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Con il termine mwawpseudogene si intende una sequenza di mwbanucleotidi simile a un mwbqgene (a livello di struttura), ma priva di alcuna mwbgespressione all'interno della mwbwcellula. Solitamente si tratta di geni ancestrali che hanno perso la capacità di essere espressi.cite-ref-vanin-1985-1-0[1] Sebbene mantengano a volte alcune strutture tipiche dei geni (mwdapromotore, mwdqisole CpG o siti di mwdgsplicing), queste sequenze non sono in grado di generare un prodotto mwdwproteico funzionale, spesso a causa di mweamutazioni genetiche consolidatesi durante l'evoluzione: in questi casi sono spesso presenti mweqmutazioni che generano mwegtrascritti mwewnonsenso, che non possono essere mwfatradotti a proteina. Se i geni codificano per una molecola attiva come mwfqRNA, è possibile che si siano consolidate mutazioni tali da renderlo del tutto inefficace (ciò avviene per molti pseudogeni che si presume codificassero per mwfgrRNA).

Il termine pseudogene è stato utilizzato per la prima volta nel 1977 in una pubblicazione di Jacq e colleghicite-ref-jacq-1977-2-0[2], unendo il prefisso mwhapseudo al termine mwhqmwhggene.

Sebbene gli pseudogeni siano spesso mwiaetichettati come mwiqmwigDNA spazzatura, essi contengono all'interno delle loro sequenze informazioni notevoli riguardanti i meccanismi stessi dell'mwiwevoluzione. Questo è dovuto al fatto che spesso essi derivano dalla duplicazione ancestrale di un gene funzionale. Così come mwjaCharles Darwin ipotizzò per due specie la presenza di un mwjqantenato comune, seguito da milioni di anni di mwjgmwjwevoluzione divergente (che ha condotto alla mwkaspeciazione), è possibile teorizzare che lo pseudogene e il suo omologo funzionale abbiano condiviso un antenato comune e in seguito siano andati a divergere fino a raggiungere lo stato attuale.

• Proprietà degli pseudogeni

• Origine e tipi di pseudogeni

• Pseudogeni funzionali?

• Note

• Altri progetti

• Collegamenti esterni

Ogni pseudogene è caratterizzato dalla mwlanon-funzionalità e dalla mwlqomologia a un secondo gene. Ciò significa che, per quanto ogni pseudogene presenti una sequenza decisamente simile a qualche gene mwlgfunzionante, esso non è in grado di generare un prodotto funzionalecite-ref-mighell-2000-3-0[3]. Gli pseudogeni sono solitamente di difficile individuazione e caratterizzazione, poiché i due caratteri di mwmwomologia e mwnanon-funzionalità sono usualmente dedotti attraverso analisi di sequenza e non direttamente osservati, dal momento che gli pseudogeni non codificano per prodotti funzionali.

1. Lmwnw'mwoaomologia viene solitamente analizzata attraverso allineamenti di sequenza tra il gene funzionale e il presunto pseudogene. Tali allineamenti forniscono solitamente la mwoqpercentuale di mwogpaia di basi identiche. Un'alta identità di sequenza (solitamente compresa tra il 40% e il 100%) è solitamente indicatrice della presenza di un gene progenitore comune.

2. La mwpanon-funzionalità può manifestarsi in modi differenti. Normalmente, un gene deve essere correttamente processato attraverso numerosi step per essere mwpqconvertito in una forma funzionale.

• Per ottenere una mwqaproteina, per esempio, occorre la mwqqtrascrizione del gene in un filamento di mwqgRNA, il successivo processamento a mwqwmRNA, la mwrasintesi proteica e un corretto mwrqripiegamento. In caso di fallimento di uno solo di tali processi, il gene perde ogni possibile funzionalità. Nelle ricerche di nuovi pseudogeni svolte attraverso analisi ad ampio spettro, solitamente si cercano mwrgmutazioni puntiformi come la presenza di un mwrwcodone di stop o di una mwsamutazione frameshift, che generano nella quasi totalità dei casi prodotti proteici non funzionali.

