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Evoluzione molecolare

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Cos'è l'evoluzione molecolare - Treccani Portale. Di Maurizio Casiraghi*

Cos'è l'evoluzione molecolare - Treccani Portale

How sweet it is. Filogenesi proteica. Il big bang delle proteine. La diversificazione dei tre super-regni dei batteri, degli archea e degli eucarioti è legata all'evoluzione delle proteine, di cui ora un gruppo di studiosi ha iniziato a tracciare la storia naturale.

Il big bang delle proteine

Una proteina cruciale per l'evoluzione del sistema circolatorio. La comparsa di un sistema circolatorio chiuso è stata una tappa fondamentale nell'evoluzione dei vertebrati.

Una proteina cruciale per l'evoluzione del sistema circolatorio

Ora una ricerca chiarisce che, dal punto di vista biomolecolare, questa transizione è stata resa possibile dalla trasformazione di un enzima fondamentale per la traduzione del DNA (red) La capacità di formare sistemi chiusi di vasi sanguigni è uno dei segni distintivi dello sviluppo dei dei vertebrati. La lunga evoluzione dell'ormone dell'amore. L'ossitocina è un peptide (una corta catena di aminoacidi) che svolge numerose funzioni regolatorie sulla fisiologia e il comportamento animale.

La lunga evoluzione dell'ormone dell'amore

Si è conquistata spazio sui media generalisti che l'hanno definita “L'ormone dell'amore”; ma la sua storia evolutiva è lunga e i suoi effetti pro-sociali e pro-affettivi sono solo l'ultimo capitolo. L'ossitocina, insieme ad altri ormoni chimicamente simili, è ampiamente diffusa nel regno animale: peptidi con una sequenza paragonabile sono stati individuati in vari invertebrati di gruppi tassonomici distanti fra loro, facendo ipotizzare una storia di almeno 600 milioni di anni per l'ossitocina e gli altri membri di questo gruppo di ormoni peptidici.

Evoluzione delle proteine e polimorfismo proteico. Vol. 2° - XIX. 11.

evoluzione delle proteine e polimorfismo proteico

Le mutazioni alterano il genotipo in quanto cambiano la sequenza nucleotidica del DNA, mentre la selezione naturale agisce sul fenotipo che dipende in larga misura da particolari proteine sintetizzate dall’organismo. Lo studio della struttura e della sequenza delle proteine possedute da un individuo può pertanto dimostrarsi utile per comprendere in modo più approfondito le tappe dell’evoluzione seguendo due importanti filoni. Innanzitutto, paragonando la struttura di una proteina specifica come il citocromo c di specie differenti, diventa possibile stabilire oppure confermare le relazioni filogenetiche in seno agli organismi e costruire un albero filogenetico che comprenda classe, famiglia ordine, specie e così via.

Si è visto Inoltre che un certo numero di proteine esiste in più forme strettamente correlate, come l’ovalbumina A e B, e questo fenomeno è detto polimorfismo . Dominio (biochimica) Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.

Dominio (biochimica)

Si definisce dominio strutturale (o dominio o modulo) di una proteina: un'unità globulare o fibrosa formata da catene polipeptidiche ripiegate in più regioni compatte le quali costituiscono divisioni della struttura terziaria. Sono zone distinguibili della proteina ma unite da segmenti flessibili di catene polipeptiche. I domini sono strutture supersecondarie complesse delle proteine, da non confondere con le strutture supersecondarie semplici. Spesso sono sufficientemente stabili da esistere nella stessa conformazione ( o essere prodotti) isolatamente dalla proteina a cui appartengono. La strategia flessibile dell'evoluzione dei lieviti. "Resuscitando" geni ancestrali dei lieviti risalenti fino a 100 milioni di anni fa, una ricerca getta nuova luce sulle strategie evolutive che portano alla comparsa di innovazioni vantaggiose per gli organismi.

La strategia flessibile dell'evoluzione dei lieviti

L'evoluzione di enzimi specifici per lo sfruttamento di diversi zuccheri è stata ottenuta dai lieviti grazie a successivi eventi di duplicazione genica, in cui vari tipi di mutazioni sono intervenuti per ottenere l'attività finale più utile alla sopravvivenza. (red) Ricostruire l’evoluzione naturale studiando il suo esito finale – gli organismi attualmente viventi – è un compito improbo per i biologi, ma grazie alle nuove tecniche di bioinformatiche, i ricercatori di una collaborazione internazionale tra l’Università cattolica a Leuven e quella di Ghent, entrambe in Belgio, e quella di Harvard, negli Stati Uniti, sono riusciti a ricostruire il DNA e le proteine da esso codificate a partire da cellule di lievito preistoriche, come si legge sulla rivista online "PLoS Biology".

