DNA e durata della vita

[winny88]

In realtà conosciamo molto sulla biochimica e i meccanismi molecolari che fanno sì che vari tipi di cellule, sebbene contengano lo stesso genoma, abbiano accessibile solo un ristretto pool di geni, mentre gli altri sono inaccessibili. E' il motivo per cui un neurone diventa tale ed è in grado di svolgere il lavoro di un neurone, mentre un epatocita sa fare l'epatocita. Stiamo anche iniziando a capire come ovviare a questo problema e, per come dire, "fare marcia indietro" in questo processo. Solo che non basterebbe un topic, ci vorrebbe un intero trattato. Suggerisco per chi volesse documentarsi lo scritto di Bruce Alberts che è secondo molti (anche me o comunque i miei ex professori) IL trattato di biologia molecolare.

[humblebee]

La spiegazione "contadina" che avevo sentito io era che le api d'estate si logorano per prendere più miele possibile, mentre l'inverno, riposando, riescono a vivere di più.
Inoltre io sono ingnorante a livello di DNA ma mi permetto di aggiungere un punto di domanda, non è che le regine e le formiche hanno lo stesso DNA si, ma sviluppato in maniera differente?
Noi abbiamo un sacco di DNA latente, per esempio partendo da una cellula dell'unghia noi possiamo ricostruire il DNA di tutte le parti del corpo, solo che il DNA "inutilizzato" resta dormiente.
Partendo da questo presupposto suppongo che la regina abbia sviluppato parti diverse di DNA rispetto alle regine, nonostante il DNA in se sia identico.

In realtà è crescere la covata che diminuisce la loro longevità perchè la gelatina reale con cui nutrono tutte le larve giovani viene sintetizzata proprio a partire dalla Vg!
Regine e operaie non hanno lo stesso DNA (nel senso che non sono cloni) certo è però che ogni operaia sarebbe potuta, a partire dal suo patrimonio genetico, essere una regina.
La nutrizione con pappa reale evidentemente provoca una sovraespressione (è la traduzione corretta di "upregulation"?) dei geni connessi con lo sviluppo ovarico.

[lorenzo87]

Discussione veramente interessante. È un piacere vedere che sul forum si discute anche di argomenti complessi che richiedono sicuramente uno studio a priori.
Benché io abbia studiato genetica in Università mi sono limitato alle basi, quindi mi chiamo fuori in quanto non posso certo contribuire.
Mi avete comunque fatto venire voglia di approfondire l'argomento. Era un quesito che non mi ero ancora posto nonostante ce l'avessi sotto il naso.

[david]

In più bisogna considerare altri aspetti che complicano estremamente le cose, per esempio l'spressioni geniche dovute all'ambiente, vedi Neolamarchismo che mi pare stia riprendendo piede tra gli studiosi...

[quercia]

quindi se la mia unica attività giornaliera fosse dormire potrei vivere 168 anni?
e se fossi in coma in un ambiente perfettamente asettico? 666 anni ?

Come mai, almeno negli esseri umani, i più longevi sono atleti, contadini e spesso anche fumatori e bevitori?

[winny88]

Beh, quercia, l'asserzione che i più longevi spesso sono fumatori e bevitori non ha troppo senso secondo me. Il fatto che esista qualche ultracentenne che ha fumato e bevuto non significa molto. Bisogna osservare i grandi numeri. Dovresti dimostrare per esempio che tra gli ultracentenari la percentuale maggiore sia costituita da fumatori e forti bevitori e non (come effettivamente è ) da gente che ha tenuto uno stile di vita sobrio.

La questione dormitore/comatoso anche non mi sembra interpretato nel modo giusto rispetto a quanto detto in precedenza. La longevità può essere aumentata dal risparmio energetico e funzionale, ma nessuno ha mai detto dall' inattività o dallo stato vegetativa, che anzi sono assolutamente fattori di consunzione. Non scopriamo oggi che l'immobilità causa cachessia e lo scarso utilizzo dell'intelletto favorisce la degenerazione dei neuroni, laddove l'utilizzo frequente di un circuito neuronale lo potenzia, protegge ed espande. Bello a tal proposito il termine "plasticità sinaptica". Risparmio energetico non significa andare nelle condizioni limite.

