Re: Darwin e l

Inviato da  nessuno il 24/2/2011 22:10:50
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Davide71 ha scritto:
...

il DNA contiene il "modello" per codificare le proteine (e neanche tutte) di cui la cellula ha bisogno per funzionare e riprodursi.

Poiché un errore su anche solo una singola base renderebbe la proteina inutilizzabile, con gravi inconvenienti per la cellula, gli esseri viventi hanno attuato diversi meccanismi per preservare il più possibile intatto il corredo cromosomico. Il più importante dei quali è la riproduzione sessuata, corredata da relativa selezione sessuale.


Dunque, dunque dunque....

Per cominciare, non è vero che una sostituzione di una singola base renda la proteina inutilizzabile. Il DNA è ridondante, cioè esiste più di una combinazione di basi per produrre lo stesso aminoacido (
Vedi qui per la tavola dei codoni)

In secondo luogo, mi sembra che il vantaggio della riproduzione essuata rispetto a quella asessuata consista nella maggior variabilità genetica, dato che il nuovo organismo riceve alleli "a caso" sia dai gameti femminili che da quelli maschili (quindi, mi pare, il contrario di quanto hai detto).

Citazione:
In secondo luogo numerosi esperimenti hanno dimostrato che, almeno nei batteri, il DNA evolve, nel senso che é in grado di "registrare" nel proprio filamento i caratteri che si rendono mano a mano necessari per permettere al batterio di colonizzare ambienti che nel corso delle ere geologiche si fanno sempre diversi. Io ho in mente l'importantissimo esperimento di Lensky del 2008, ma presumo che vi siano anche altri studi.
Perciò possiamo ben supporre che anche il DNA delle forme di vita superiori possa evolvere, e di conseguenza io ipotizzo che il c.d. "DNA spazzatura" (che poi è il 97% del DNA umano) sia un DNA che serviva in un'epoca lontana, magari a uno degli elementi della catena dei nostri progenitori ancestrali, e che adesso non serve più.


La tua ipotesi non è peregrina, tuttavia quello che tu chiami "DNA spazzatura" sembra non essere affatto spazzatura.

ScienceDaily (May 30, 2009) — Researchers at K.U. Leuven and Harvard University show that stretches of DNA previously believed to be useless 'junk' DNA play a vital role in the evolution of our genome. They found that unstable pieces of junk DNA help tuning gene activity and enable organisms to quickly adapt to changes in their environments. The results will be published in the journal Science.

ScienceDaily (Oct. 26, 2007) — A study by researchers at the Yale Stem Cell Center for the first time demonstrates that piRNAs, a recently discovered class of tiny RNAs, play an important role in controlling gene function.

Not so long ago, geneticists considered the vast stretches of non-coding regions in DNA to be “junk,” nothing more than the remnants of our evolutionary history. If it wasn’t a traditional gene, and didn’t produce a protein, it wasn’t of interest to most scientists. Luckily, not everyone considered these regions of DNA to be junk. Some considered the junk DNA to be the dark matter of the genome. They believed that it must have some function, but no one had yet determined exactly what that function was.

One of these individuals is Dr Craig Pikaard at Washington University- St Louis. His research group has discovered another use of junk DNA – it acts as a component of the cellular immune system by enhancing the ability of the cell to combat infection by viruses and transposons (also known as “jumping genes”).


Citazione:
Tuttavia il ruolo del DNA si limita alla chimica della sintesi delle proteine, e nulla di più, e non vi è nulla che provi il contrario. Non solo le uniche conoscenze certe, incluse le tecnologie correlate (es. OGM e batteri che fabbricano insulina), riguardano la sintesi delle proteine, ma basta un piccolo calcolo per capire che nel DNA non esiste lo spazio fisico per contenere altre informazioni. Se calcoliamo 20 mila proteine per cellula, e circa 200 differenti cellule nel corpo umano, e se ipotizziamo che ogni cellula sia diversa dall’altra per circa 200 proteine (l’1%, cioè non molto), otteniamo già 60 mila proteine circa! I geni pare siano meno di 40 mila…


Quasi corretto, ma mi sembra tu dimentichi alcune cose:

a) Non è vero che un gene produca una singola proteina.