Reconstruction of Ancestral Metabolic Enzymes Reveals Molecular Mechanisms Underlying Evolutionary Innovation through Gene Duplication. Www.emidioalbertini.com/pdf/Filogenesi molecolare.pdf. Protein Data Bank - RCSB PDB. A Structural View of Biology This resource is powered by the Protein Data Bank archive-information about the 3D shapes of proteins, nucleic acids, and complex assemblies that helps students and researchers understand all aspects of biomedicine and agriculture, from protein synthesis to health and disease.

Protein Data Bank - RCSB PDB

As a member of the wwPDB, the RCSB PDB curates and annotates PDB data. The RCSB PDB builds upon the data by creating tools and resources for research and education in molecular biology, structural biology, computational biology, and beyond. Use this website to access curated and integrated biological macromolecular information in the context of function, biological processes, evolution, pathways, and disease states. Elementi di Bioinformatica - Banche Dati. Protein data bank. Highlights Proteine con e senza nodi: uno studio comparativo. (A) Albero filogenetico di enzimi transcarbamilasi; i rami verdi coinvongono proteine annodate.

Highlights Proteine con e senza nodi: uno studio comparativo

(B) Parte strutturale comune di sei diversi enzimi transcarbamilasi, di cui uno annodato e cinue snodati. Per decenni l'esistenza di proteine annodate non era ritenuta possibile perchè vi era la ferma convinzione che molecole biologicamente cruciali non potessero essere aggrovigliate. Quest'ipotesi, tuttavia confliggeva con quanto previsto dalla fisica dei polimeri, secondo cui qualunque polimero equilibrato, purchè sufficientemente lungo, è necessariamente annodato. Negli ultimi anni, la rapida crescita del numero di proteine di cui si è determinata la struttura ha consentito di scoprire tra queste parecchie proteine annodate.

Struttura proteica. Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.

Struttura proteica

Le proteine sono catene di amminoacidi costituite da 20 L-α-amminoacidi diversi, denominati anche residui, che si ripiegano in strutture tridimensionali uniche. La forma in cui una proteina si ripiega naturalmente è definita “stato nativo”, che è determinato dalla sua sequenza di amminoacidi. Al di sotto di circa 40 residui è più frequentemente usato il termine peptide anziché proteina. Un certo numero di residui è necessario per eseguire una certa funzione biochimica, ed il limite basilare per una dimensione funzionale sembra essere intorno ai 40-50 residui. L'evoluzione umana raccontata dal DNA mitocondriale. Mappato tutto il Dna del maiale: tante somiglianze con l'uomo. Pseudogene. Pseudogeni (3000 in totale, 0.1% del DNA totale)

SISSA: Una tecnica “furba” rende più veloce l’analisi della dinamica delle proteine. Comunicato stampa - Un gruppo di ricercatori della Scuola internazionale Superiore di Studi avanzati (SISSA) di Trieste e dell’Università di Cambridge ha escogitato un metodo che riduce i tempi per simulare come le proteine assumono le caratteristiche forme tridimensionali. Si tratta di un’informazione importante per comprendere la loro funzione, che oggi viene normalmente ricavata con tecniche sperimentali spesso molto costose.

Evolution of Mammalian Diving Capacity Traced by Myoglobin Net Surface Charge. Epistasis Among Adaptive Mutations in Deer Mouse Hemoglobin. Epistatic interactions between mutant sites in the same protein can exert a strong influence on pathways of molecular evolution. We performed protein engineering experiments that revealed pervasive epistasis among segregating amino acid variants that contribute to adaptive functional variation in deer mouse hemoglobin (Hb). 200 milioni di anni di evoluzione del respiro. Evolution accounts for taste. Resource library : Evo in the news : Evolution accounts for taste September 2014 Most of us get in line at the ice cream shop or tear into a piece of chocolate cake without giving much thought to why we like what we do.

Humans appreciate a wide variety of tastes because of our omnivorous evolutionary history and the genes we carry that allow us to sense sweet, salty, sour, bitter, and umami (i.e., savory) flavors. But the same isn't true of all animals. Most cats, for example, dubiously sniff at sweets. Where's the evolution? To understand the evolution of taste, you first need to know a little about the biology of flavor. Il segreto dell'apnea.

I mammiferi acquatici, quali cetacei, pinnipedi, sirenidi, hanno una struttura corporea da animali terrestri, dovuta all’origine sulla terraferma dei loro progenitori, ma possiedono diversi adattamenti specifici che permettono loro di vivere in un ambiente del tutto diverso. La completa colonizzazione delle acque ha implicato profonde modificazioni sia anatomiche che fisiologiche: tra queste, diverse riguardano le modalità di respirazione e la conservazione dell’ossigeno, responsabili della loro capacità di sostenere immersioni ad elevate profondità e per lungo tempo. L'evoluzione dei vertebrati raccontata dai ciclidi  Un numero sorprendente di mutazioni a carico non solo dei geni ma anche delle molecole che regolano l'espressione genica ha permesso l'estrema diversificazione dei ciclidi, una famiglia di pesci d'acqua dolce, a partire da un'unica specie ancestrale.

