Da dove vengono i geni? - Carl Zimmer

Lezione completa: http://ed.ted.com/lessons/where-do-genes-come-from-carl-zimmer

Quando è apparsa la vita sulla Terra circa 4 miliardi di anni fa, i primi microbi avevano un corredo genetico semplice sufficiente per mantenerli in vita. Nell'era degli esseri umani e di altri grandi organismi, ci sono molti più geni in circolazione. Da dove sono venuti tutti questi nuovi geni? Carl Zimmer esamina la mutazione e moltiplicazione dei geni.

Lezione di Carl Zimmer, animazione di TOGETHER.

Avete circa 20 000 geni
nel vostro DNA

che codificano le molecole
del vostro corpo,

dalla cheratina nelle unghie del piede
al collagene sulla punta del naso,

alla dopamina rilasciata
nel cervello.

Altre specie hanno i loro geni specifici.

Un ragno ha i geni per la seta
delle ragnatele.

Una quercia ha i geni per la clorofilla,
che trasforma la luce in legno.

Ma da dove vengono
tutti questi geni?

Dipende dal gene.

Gli scienziati pensano che la vita
sulla Terra iniziò 4 miliardi di anni fa.

Le prime forme di vita
erano microbi primitivi

con un semplice corredo genetico
per le funzioni essenziali alla sopravvivenza.

Hanno tramandato questi geni essenziali
alla loro progenie

per miliardi di generazioni.

Alcuni svolgono ancora lo stesso
compito nelle nostre cellule oggi,

come copiare il DNA.

Ma nessuno di questi microbi aveva
i geni per la seta o la dopamina.

Ci sono molti più geni oggi
sulla Terra rispetto ad allora.

E molti di questi geni aggiuntivi
sono nati da errori.

Ogni volta che la cellula si divide,
fa nuove copie del suo DNA.

Talvolta copia per errore
lo stesso pezzo di DNA due volte.

Nel processo, può fare una copia
in più di uno dei suoi geni.

All'inizio il gene extra funziona
come l'originale.

Ma con il passare delle generazioni,
può subire nuove mutazioni

che cambiano il modo in cui
il nuovo gene funziona,

e quel nuovo gene si può duplicare ancora.

Un numero incredibile di nostri geni mutati
è apparso più recentemente;

molti solo negli ultimi
pochi milioni di anni.

I più giovani si sono evoluti
dopo che la nostra specie

si è separata dai nostri cugini,
le scimmie.

Mentre ci può volere
più di un milione di anni

perché da un singolo gene
si crei un'intera famiglia di geni,

gli scienziati stanno scoprendo
che una volta che nuovi geni evolvono,

possono rapidamente
acquisire funzioni essenziali.

Per esempio, abbiamo centinaia
di geni per le proteine nel naso

che riconoscono le molecole degli odori.

Le mutazioni le rendono capaci
di riconoscere diverse molecole,

dandoci il potere di percepire
miliardi di odori diversi.

A volte le mutazioni hanno un effetto
maggiore sulle nuove copie dei geni.

Possono far in modo che il gene produca
la sua proteina in un organo diverso,

o in una fase diversa della vita,

o la proteina può iniziare a fare
un lavoro completamente diverso.

Nei serpenti, per esempio, un gene produce
una proteina per uccidere i batteri.

Molto tempo fa, il gene si è duplicato
e la nuova copia è mutata.

La mutazione ha cambiato
il segnale nel gene che indica

dove produrre la proteina.

Invece che nel pancreas,

ha iniziato a produrre la proteina
che uccide i batteri nella bocca.

Quando il serpente mordeva la preda,
l'enzima entrava così nella ferita.

E poiché la proteina aveva un effetto
nocivo sulla preda

e aiutava il serpente
a catturare più prede,

divenne favorita.

Così un gene che era nel pancreas
ha creato un veleno nella bocca

che uccide le prede del serpente.

Esistono modi ancora più incredibili
per creare un nuovo gene.

Il DNA di animali, piante e altre specie

contiene lunghi pezzi
senza geni codificanti proteine.

Si tratta soprattutto di sequenze casuali

di materiale genetico
senza alcuna funzione.

Questi frammenti di DNA talvolta mutano,
esattamente come i geni.

A volte queste mutazioni
spostano il DNA in un posto

dove una cellula
può cominciare a leggerlo.

La cellula improvvisamente produce
una nuova proteina.

All'inizio la proteina può essere
inutile o anche dannosa,

ma altre mutazioni possono modificarne
la forma.

La proteina può diventare utile,

e rendere un organismo
più sano, più forte,

capace di riprodursi meglio.

Gli scienziati hanno scoperto questi
nuovi geni in diversi organi animali.

I nostri 20 000 di geni
hanno diverse origini,

dall'origine della vita, a nuovi geni
che ancora si creano dal nulla.

Finché ci sarà vita sulla Terra,
si produrranno nuovi geni.