A gene can produce more or less protein in different cells at various times in response to developmental or environmental cues, and many proteins can express disparate functions in various biological contexts. Thus, subtle distinctions are multiplied by the more than 30,000 estimated genes.

Il punto è che tu ti concentri solamente sul DNA, dimenticando che il DNA è inserito nel nucleo di una cellula. E, nel nucleo cellulare, esistono moltissimi composti chimici che hanno effetti sulla espressione genica (che è il passo fondamentale: se un gene non potesse venire espresso, non produrrebbe nulla).

Ora la possibilità che un gene si esprima o meno, dipende da reazioni di metilazione, demetilazione, alchilazione e fosforilazione che avvengono a livello degli istoni. Queste reazioni aggiungono o sottraggono gruppi funzionali agli istoni, consentendo al filamento di DNA di svolgersi ed essere esposto all'ambiente cellulare. Senza questo passaggio preliminare, nessun gene potrebbe venire espresso in proteine.

Questa è una delle cause della enorme variabilità nel numero di proteine, ed è anche il meccanismo che fa sì che in una determinata cellula somatica si esprimano solamente alcuni geni e non altri (il che è una fortuna, altrimenti ci crescerebbero gli occhi sul petto, non i peli)


Citazione:
Senza contare l'importanza fondamentale di un ruolo del genere, visti gli effetti tragici anche di singoli errori su singole basi.


Abbiamo già visto che non è così.

Citazione:
Detto questo occorre rispondere a due domande che in realtà sono strettamente correlate:
1) dove sono le informazioni che permettono alla cellula-uovo, nel corso della meiosi, di fabbricare arti e organi?


Nel DNA. Dove altrimenti potrebbero essere?

Ad es.: Pax genes have been cloned on the basis of their homology to the Drosophila segmentation gene paired. They share a common domain, the paired domain, that is sufficient to mediate sequence-specific DNA binding. Thus far, nine members have been characterized, which exhibit highly restricted temporal and spatial expression patterns. The analysis of mouse mutants has revealed their crucial role in the formation of a variety of tissues. In particular, they are involved in the regulation of early steps in organ development. They act to define the regional specification of distinct germ layers.

How cells and tissues develop into functional organs (organogenesis) remains an important question in developmental biology. During organogenesis, two distinct processes occur. Each cell adopts a cell type or fate which distinguishes it from other cell types within the organ. All of the cells also acquire an organ identity which distinguishes them from other cells in the animal. The molecular mechanisms that allow for the coordination of these two processes are poorly understood. Some insight has come from the analysis of Fax transcription factors, which play an important role in organ development in all animals and are misregulated in many human cancers. Dr. Chamberlin has recently found evidence that a Pax transcription factor (EGL-38) coordinates cell type specification and organ identity in the nematode C. elegans. Molecular parallels between C. elegans and mammals indicate a similar regulatory network may play a role in the development of the human kidney. EGL-38 is required for the expression of two genes during C. elegans hindgut organogenesis: lin-48 and cdh-3. lin-48 encodes a zinc finger protein necessary for cell type specification. cdh-3 encodes a cadherin cell adhesion molecule which is normally expressed throughout the hindgut and may contribute to intra-organ cohesion. Preliminary results indicate regulation of lin-48 by EGL-38 is direct and that lin-48 and cdh-3 are regulated independent of each other. The proposed experiments will investigate the mechanisms by which EGL-38 regulates these two classes of genes. To determine whether the two genes are subject to different types of regulation by EGL-38, a first aim is to characterize the binding sites for EGL-38 in the lin-48 promoter, and determine whether EGL-38 directly regulates cdh-3. One possibility is that the distinct functions of EGL-38 result from its interaction with other transcription factors. Indeed, genetic results suggest that the Ets protein LIN-1 functions with EGL-38 in the regulation of lin-48. Thus a second aim is to test whether EGL-38 and LIN1 bind the lin-48 promoter as a complex and also investigate the function of two other C. elegans Ets proteins that may interact with Fax proteins. Finally, EGL-38 is the product of one of two Pax-2/5/8-related genes in C. elegans. A third aim is to functionally characterize this second gene to determine whether its product shares in vivo functions with EGL-38, or whether it regulates lin-48 and cdh-3 expression in other organs.

