DNA antico

La prova dell’evoluzione biologica dell’uomo risiede nei fossili, resti corporei di organismi e tracce della loro esistenza (impronte, escrementi, manufatti), che si sono conservati nel tempo. I fossili sono, quindi, documenti assolutamente indispensabili per indagare nella storia dell’uomo. Purtroppo, essi tendono ad essere frammentari, incompleti e dispersi e, pertanto, non restituiscono le testimonianze di tutte le tappe che ci dividono dall’antenato che abbiamo in comune con i primati a noi più simili.
Un aiuto alla comprensione dell’evoluzione umana è venuta, nell’ultimo trentennio, dagli studi molecolari condotti sulle proteine e, più recentemente, dalle analisi effettuate sul DNA degli uomini attuali e sul DNA antico estratto dai resti dei nostri antenati.
Attualmente lo studio del DNA antico si affianca alle tecniche di morfometria (misurazione delle ossa) nella ricostruzione della storia biologica e sociale delle popolazioni umane ed animali del passato.
Il DNA antico (aDNA) è il materiale genetico residuo che si può estrarre dopo la morte da materiali biologici, quali ossa, denti, resti mummificati animali o vegetali, preparati istologici, coproliti.
La prima estrazione di DNA antico da un reperto umano è stata effettuata nel 1980 a partire dalla cartilagine di una costa della “Vecchia Signora di Mawangdui”, una mummia di 2000 anni fa, ad opera di una èquipe cinese. Da allora, si sono accumulati numerosi dati sul DNA dei resti antichi grazie soprattutto alla scoperta della reazione a catena della polimerasi (PCR), tecnica che consente, partendo anche da una sola molecola di DNA, di ottenere miliardi di nuove molecole tutte identiche a quella originale.
L’analisi del DNA antico presenta alcuni specifici problemi tecnici riguardanti essenzialmente l’autenticità del DNA estratto dal reperto, per possibili contaminazioni da DNA esogeno moderno, e il suo stato di conservazione.
Un reperto antico può andare incontro a contaminazioni da DNA esogeno moderno a causa di procedure non corrette adottate durante le fasi di scavo oppure in laboratorio, rispetto alle quali si assumono particolari precauzioni. Tali precauzioni consistono nell’uso di camici, guanti e mascherine da parte dell’operatore durante lo scavo e nell’utilizzo di ambienti e strumentazioni specificamente dedicate in laboratorio.
Per quanto concerne lo stato di conservazione di un reperto, alla morte di un organismo il DNA contenuto nelle cellule subisce una serie di processi degradativi che determinano una notevole decomposizione della molecola in frammenti di circa 100-200 nucleotidi. Il principale meccanismo che determina la degradazione del DNA dei reperti antichi  è la depurinazione (scissione dei legami tra le basi puriniche), sulla quale influiscono le condizioni ambientali di conservazione del reperto: l’alta temperatura e valori del pH acidi facilitano la rottura dei filamenti del DNA, mentre l’anossia (mancanza di ossigeno) e la disidratazione favoriscono la conservazione della molecola.
Il DNA costituisce un prezioso e straordinario documento storico e quello mitocondriale si è rivelato particolarmente utile nello studio dell’evoluzione umana.  All’interno del nucleo e nei mitocondri, normalmente il DNA subisce piccole alterazioni strutturali nel corso della sua duplicazione, chiamate errori di copiatura. Esso incorpora questi errori nella propria struttura con tasso sostanzialmente costante e, quindi, si differenzia regolarmente nel tempo. Regolarmente nel tempo si differenziano anche le proteine, la cui sintesi è dipendente dal DNA. E’ così possibile quantificare l’antichità del DNA confrontando le sequenze nucleotidiche di specifici segmenti di DNA o le sequenze aminoacidiche di determinate proteine provenienti da specie differenti; dalla somiglianza tra le molecole si possono, poi, desumere le relazioni di parentela tra gli organismi.
L’analisi del DNA antico ha avuto importanti applicazioni antropologiche, consentendo di rispondere ad interrogativi che l’antropologia classica poteva chiarire solo raramente; oltre allo studio dei rapporti di parentela tra le popolazioni antiche ed attuali, l’analisi del DNA antico permette di chiarire la dinamica delle migrazioni delle popolazioni, di effettuare la determinazione del sesso degli individui antichi nelle sepolture e di identificare eventuali patologie nelle popolazioni antiche.

Bibliografia:
CARAMELLI D., LARI M., 2004. Il DNA antico, metodi di analisi e applicazioni. Pontecorboli.
ROLLO F., 1999. Il DNA antico nello studio dei resti umani antichi. Principi, metodi e applicazioni. Ed. Medical Books.

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