Nel corso della storia della genetica il modo di concepire i geni ed il nostro genoma è andato profondamente mutando. In particolare, sino a pochi anni fa, il nostro genoma veniva spesso descritto come fosse un insieme di geni operanti in modo indipendente l’uno dall’altro.

 

Contrariamente a questa idea, oggi il nostro genoma è visto come l’insieme di tanti geni organizzati in complessi ed intricati network genici, motivo per cui molti geni vengono ad essere coinvolti nel definire ciascun evento che accade nelle nostre cellule. Un’interessante ed approfondita analisi di cosa siano e come funzionino i network genici è stata recentemente pubblicata da Patricia J. Wittkopp sulla rivista Journal of Experimental Biology.

 

L’Autrice descrive in modo semplice, ma efficace, cosa siano i network genici mostrando come l’espressione di un gene derivi dalla presenza di numerose proteine implicate nei processi di trascrizione e traduzione. I geni che codificano queste proteine sono, quindi, essenziali per il funzionamento del gene che deve esprimersi, tanto quanto la presenza di una sua corretta sequenza codificante. Infatti, mutazioni a carico di geni codificanti per proteine implicate nei processi di trascrizione e traduzione avrebbero, a livello fenotipico, effetti negativi paragonabili a quelli derivanti da mutazioni del gene che si vuole esprimere. Se poi si considera che spesso una proteina neo-prodotta per poter funzionare deve subire ulteriori modificazioni chimiche (catalizzate da specifiche proteine), diventa evidente come ogni gene sia parte di network genici complessi.

 

All’arrivo di un input per l’attivazione di un gene, si avrà quindi l’attivazione di una batteria di geni il cui lavoro sarà coordinato per assicurarne l’espressione regolata. Cambiando (o meglio modulando) la struttura del network sarà, quindi, possibile avere output diversi a partire da uno stesso input ovvero risposte diverse in cellule diverse.

 

Da un punto di vista evolutivo, l’organizzazione in network permette di ipotizzare come si siano originati i diversi organismi viventi, poiché cambiando i geni presenti nel network o modulandone il funzionamento è possibile ottenere strutture corporee diverse a partire da network simili. Per creare corpi con strutture diverse non servirebbero quindi geni diversi, ma potrebbe essere sufficiente modulare i network di cui questi geni fanno parte.

 

 

 

Mauro Mandrioli

 

 

 

Patricia J. Wittkopp (2007) Variable gene expression in eukaryotes: a network perspective. Journal of Experimental Biology 210: 1567-1575.