Citazione:
2) come fa il DNA a riflettersi nei tratti somatici e persino caratteriali dell'organismo se la sua funzione si esaurisce nella sintesi delle proteine?


Beh, i tratti somatici sono dati da muscoli, ossa, pelle... tutti fatti di proteine


Citazione:
In citologia si dice che "il cervello di una cellula é la sua membrana cellulare". Essa decide "chi entra" e "chi esce" sulla base di feedback che riceve dall'esterno e dal citoplasma. Perciò mi sento di dire che, logicamente, le istruzioni per fabbricare arti ed organi sono nel citoplasma della cellula-uovo e le direttive partono dalla membrana cellulare. Tuttavia qui bisogna chiarirsi sui termini. Quando noi diciamo che "la mente di una persona è nel suo cervello" noi operiamo una localizzazione, ma essa è, in qualche modo, fittizia. Quando noi pensiamo, i nostri pensieri non occupano nessuno spazio fisico, e le regioni del cervello coinvolte sono molte e contemporaneamente. Inoltre il cervello fa molte altre cose, oltre ché formulare i nostri pensieri. Analogamente la membrana cellulare di una cellula-uovo è il luogo fisico in cui probabilmente si localizzano le istruzioni per fabbricare un essere umano, ma non possiamo, di nuovo, dire che esse occupino uno spazio fisico, tanto più che, nel processo di divisione cellulare, queste stesse "istruzioni" si trovano ad essere fisicamente localizzate nel feto, cioè in tutte le cellule che lo compongono. Rispondere alla domanda "dove sono" è piuttosto semplice. Dire "come fanno a essere lì" è un altro paio di maniche. Occorre rendersi conto che la membrana cellulare di una cellula, ma in realtà tutta la cellula, è solo l'espressione corporea di un ente psichico che la dirige.
Su questa base è possibile comprendere come il DNA determini il sesso del nascituro. Sappiamo che i maschi sono dotati della coppia di cromosomi "XY" e le femmine della coppia "XX", ma non possiamo certo pensare che tutte le differenze tra maschio e femmina si limitino a 140 geni del cromosoma Y! Il DNA non contiene, in questo caso, l'ISTRUZIONE di "costruire un maschio" ma L'INDICAZIONE di "costruire un maschio". Insomma la cellula-uovo sa costruire un maschio come una femmina, ma a seconda del DNA che riceve durante l'inseminazione fabbrica l'uno o l'altro.
Ma il DNA, come sappiamo, si riflette su di un gran numero di caratteri somatici, tra i quali i più noti sono i colori degli occhi, della pelle e dei capelli, ma sono innumerevoli le caratteristiche legate al corredo cromosomico che si riflettono sulla forma del corpo. In genetica si dice che "il fenotipo riflette il genotipo" e se non fosse così la selezione sessuale non avrebbe senso! Non è difficile capire perché ciò avviene: il DNA codifica proteine, e due DNA diversi significano differenze nelle proteine codificate. Esattamente come due case costruite con materiali diversi sono diverse, due persone costruite con proteine diverse sono diverse. Questa diversità si può anche riflettere nel carattere, nel senso che una persona potrà preferire un cibo piuttosto che un altro, oppure un ambiente piuttosto che un altro (in particolare vi sono pelli più o meno sensibili al sole e al freddo, e questo è dovuto al DNA), ma non mi pare che questo porti a concludere che il carattere sia DETERMINATO dal DNA. Possiamo dire che il carattere, esattamente come il fenotipo, è INFLUENZATO dal DNA. Insomma, il fatto che l'uomo abbia una mente non dipende dal DNA, ma le caratteristiche della stessa ne sono (penso pesantemente) influenzate.

Tutto questo discorso porta a concludere che, anche se a qualcuno dà fastidio, certi passaggi macro-evolutivi non sono dovuti a mutazioni nel DNA, ma ad altre cose che non inizieremo mai neanche ad indagare se continuiamo a pensare che siano dovuti a "mutazioni genetiche casuali"!


Tutto questo discorso porta semplicemente a dire che, se si costruiscono ipotesi basabdosi su informazioni errate, con tutta probabilità si costruiscono ipotesi errate.

Buona vita
Guglielmo

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