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La misteriosa storia della vita dei cromosomi soprannumerari: come si formano nel mondo biologico?
Nelle popolazioni selvatiche di vari animali, piante e funghi, oltre ai normali cariotipi, sono presenti anche cromosomi B (noti anche come supercromosomi). Questi cromosomi non sono essenziali per la vita della specie e in alcuni individui mancano completamente. Pertanto, una determinata popolazione può contenere diversi numeri di cromosomi B, mostrando variazioni come 0, 1, 2, 3, ecc. Questi cromosomi B sono diversi dai cromosomi marcatori o dalle copie extra dei cromosomi normali e la loro formazione ed evoluzione rimangono un mistero.
"I cromosomi soprannumerari possono essere considerati una categoria speciale di polimorfismi genetici. A causa di vari meccanismi di accumulazione, questi cromosomi non seguono le normali leggi mendeliane di ereditarietà."
L'origine evolutiva di questo tipo di cromosoma non è ancora chiara, ma si ipotizza che possa provenire dalla parte eterocromatica dei cromosomi normali. Prendendo come esempio il sequenziamento genetico di nuova generazione, si è scoperto che il cromosoma B della segale è in realtà una fusione del cromosoma A della segale. È stato anche confermato che il cromosoma B di alcuni pesci ciclidi africani ( Haplochromis latifasciatus ) deriva dalla ricombinazione del normale cromosoma A.
Sebbene la maggior parte dei cromosomi B siano principalmente eterocromatici, cioè abbiano funzioni di codifica limitate, alcuni contengono segmenti eucromosomici considerevoli, come il cromosoma B del mais. Inoltre, esiste diversità nella funzionalità dei cromosomi B. In alcuni casi, possono agire come elementi genetici egoistici, ma possono anche fornire vantaggi positivi nell’adattamento all’ambiente. Ad esempio, la cavalletta britannica (Myrmeleotettix maculatus) possiede due tipi di cromosomi B strutturali. Quando compaiono in ambienti tropicali secchi, il loro numero aumenta in modo significativo, ma sono relativamente rari negli ambienti umidi e freddi. Ciò illustra anche la correlazione tra cromosomi soprannumerari e habitat specifici.
"È attualmente noto che i cromosomi soprannumerari avranno effetti negativi durante la riproduzione del polline, ma gli effetti benefici sono comuni anche in ambienti specifici."
Nel mondo dei funghi la diversità cromosomica è molto diffusa. Anche diversi isolati della stessa specie spesso hanno numeri cromosomici diversi e questi cromosomi extra non sono necessari per la normale crescita in coltura. Pertanto, i cromosomi soprannumerari sono chiamati cromosomi condizionalmente dispensabili perché possono conferire un vantaggio selettivo in ambienti specifici. Sebbene questi cromosomi soprannumerari non contengano i geni necessari per la crescita di base, possono avere un significato funzionale.
"Ad esempio, i cromosomi soprannumerari del patogeno dei piselli Haematonectria haematococca trasportano geni importanti per la sua patogenicità."
Si è scoperto che il DNA di questo cromosoma soprannumerario codifica per un gruppo di enzimi che metabolizzano le tossine secrete dal sistema immunitario delle piante. Il fungo patogeno Zymoseptoria tritici che colpisce il grano possiede ben otto cromosomi di rifornimento, il numero di cromosomi soprannumerari più alto mai osservato in un fungo.
Nel regno vegetale, i cromosomi B riflettono in modo importante la diversità genetica e questi cromosomi soprannumerari sono comunemente osservati nelle specie di piante da fiore impollinate naturalmente. I cromosomi B si presentano in forme diverse in specie diverse e il loro numero varia tra i membri dello stesso gruppo vegetale. Ad esempio, le specie sorelle Aegilops speltoides e Aegilops mutica possiedono copie del cromosoma B nei loro tessuti aerei ma mancano di questi cromosomi soprannumerari nelle radici. Il cromosoma B delle piante è significativamente diverso dai cromosomi normali per struttura morfologica e dimensioni, ed è solitamente "non omologo e più piccolo del più piccolo cromosoma A".
Con l'approfondimento della ricerca, gli scienziati hanno sempre più approfondito la loro comprensione del meccanismo di formazione e del processo evolutivo dei cromosomi B, ma che ruolo svolgono nel mondo biologico?
