La scoperta dello splicing dei geni
Nel 1993 il Premio Nobel per la Fisiologia e la Medicina è stato assegnato a Richard Roberts e Phillip Sharp per il loro lavoro sullo splicing dei geni, uno dei meccanismi fondamentali coinvolti nella diversità delle proteine e nell'evoluzione.
Nel 1972, Richard Robert ha iniziato una ricerca fondamentale sulla regolazione e la struttura dei geni studiando l'adenovirus, una ricerca che ha portato alla scoperta dello splicing dei geni nel 1977. È interessante osservare Richard Roberts e Phillip Sharp lavorando in modo indipendente nello stesso periodo, sullo stesso organismo modello e con le stesse tecniche sono arrivati a formulare la teoria dello splicing dei geni: alcune informazioni genetiche sono eliminate dall'RNA prima che questo sia tradotto in proteine.
Nelle cellule eucariotiche il DNA è trascritto in mRNA all'interno del nucleo. Dal nucleo, l'mRNA è trasportato selettivamente nel citoplasma, dove è tradotto in proteine. Questa suddivisione del processo di trascrizione in scompartimenti diversi permette una modificazione più intensa dei geni rispetto ai procarioti.
Quando Roberts e Sharp hanno confrontato l'mRNA nel nucleo e l'mRNA nel citoplasma, hanno trovato alcune differenze. E quando hanno confrontato alcuni segmenti di RNA citoplasmatico e i segmenti di DNA da cui derivavano – creando ibridi RNA-DNA – hanno osservato che non combaciavano perfettamente. In alcune regioni c'era corrispondenza, mentre altre sembravano essere scomparse nell'mRNA citoplasmatico.
Ricerche precedenti suggerivano che durante le modificazioni dell'mRNA diverse regioni di nucleotidi erano eliminate; queste regioni si chiamano introni. Altre porzioni sono combinate insieme per formare le sequenze che codificano per le proteine; queste parti di mRNA sono chiamate esoni.
Utilizzando mutazioni, alcune ricerche hanno identificato "sequenze consenso" nell'mRNA, cioè sequenze che si trovano nei punti di riconoscimento, taglio e congiunzione nell'mRNA, che limitano gli introni e gli esoni e sono responsabili del fenomeno dello splicing. Le stesse sequenze sono state identificate nei mammiferi, nei lieviti e nelle piante. Questo alto livello di conservazione indica che la traduzione è un processo antico miliardi di anni, e risale alle origini delle cellule eucariotiche.
Lo splicing può avvenire con o senza l'aiuto di uno spliceosoma (un grande e complesso macchinario molecolare) e sono stati identificati diversi tipi di splicing – cis o trans – nei Tripanosomi, in C. elegans e nei vertebrati.
I geni interrotti sono molto comuni nei genomi per due buoni motivi. Innanzi tutto, è molto facile che si verifichino nuove combinazioni che possono creare nuovi geni o proteine con la duplicazione degli esoni. Per esempio, un esone che contiene un sito attivo di un enzima può essere duplicato, spostato e associato con una funzione altrettanto importante di un altro esone, creando una proteina completamente nuova – un po' come pezzetti di Lego. In secondo luogo, grazie allo splicing un gene può codificare per più di una proteina. Se un gene contiene otto esoni, per esempio, può formare una proteina attaccando insieme gli esoni 1, 4 e 6, oppure associando gli esoni 2, 4, 6 e 7. Ne risulteranno due proteine completamente diverse.
Questa è una delle spiegazioni per cui non c'è una correlazione diretta tra la diversità dei geni e delle proteine.
Last edited: 8 May 2015 14:48