Dossier

Bioinformatica

Bioinformatica ed evoluzione

Allineamento di geni omologhi Grazie ai mezzi messi a disposizione dalla bioinformatica, oggi i ricercatori possono letteralmente leggere la storia della nostra evoluzione direttamente nel genoma.

Nel paragrafo precedente abbiamo accennato al concetto di omologia tra i geni.

In biologia, il termine omologia è utilizzato per indicare strutture anatomiche che sono simili tra animali diversi e hanno, in genere, una funzione analoga, in virtù di una loro origine comune.

Per esempio, si ritrovano ossa omologhe a quelle della mano dell'uomo negli arti di altri animali, degli uccelli e nelle pinne delle balene.

Lo stesso si verifica nei geni: in organismi diversi si trovano geni simili che hanno funzioni simili.

La definizione è un pò più sofisticata rispetto a quella usata nella biologia tradizionale, perché si pongono dei limiti statistici: cioè, solo se si rientra entro certi parametri percentuali di uguaglianza i geni sono considerati omologhi.

E in quel caso è ragionevole pensare nella maggior parte dei casi che l'omologia sia dovuta ad un'origine comune.

Per verificarlo, i ricercatori costruiscono alberi genealogici cercando gli omologhi di un certo gene in tutte le specie e confrontando le differenze.

Se i geni hanno un'origine comune è probabile che siano più simili tra organismi evolutivamente più vicini. Per esempio, il gene della globina - una piccola proteina globulare - è presente in tutte le specie viventi, dai batteri all'uomo. Ma è più simile tra l'uomo e lo scimpanzé che tra l'uomo e la mosca.

Questa analisi di similarità sono fatte con appositi software che calcolano la somiglianza tra sequenze diverse.

Questa può essere calcolata sulla base di diversi parametri: variazioni nella sequenza che si ripercuotono nella sintesi di proteine con uno o più amminoacidi diversi, oppure variazioni silenti, cioè che non modificano la proteina; variazioni che comportano il distanziamento di alcune parti di geni e altre modifiche importanti come la duplicazione o la perdita di parti.

Un'applicazione molto importante per la salute umana in questo settore è lo studio dell'evoluzione dei ceppi virali: l'influenza, per esempio, è studiata in modo molto approfondito dal punto di vista della genetica, confrontando i vari ceppi e cercando di individuare andamenti che permettano di prevedere le future evoluzioni.

La disciplina che si occupa di questi studi si chiama filogenetica.

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