La Mutazione,
(spiegata in modo semplice, Pasuco: se non la capisci qui, rinuncia a
comprendere la Genetica tutta).
Che cosa è.
Si tratta di una modifica del DNA, che può anche esprimersi con differenze fenotipiche (visibili a occhio nudo).
È riconducibile ad un errore di copiatura, durante la fase di replicazione del DNA (durante
la duplicazione del materiale ereditario); gli individui che ne originano si
definiscono ‘mutanti’ (definizione di Hugo De Vries, dalle sue
osservazioni sulla primula). Si porta sempre a proposito l’esempio dell’errore
dell’amanuense dei monasteri medievali,
che commette un errore per stanchezza, durante la noiosa e lunga copiatura di
un raro e prezioso codice salvato dalla distruzione.
La mutazione consiste quindi in una variazione nella sequenza delle basi nucleotidiche del DNA. Poiché le sequenze
delle basi possiedono un significato certo, dal punto di vista biologico, un
cambiamento della loro sequenza determina un cambiamento di significato (e qui,
l’esempio dell’amanuense calza alla perfezione: cambiando la ‘m’ di ‘Roma’
posso ottenere ‘rosa’, oppure ‘roba’, ma
anche parole senza significato come ‘rona’ o ‘ropa’) il significato
della frase sarà conseguentemente alterato e – in qualche caso – non
ricostruibile.
La mutazione è un evento raro.
Avviene di solito in una percentuale compresa tra 1
individuo su 10.000 fino a un individuo su un milione (la loro osservazione –
pertanto – richiede moltissimo tempo; precisamente per questo motivo furono
usati prima organismi a rapido tasso riproduttivo [il moscerino della frutta,
ad esempio] e poi gli agenti mutageni).
La mutazione è un evento importante.
Essa rappresenta uno dei fattori biologici che aumentano
la variabilità genetica,
cioè il substrato sul quale opera la selezione naturale. In pratica:
permette l’evoluzione di nuove forme di vita sulla terra.
[La frequenza con la quale avviene la mutazione è stata oggetto di
numerosi studi ed ha portato alla formulazione di un utile strumento (il
cosiddetto ‘orologio molecolare’) per valutare il tempo occorsa dalla prima
separazione tra le varie specie, ma anche il tempo (e la sede geografica) in
cui è comparso una mutazione per la prima volta (utilissimo nella Genetica di
Popolazioni).
Ma la frequenza può anche essere alterata da fattori vari,
tra cui agenti chimici e radiazioni elettromagnetiche (si veda il caso del
cosiddetto grano ‘Creso’, ottenuto alla
Casaccia con irradiazione casuale
di raggi X)].
Le mutazioni possono essere di vario tipo:
a)
Silente (o Neutra)
.Non ha apparenti conseguenze fenotipiche, forse perché avviene in una parte di
DNA non attivo. Se invece l’alterazione prodotta altera un’intera tripletta che
codifica un aminoacido diverso dalla precedente, allora si parla di Missenso.
[questo potrà avere un effetto più o meno
marcato, sulla funzionalità della cellula e dell’organismo, a seconda
dell’importanza del ruolo che quel preciso aminoacido svolge all’interno della
proteina. Un esempio è l’anemia falciforme, che è determinata dallo scambiodi
un’unica base nella catena Beta dell’emoglobina (Valina, invece di Leucina)].
Ove la cellula non sia in grado di tollerare i cambiamenti biochimici
determinati dalla Mutazione, questa è detta Letale. Non sempre la situazione è così schematizzabile:
spesso, anzi, le mutazioni non
riguardano proteine determinanti per la vita della cellula ed anzi, talvolta,
sono addirittura utili alla cellula: il fenomeno della resistenza agli
antibiotici dei batteri è uno di questi casi].
b)
Puntiforme (è un tipo
semplice di mutazione genica). Altera una sola base del DNA. Quest’ultima può
essere sostiruita da un’altra, oppure essere eliminata. Può anche verificarsi
uno scorrimento (frame shift) nella lettura del codice genetico, con
alterazioni di varia gravità nella decodifica del messaggio genetico.
c)
Genica. Coinvolge un
solo gene, è spontanea e casuale, ha una frequenza estremamente bassa ed altera
solamente la sintesi di un’unica proteina.
d)
Cromosomica. È la
perdita,aggiunta, trasferimento o inversione di segmenti di un cromosoma;
oppure nello scambio di segmenti fra più cromosomi.
e)
Genomica. Altera il
numero dei cromosomi caratteristico della specie alla quale appartiene
l’organismo colpito [ appartengono a questo tipo la Sindrome di Down o trisomia
21, la sindrome di Turner e la sindrome di Klinefelter.