Lo ha scoperto l'analisi del genoma di cinque specie di ciclidi che hanno colonizzato i laghi africani Tanganica, Malawi e Vittoria tra 20 milioni e 15.000 anni fa. 2/3 dell'evoluzione molecolare avviene gradualmente. Tuttavia, se l’evoluzione è avvenuta nell’uno o nell’altro dei modi potrebbe aver lasciato traccia anche negli esseri viventi attuali. Le filogenesi molecolari, ad esempio, potrebbero aver conservato segnali di come sono avvenute le speciazioni. Mark Pagel e coll. L'evoluzione del ribosoma, dai batteri all'essere umano. Questo organello cellulare è evoluto aggiungendo nuove sovrastrutture a un nucleo che si è mantenuto inalterato, dai batteri all'essere umano. Lo ha stabilito la più dettagliata analisi mai effettuata sui ribosomi, responsabili della sintesi delle proteine necessarie alla vita (red) L'origine e l'evoluzione del ribosoma, uno degli organelli fondamentali delle cellule, è stato ricostruito con un dettaglio senza precedenti grazie a uno studio di Loren Williams e colleghi del Georgia Institute of Technology, che firmano un articolo sui “Proceedings of the National Academy of Sciences”.

Secondo quanto scoperto, nel caso del ribosoma l'evoluzione procede per sovrapposizione, aggiungendo nuove sovrastrutture a un nucleo che è rimasto inalterato, dagli organismi più semplici all'essere umano. Nelle cellule, l'informazione genetica è conservata in massima parte nel DNA che si trova nel nucleo. RNA ribosomiale. Da Wikipedia, l'enciclopedia libera. La funzione dell'rRNA è fornire un meccanismo per la decodifica dell'mRNA in amminoacidi (al centro della subunità minore del ribosoma) ed interagire con il tRNA durante la sintesi proteica, provvedendo all'attività della peptidiltransferasi, che avviene nella subunità maggiore.

L'esattezza della traduzione è dovuta al lavoro di entrambe le subunità. Le caratteristiche dell'RNA ribosomiale sono importanti per la medicina e per lo studio dell'evoluzione: L'rRNA è il bersaglio di molti antibiotici: cloramfenicolo, eritromicina, kasugamicina, micrococcina, paromicina, ricina, sarcina, spectinomicina, streptomicina e tiostreptone;L'rRNA è il componente più conservato (che ha subito meno variazioni nel corso dell'evoluzione) in tutte le cellule.

Nei Bacteria, negli Archaea, nei mitocondri e nei cloroplasti, la subunità minore contiene l'rRNA 16S, mentre la subunità maggiore ne contiene due specie: il 5S ed il 23S. Un prione che aiuta l'evoluzione. Nel lievito il prione [PSI+] modifica la produzione di proteine in modo da includervi variazioni genetiche nascoste in geni defunzionalizzati nel corso dell'evoluzione Un nuovo meccanismo, basato sulla presenza di proteine prioniche, permette alle cellule di lievito di rispondere allo stress ambientale e di accelerare i mutamenti evolutivi.

SCOPERTA/ Evoluzione: la proteina che "zittisce" i geni mobili. Luce sul lato oscuro del genoma. Evoluzione molecolare. Evoluzione delle proteine e polimorfismo proteico. Emoglobina e mioglobina del pollo. Vol. 2° - XIX.11.1. Evoluzione concertata. Vol. 2° - XIX.5. Una scoperta sorprendente che deriva dagli studi sulla variabilità a carico della sequenza del DNA consiste nel fatto che una certa forza (o forze molecolari ) mantiene uniformità di sequenza tra copie multiple di un gene. Docente.unife.it/silvia.fuselli/dispense-corsi/genomica-1/Lezione3_fuselli.pdf. L’evoluzione fuori orario – i tempi dell’evoluzione creano problemi alla teoria. L’evoluzione rimette l’orologio? Current Biology - A Revised Timescale for Human Evolution Based on Ancient Mitochondrial Genomes. Rates of Spontaneous Mutation. Human Mutation Rates. Extimate of mutation rate. Estimate of the Mutation Rate per Nucleotide in Humans. Human Mutation Rates May Be Lower than We Thought. Mutation rate.

Error catastrophe. Progetto GEA - evoluzione. 1.a.4 – Come intervengono le mutazioni nell’evoluzione delle specie?