• Gli pseudogeni di geni a RNA sono spesso più semplici da individuare. Molti geni a RNA, infatti, sono presenti in copie multiple. Per individuare gli pseudogeni di un determinato gene a RNA, dunque, è spesso sufficiente ricercare sequenze ad alta identità nelle regioni adiacenti al gene a RNA stesso.

Gli pseudogeni vengono classificati in tre gruppi principali, ognuno con meccanismo di origine e caratteristiche differenti:

1. Pseudogeni mwtgprocessati (o mwtwretrotrasposti) (mwuaProcessed pseudogenes in inglese). Negli mwuqeucarioti superiori, in particolare nei mwugmammiferi, la retrotrasposizione è un fenomeno piuttosto comune che ha avuto un enorme impatto nella composizione del mwvagenoma. Per esempio il 30% - 44% del genoma umano è costituito da elementi ripetuti come le mwvqLINE e le mwvgSINE (vedi mwvwretrotrasposone)cite-ref-jurka-2004-4-0[4]cite-ref-dewannieux-2005-5-0[5]. Nel processo della retrotrasposizione, una porzione dell'mwyaRNA messaggero di un gene viene spontaneamente mwyqretrotrascritto in mwygDNA e reinserito nel DNA cromosomico. Sebbene di solito i retrotrasposoni creino copie di sé stessi, è stato dimostrato mwywin vitro che questi elementi possono anche provocare la retrotrascrizione di altri geni a caso, non collegati a essicite-ref-dewannieux-2003-6-0[6]. Nel momento in cui questi pseudogeni si reinseriscono nel genoma, di solito contengono una mwaacoda di poli-A e perdono degli mwaqintroni, due caratteristiche dei mwagcDNA. Tuttavia, poiché derivano da un mRNA maturo, gli pseudogeni processati perdono anche il mwawpromotore, che di solito nei geni normali è sempre presente; per questo motivo questi elementi vengono definiti mwbanon funzionanti (dall'inglese mwbqdead on arrival, traducibile come mwbgprodotto non funzionante alla consegna), perdendo la loro funzionalità con l'evento di retrotrasposizionecite-ref-graur-1989-7-0[7]. Un'altra caratteristica degli pseudogeni processati è la rimozione della porzione 5' terminale relativa alla sequenza di origine, risultato del meccanismo di retrotrasposizione non perfetto che rimuove qualche mwcwbasecite-ref-pavlicek-2002-8-0[8].

2. Pseudogeni mweqnon processati (o mwegduplicati) (mwewnon-processed pseudogenes in inglese). La mwfaduplicazione genica è un altro processo piuttosto comune e importante nell'evoluzione dei genomi. In questo caso, in seguito a duplicazione genica, può originarsi una copia di un gene funzionale. Questa copia poi con il passare delle generazioni può acquisire mutazioni che la rendono non più funzionale. Questi pseudogeni duplicati di solito hanno tutte le caratteristiche di un gene normale, incluso un promotore e una normale struttura mwfqesone - mwfgintrone. La perdita della funzionalità di questo gene-copia di solito non ha un effetto visibile sulla mwfwfitness dell'organismo nel quale si trova, visto che vi è almeno una copia del gene funzionale. Secondo alcuni modelli mwgaevoluzionari, pseudogeni duplicati in comune tra varie specie indicano la parentela evolutiva tra gli esseri umani e gli altri mwgqprimaticite-ref-max-9-0[9].

