Gli organismi eucarioti spaziano dalle semplici specie unicellulari, come le amebe e i parameci, alla straordinaria complessità dei vertebrati. Ma in che modo questa differente complessità nell’organizzazione corporea si riflette a livello molecolare? Non certamente dalla dimensione del genoma: esiste infatti il cosiddetto “paradosso del valore C” (con valore C si intende il contenuto totale di DNA del genoma aploide) ad indicare la discrepanza esistente tra le dimensioni del genoma e la complessità degli organismi. A tal proposito basti pensare che numerose specie di anfibi e piante, nonchè alcune amebe, presentano un contenuto di DNA notevolmente superiore a quello racchiuso nelle cellule umane e che tra i vertebrati la specie con il genoma più esteso è il Protopterus aethiopicus, appartenente al gruppo di dipnoi, i pesci polmonati.

In questi casi, tuttavia, la dimensione del genoma non corrisponde al contenuto di sequenze codificanti proteine, non corrisponde dunque al numero di geni. Nel tentativo di comprendere le basi molecolari della complessità degli organismi, si potrebbe quindi andare ad indagare la quantità di geni presenti nei genomi delle varie specie, ma anche in questo caso si finirebbe per fallire. Infatti, la differenza nel numero di geni tra specie diverse di eucarioti può raggiugere al massimo alcune migliaia: ad esempio, la differenza di poche miglaia di geni tra l’uomo (circa 24.000 geni) e Drosophila melanogaster (poco più di 14.000) sembra non essere sufficiente a spiegare la grande diversità di complessità esistente. Inoltre, anche in questo caso esistono dei paradossi, come nel caso di alcune varietà di riso che possono contare un numero di geni superiore a 50.000.

Un gruppo di ricercatori dell’Imperial College London ha proposto un nuovo metodo di analisi, basato su un complesso modello matematico, che prende in considerazione non il numero di nucleotidi o di geni, bensì l’interattoma, ovvero la totalità delle interazioni molecolari che hanno luogo in un organismo e che permettono lo svolgersi di una cascata molecolare regolativa, metabolica, o, ancora, che fanno parte del meccanismo d’azione di una proteina. Le interazioni tra le diverse proteine si trovano infatti alla base dei meccanismi fisiologici che regolano e controllano lo svolgimento di tutte le funzioni corporee.

L’analisi ha riguardato quattro specie filogeneticamente molto distanti tra loro, quali l’uomo (Homo sapiens sapiens), il moscerino della frutta (Drosophila melanogaster), il nematode Caenorhabditis elegans e il lievito Saccharomyces cerevisiae. Dai risultati, pubblicati sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences, emerge che l’interattoma umano conta circa 650.000 interazioni tra proteine, il triplo di quelle presenti in. C. elegans e circa 10 volte tanto quelle di D. melanogaster.

Questi risultati sembrano riflettere meglio la reale differenza nella  complessità dell’organizzazione coroporea dei diversi organismi, rispetto a quelli basati sulla sola enumerazione dei geni. Future rielaborazioni di questa nuova metodologia, si auspicano i ricercatori, potranno essere utili per una migliore comprensione delle basi molecolari della complessità degli organismi.  

Andrea Romano

Fonte dell’immagine: Wikimedia Commons