alu sono un esempio dei cosiddetti “jumping gene”(gene
che salta), cioè una sequenza di DNA trasponibile che si riproduce
copiando se stesso e inserendosi in una nuova posizione sul
cromosoma.
Gli elementi Alu sono presenti solo nei primati, i quali sono una
derivazione del ramo evolutivo “scimmie” che include anche gli umani.
Così centinaia di migliaia di copie Alu si sono accumulate nei primati da
quando questi si sono separati dagli altri gruppi di vertebrati circa 65
milioni di anni fa. Una volta che un Alu si integra in un nuovo sito, esso
accumula nuove mutazioni con la stessa frequenza del DNA che lo
circonda.
Una volta che un Alu si inserisce in un locus cromosomico, può
copiarsi per trasposizione ma non c’è nessuna evidenza che sia
rimosso o perso dal locus cromosomico. Quindi un inserimento di un
Alu è stabile durante un tempo evolutivo.
Un paragone azzeccato
Ogni elemento è un “fossile” di un evento di trasposizione unico
avvenuto solo una volta nell’evoluzione dei primati. Come i geni, gli
inserimenti Alu sono ereditati alla maniera Mendeliana da genitori a
figli. Perciò tutti i primati che presentano un inserimento Alu in un
luogo particolare devono averlo ereditato da un antenato comune.
Questa è chiamata identità per discendenza.
Si stima che solo tra i 500 e i 2,000 elementi Alu siano limitati al solo
genoma umano (cioè sono tipici dell’uomo e non si ritrovano negli altri
primati). Una larga maggioranza di inserimenti Alu avvengono in regioni
del DNA non codificante e si ritiene siano evolutivamente neutre.
Tuttavia, un inserimento Alu nel gene NF-1 è responsabile per la
neurofibromatosis di tipo I, e inserimenti Alu in introni di geni quali
attivatore del plasminogeno tessutale (APT) e l’enzima angiotensina
convertasi (AC E) sono associati a malattie cardiache. Gli inserimenti
Alu sono analoghi all’inserimento di provirus che si osservano in alcune
malattie virali ed alcuni cancri.
La maggior parte delle
mutazioni Alu sono
“stabilizzate”, cioè ogni coppia
di cromosomi ha l’inserimento
nello stesso punto. Tuttavia,
alcuni Alu specifici dell’uomo
sono dimorfici, cioè un
inserzione può essere
presente o assente in ciascuna
delle coppie di cromosomi.
Questa situazione può differire
da persona a persona.
Si ritiene che questi locus genetici dimorfici
generati da Alu furono inseriti nell’ultimo milione di
anni dell‘evoluzione dell’uomo moderno ed ha
seguito la sua dispersione sul pianeta. Questi
dimorfismi mostrano differenze nella frequenza di
alleli e genotipi nelle popolazioni moderne e sono
strumenti per ricostruire la preistoria umana.
THE END
I 4 dell’ apocalisse: Daniele Maugeri,Jake D’Addiego,Valerio Ciotola e Tommaso
Valci