3. Pseudogeni mwhwdisabilitati o unitari (mwiadisabled pseudogenes in inglese). Molte mutazioni impediscono a un gene di essere mwiqtrascritto o mwigtradotto normalmente, e un gene può perdere la propria funzione o inattivarsi qualora la popolazione fissi queste mutazioni. Questo rappresenta lo stesso meccanismo tramite il quale geni non processati vengono disattivati, sebbene la differenza in questo caso sia che il gene non viene duplicato prima di essere inattivato. Di solito questo tipo di inattivazione sarebbe piuttosto improbabile in una popolazione, ma diversi fattori di mwiwdinamica delle popolazioni, tra cui la mwjaderiva genetica (mwjqgenetic drift) o un mwjgeffetto "collo di bottiglia" o ancora, in alcuni casi, la mwjwselezione naturale, possono portare alla fissazione di tale mutazione. Il classico esempio di pseudogene inattivato è il gene che probabilmente codificava per l'mwkaenzima mwkqL-gulonolattone ossidasi (GLO) nei primati: in ogni mwkgmammifero tranne i primati, le mwkwcavie e i mammiferi alati questo enzima favorisce la biosintesi di mwlaacido ascorbico (vitamina C), mentre negli animali sopraelencati e nell'uomo questo enzima non è attivocite-ref-nishikimi-10-0[10]cite-ref-nishikimi2-11-0[11]. Un altro esempio più recente di un gene disabilitato, che porta all'inattivazione di un gene per una mwnqcaspasi (tramite una mutazione non-senso) può essere trovata in Xue et al. 2006cite-ref-xue-2006-12-0[12].

Gli pseudogeni possono complicare di molto gli studi di mwpagenetica molecolare. Per esempio un ricercatore che vuole amplificare un gene tramite mwpqreazione a catena della polimerasi può contemporaneamente amplificare uno pseudogene, che ha una sequenza nucleotidica molto simile. Per lo stesso motivo gli pseudogeni vengono talvolta indicati come geni nei sequenziamenti genomici e pongono spesso un problema anche per quei programmi di mwpggene prediction, che spesso li interpretano come geni reali o esoni. È stato anche proposto che l'identificazione di questi elementi possa aiutare a migliorare l'accuratezza di questi metodi di gene predictioncite-ref-van-baren-brent-2006-13-0[13].

Nel 2003 Hirotsune mwrqet al. identificarono uno pseudogene retrotrasposto il cui trascritto era ritenuto avere un'attività regolativa mwrgin trans nell'espressione del suo gene omologo, mwrwMakorin1, e suggerirono questo come modello generale sotto il quale anche gli pseudogeni hanno un ruolo biologico importantecite-ref-hirotsune-14-0[14]. Altri ricercatori hanno da allora ipotizzato simili ruoli da parte di altri pseudogenicite-ref-svensson-2006-15-0[15]. La scoperta di Hirotsune convinse due mwuabiologi molecolari a riguardare con attenzione la letteratura scientifica riguardante gli pseudogeni. A sorpresa di molti i due ricercatori riscontrarono una serie di casi in cui questi elementi giocavano un ruolo importante nella regolazione dell'espressione dei rispettivi genicite-ref-balakirev-16-0[16], costringendo il gruppo di Hirotsune a revocare la loro rivendicazione di essere stati i primi a identificare una funzione per gli pseudogenicite-ref-hirotsune2-17-0[17]. Inoltre, nel 2002 le mwwqUniversità di Chicago e di mwwgCincinnati riferirono che uno pseudogene processato chiamato mwwwfosfoglicerato mutasi o PGAM3 effettivamente produceva una proteina funzionalecite-ref-betran-18-0[18]. In più nel 2006 la stessa scoperta originale di Hirotsune mwzaet al. riguardante mwzqMakorin1 è stata messa fortemente in discussionecite-ref-gray-19-0[19]. Così l'allettante possibilità che almeno alcuni pseudogeni possano avere importanti funzioni biologiche viene ora contestata.

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Altri progetti

• Wikimedia Commons

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su pseudogene

• mwaxu(EN) Database degli pseudogeni della Yale University, su pseudogene.org. URL consultato il 12 dicembre 2006 (archiviato dall'url originale l'11 febbraio 2015).

• mwaxc(EN) Database degli pseudogeni dell'Università dell'Iowa, su genome.uiowa.edu. URL consultato il 12 dicembre 2006 (archiviato dall'url originale il 15 aprile 2012).

• mwaxk(EN) mwaxoHoppsigen database (pseudogeni omologhi processati)

• mwaxw(EN) mwax0Bork pseudogenes mwax4Archiviato il 10 gennaio 2005 in Internet Archive. (pubblicati in Torrents et al. 2003 mwayamwayePubMed)

• mwaym(EN) mwayqThe Real Life of Pseudogenes (pubblicati sullo mwayuScientific American)