Language
Country/Area
No result found
La rivoluzione nella filogenetica molecolare: dalla classificazione chimica all'evoluzione della sequenza del DNA
Con il progresso della scienza e della tecnologia, l'avvento della sistematica molecolare ha cambiato il modo in cui comprendiamo la diversità biologica. La sistematica molecolare fornisce importanti informazioni sulle relazioni evolutive degli organismi analizzando le differenze nelle sequenze geniche. Ciò consente agli scienziati di costruire un albero della vita che descrive come le specie sono correlate, il tutto basato su decenni di ricerca scientifica.
Sistematica molecolare è un termine ampio per l'uso di dati molecolari nella tassonomia e nella biogeografia,
Il quadro teorico della sistematica molecolare può essere fatto risalire agli anni '60. A quel tempo, scienziati come Emile Zuckerkandl, Emanuel Margoliash e Linus Pauling gettarono le basi dei classici gamma. Sebbene imperfetti, questi primi studi avevano cominciato a mettere in discussione idee di lunga data sulla classificazione biologica. Ad esempio, la classificazione sistematica degli uccelli è stata rivista sulla base di prove molecolari.
Negli anni '70 e '80, l'ibridazione DNA-DNA è diventata una tecnica tradizionale per misurare le differenze genetiche. Ciò ha permesso di spostare la tradizionale classificazione morfologica all’analisi molecolare, aprendo la strada a successivi studi sull’evoluzione molecolare. Ora, sequenziando segmenti genetici specifici, i ricercatori possono approfondire le relazioni genetiche tra le specie.
I primi metodi di sistematica molecolare erano chiamati classificazione chimica e utilizzavano proteine, enzimi, carboidrati, ecc. come oggetti di ricerca.
Con l'avanzare della tecnologia, la tecnologia di sequenziamento del DNA si è sviluppata rapidamente ed è ora in grado di fornire un'analisi della sequenza genetica più accurata che mai. Queste tecniche consentono ai ricercatori di sequenziare dati molto più dettagliati, che in genere coprono circa 1.000 paia di basi, e possono essere utilizzate per determinare gli aplotipi di ciascuna specie. Anche se il sequenziamento completo del genoma di un organismo rimane una sfida, le analisi mirate a specifiche regioni cromosomiche sono diventate fattibili.
L'odierna analisi filogenetica molecolare segue solitamente un approccio rigoroso, che comprende passaggi quali l'acquisizione di sequenze, l'allineamento di sequenze multiple, il test del modello e la ricostruzione dell'albero evolutivo. Ognuna di queste procedure deve essere attentamente progettata per garantire risultati affidabili. La divulgazione della tecnologia di sequenziamento ad alto rendimento ha anche fornito un forte sostegno alla ricerca sulla genomica e sulla trascrittomica.
Nell'evoluzione molecolare, le strutture del DNA, dell'RNA e delle proteine negli organismi viventi mostrano un'interessante somiglianza.
In termini di applicazione, la promozione della tecnologia del codice a barre del DNA ci consente di identificare rapidamente le specie e, nel campo delle scienze forensi, anche la tecnologia del rilevamento delle impronte genetiche ha contribuito a risolvere molti casi. Man mano che la sistematica molecolare continua ad avanzare, la nostra comprensione dell’evoluzione tra le specie migliora sempre di più nel tempo.
Allo stesso tempo, tuttavia, la sistematica molecolare deve affrontare anche sfide, come la scoperta del trasferimento genico orizzontale, che ha complicati effetti filogenetici. Ciò significa che geni diversi nello stesso organismo possono avere percorsi evolutivi diversi, il che rappresenta una certa sfida per la creazione di dendrogrammi. In questo contesto, gli scienziati devono adottare metodi di analisi più flessibili per promuovere una classificazione accurata e la costruzione del sistema.
Molti metodi moderni di costruzione degli alberi si basano su allineamenti di sequenze multiple per migliorare l'affidabilità dei risultati.
Vale la pena notare che l'analisi del dendrogramma basata su modelli diversi può portare a risultati diversi, quindi la scelta del modello giusto è fondamentale. In breve, la sistematica molecolare è in continua evoluzione e, con l’innovazione tecnologica, le sue applicazioni stanno diventando sempre più diffuse, interessando tutto, dalla biologia alla medicina.
Mentre tracciamo l'evoluzione delle specie, dobbiamo chiederci: man mano che la nostra conoscenza continua a crescere, in che modo la ricerca scientifica futura continuerà a cambiare la nostra comprensione della vita?