Agenti Mutageni.
Sono fattori – sostanze chimiche o radiazioni – che possono
aumentare la frequenza della mutazione fino ad un caso su 100 o 1000 individui.
Sono stati molto usati per chiarire il fenomeno della Mutazione: appartengono a
questo gruppo di agenti i raggi gamma (emessi dal radio), i raggi X e l’Iprite
(costituente principale dei gas tossici usati durante la I Guerra Mondiale).
Anche i raggi ultravioletti possiedono – seppure in misura molto minore – un potere
mutageno.
La presenza nell’ambiente di moltissime sostanze (benzene, catrame, stanze
radioattive, metalli pesanti) è stata scientificamente correlata con la
capacità di produrre mutazioni ed
in particolare con la capacità di indurre tumori. L’OMS ha stabilito che circa
il 70-(0% dei tumori è oggi determinato da fattori presenti nell’ambiente.
Riparazione del DNA.
Naturalmente, nella sua meravigliosa provvidenza, la Natura
possiede alcuni preziosi meccanismi di riparazione, che sono presenti in tutti
gli organismi viventi, dai monocellulari all’uomo.
Non entro nel merito delle modalità di questi meccanismi, mi
limito a citarne due:
1)
il principale e più importante è la riparazione per escissione del danno; si tratta di un meccanismo complesso che richiede
un’attività polienzimatica).
2)
un altro meccanismo è la foto-riattivazione dei dimeri di T (con la DNA-fotoliasi).
Di palo in frasca: Ebola
Oggi si parla molto di Ebola, a vanvera, spesso...
Visto che si parlava di mutazione, esaminiamo da questo punto di vista la situazione.
Il microrganismo che ne è l’agente eziologico – è fuori di
dubbio – si sta riproducendo attivamente come mai aveva fatto prima d’ora.
Questo per forza di cose aumenterà la frequenza delle mutazioni che le sue nuove generazioni presenteranno.
Adesso, Ebola non è affatto un agente infettivo pietoso nei
confronti del proprio ospite: in genere lo uccide rapidamente.
Il perfetto agente infettante, invece, è quello che non uccide il
proprio ospite, ma ne usa a lungo le risorse, causando fastidi sopportabili,
convivendo con lui senza scatenare la necessità di una lotta senza quartiere.
Questo fatto, dal punto di vista della sopravvivenza stessa
di Ebola non è positivo: esso rapidamente
e facilmente estingue tutto il proprio terreno di coltura umano (se si tratta
di piccoli centri sperduti del Centro Africa) e quindi deve presto scomparire
(probabilmente sopravvivendo in qualche altro ospite che non conosciamo…
Adesso, lo scenario è differente: Ebola si è trasferito in
grossi centri, dove il suo terreno di coltura è abbondante, ma il problema di
base rimane.
L'uomo - in tutta la sua storia - ha sempre distrutto tutti gli organismi che erano troppo pericolosi per lui (questo vale tanto per la megafauna antica, quanto per i microorganismi) e ne ha causato l'estinzione, oppure l'estrema riduzione degli areali a zone periferiche nelle quali non abita. Ha creato vaccini, farmaci, misure prudenziali e protocolli.
Le mutazioni di Ebola potranno essere – come abbiamo visto sopra –
vantaggiose o svantaggiose o neutre (per l’agente infettante).
Ma come saranno per noi?
Il quadro più pessimistico vede la oomparsa diun Ebola mutante con la
capacità di trasmissione per via aerea, per esempio...
Un quadro ottimista vede la comparsa di un Ebola più lento
nella distruzione del proprio ospite, che si dia più tempo per sopravvivere nel
medesimo ospite (e dia contemporaneamente a noi più tempo per adottare le nostre contromisure, sia
naturali, sia farmacologiche).
Io non ho dubbi: potrà anche essere una lotta molto dura, ma alla fine vincerà l'uomo.
