venerdì, 9 dicembre 2016
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Opinioni e commenti
 

Pesare il DNA per capire
come cambia la biosfera
Pubblicato il 22-07-2015


Dna-terra

La domanda se l’è posta Hanna Landenmark in un articolo pubblicato su PLOS Biology, partendo dal calcolo della quantità di DNA contenuto sul pianeta Terra. La sfida delle analisi computazionali è stata quella di comparare il pianeta a un supercomputer in cui il DNA totale rappresenta la capacità di archiviazione del sistema e il tasso di trascrizione genetica la sua potenza di calcolo.

Nella Terra esistono 37,2 trilioni di cellule umane, questo è il dato di partenza, poi bisogna includere il numero di cellule dei microbi, delle piante, degli animali e dei funghi che si trovano sul globo e includere anche i virus, perché intervengono anche loro nel processo di trasformazione di DNA e geni. Dato il tasso medio di trascrizione genetica per tutti gli organismi esistenti, la ricercatrice ha scoperto che la biosfera processa più di 1024 subunità di DNA al secondo. Una velocità incredibile comparandola alle macchine che in questo momento conosciamo. Per quanto riguarda il peso in termini di massa bisogna partire dalle unità base costituenti il materiale genetico, le basi azotate, che sono unite a coppie e a formare il filamento di DNA e la cui combinazione produce un organismo genetico diverso. Quante coppie di basi di DNA in assoluto esistono sulla Terra? Sono circa 50 trilioni di trilioni di trilioni, più o meno 3,6 x 1037 paia di basi. Se messi insieme, peserebbe 50 miliardi di tonnellate, ovvero un miliardo di container pieni zeppi di materiale genetico.

Questi dati ovviamente vanno presi con le pinze e sono da considerarsi un valore quasi infinitesimale confrontandolo con il dato della massa del nostro pianeta che vale 5976 miliardi di miliardi di tonnellate.

Le incertezze sul dato corretto ci dicono però molto su ciò che ci manca da scoprire, mettendo in luce la carenza di misure puntuali sul peso della biomassa nei diversi biomi, nonostante i notevoli progressi della biologia molecolare e del sequenziamento genomico esteso a ormai tutte le forme di vita e non, esistenti.

Quanto pesa in termini genomici la nicchia ecologica della foresta di conifere delle Alpi piemontesi costituita dall’intero DNA di batteri, funghi, mammiferi, pesci dei laghi naturali, insetti e piante? E quanto pesa il contenuto genomico dell’intera nicchia del bacino del Tevere?

Si è aperto un varco enorme che potrebbe significare l’introduzione di un nuovo ramo della scienza: la chiameremo “densitomica”, “biomica”, “biomassomica”?

Ma dovremmo tornare sulla curiosità iniziale, magari quella dei non addetti che si staranno chiedendo a cosa possano servire tutti questi calcoli. È una questione di metodo. L’approccio ci aiuta a comprendere la complessità mutevole della biosfera nel tempo e di prevedere in modo nuovo i cambiamenti futuri della biosfera, sia antropici che naturali.

Per ora è un procedimento utile per impratichirci sui calcoli, è fruttuoso per comprendere, per esempio, qual è il numero totale di animali in un determinato bioma o le dimensioni e il numero di copie di una particolare specie. Allenarci dunque.

Magari per conoscere quanto spazio serve per spedire tutte le informazioni possibili in una galassia lontana, molto lontana rispetto la nostra microscopica Via Lattea.

Guerrino Macori

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