Analisi molecolare dell'evoluzione: DNA, proteine e filogenesi

Evoluzione molecolare e DNA

Attualmente i fenomeni che sono alla base dell’evoluzione vengono approfonditi a livello molecolare e DNA e proteine vengono considerati “documenti viventi” della storia evolutiva.
L’attenzione è rivolta particolarmente alla trasmissione dell’informazione mediante la trascrizione del DNA in mRNA, alla sintesi delle proteine e a quei fenomeni (mutazioni, ricombinazione) che, causando assetti genici diversi, portano alla codificazione di proteine modificate e in grado pertanto di svolgere funzioni diverse.

Le proteine determinano in gran parte strutture e funzioni delle cellule e pertanto i cambiamenti progressivi nelle strutture dovrebbero di fatto essere conseguenti ad analoghe trasformazioni sia negli acidi nucleici, sia nelle proteine.

Analisi del citocromo c

Numerosi studi sono stati condotti sulla struttura primaria di una proteina, il citocromo e (componente della catena respiratoria presente sulle creste mitocondriali); quindi si sono messe a confronto le sequenze del citocromo c di più specie e rilevate le differenze nelle sequenze amminoacidiche .

Differenze amminoacidiche tra specie

L’analisi è stata condotta in circa 40 specie e ha messo in evidenza le differenze esistenti. E emerso ad esempio che il citocromo dell’uomo e del cavallo differiscono per 12 amminoacidi su 104 complessivi, mentre tra il citocromo umano e quello di organismi inferiori le differenze sono più numerose.

Albero filogenetico e speciazione

I dati raccolti sono stati distribuiti su un albero filogenetico, nel quale le biforcazioni dei rami stanno ad indicare il momento di separazione di due specie da un comune progenitore e la lunghezza dei rami risulta proporzionale al tempo trascorso dall’evento della speciazione; vengono così indicati la distanza filogenetica e il numero di amminoacidi risultati differenti nel confronto fra molecole di citocromo.

Risulta evidente che più distanti sono due organismi nell’albero filogenetico, maggiore è il numero di amminoacidi differenti.

La ricerca molecolare è servita a delineare in molti casi anche l’origine di organismi diversi da un comune progenitore e a definire tappe dell’evoluzione che sino ad ora erano rimaste oscure.