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