Anche la questione degli atleti che sono mediamente abbastanza longevi rispetto alla media è da considerare attentamente. L'utilizzo intensivo delle funzioni motorie infatti fa proprio quello che è stato detto: consuma più velocemente i tessuti. Gli atleti alla fine della carriera spesso e volentieri infatti risentono proprio di questo. Tuttavia l'esercizio fisico costante è un indiscutibile fattore protettivo su tutta una classe di malattie, per esempio quelle cardiovascolari. E, facendo un po' di statistica, siccome questa classe è quella che nella specie umana causa il maggior numero di morti in assoluto, ecco che è chiaro il perché dell'aumentata longevità media degli atleti. Se ci affidiamo sempre alla statistica, vediamo però che il numero di ex atleti che raggiungono età
particolarmente considerevole è molto basso.

Non bisogna semplificare troppo questi discorsi. Vanno esaminati attentamente.

Come mai, almeno negli esseri umani, i più longevi sono atleti, contadini e spesso anche fumatori e bevitori?

Comunque so dove vuoi arrivare con questa frase... Quercia, te lo garantisco io: tu non morirai mai, sei immortale!

[quercia]

Interessantissima discussione.
Pur non trattandosi strettamente di formiche spero di aver fatto cosa gradita col mio intervento.
HB

A parte le vespe e le api non vedo altri organismi sulla terra cosi simili alle formiche (dimenticavo le termiti anche se appartengono ad un altro ordine.
Il tuo non mi sembra affatto un intervento inopportuno anzi.....
La mirmecologia presenta gravi carenze di studi e conoscenze,forse perchè non sono redditizie come le api, ma le analogie fra loro sono sicuramente immense
Ho letto anche io qualcosa sul perchè le api invernali sono più longeve di quelle estive ma non ricordo, scusate torno a studiare , ma le api estive e quelle invernali non hanno dna diversi

[Entidiale]

Buongiorno a tutti!
Questa discussione è molto interessante.
Sulla diversa longevità tra operaie e regina si possono ipotizzare molte cause, e due sono già state accennate:
1)Diversa espressione genica: sebbene abbiano lo stesso DNA, questo viene espresso diversamente e tradotto in diversi livelli (o tipologie) di proteine. Ciò è permesso da processi epigenetici, ovvero rimaneggiamenti che coinvolgono l'espressione del DNA senza modificarne la sequenza. Sebbene io non ami i parallelismi è come se si avesse davanti un libro (genoma) e i vari capitoli (geni). I capitoli sono scritti grazie a delle lettere (basi azotate). La differenza tra operaie e regine sta nel fatto che, sebbene entrambe contengano gli stessi "capitoli", questi vengano letti in ordine diverso o addirittura alcuni non vengano letti. Ciò è permesso da determinate proteine che sono a loro volta regolate da diversi stimoli, tra i quali possiamo individuare anche sostanze esogene (e ciò spiega come mai la diversa alimentazione porta a caste diverse).
2)Certamente conta il livello metabolico. Più un organismo consuma energie, più invecchia precocemente e tende a accumulare errori di trascrizione. Ovviamente questo secondo punto corre di pari passo con quello della genetica.

Insomma, le motivazioni sono complesse e tutt'ora sotto studio (anche nell'uomo), ma certamente farsi queste domande denota una sana curiosità nell'ambito dello studio della Vita (biologia).
Vi lascio questo link che spiega senza entrare eccessivamente nel dettaglio cosa sia l'epigenetica; se qualcuno volesse informazioni in più può contattarmi.

http://en.wikipedia.org/wiki/Epigenetics

PS: chiedo scusa se il discorso è un poco scorrevole, ma sono in pausa dal lavoro e ho poco tempo. A presto!

[PomAnt]

le api vivono pochi giorni (20 mi pare) d'estate, mentre passano i 3 mesi invernali senza problemi.
questo perchè in estate si esauriscono di lavoro, per massimizzare la raccolta, visto che comunque avranno un grandissimo ricambio.

anche io fino a pochi anni fa credevo ingenuamente che più ti allenavi più ti rinforzavi. invece il corpo oltre ad un certo limite si distrugge per fare quello che gli chiedi.

invece per massimizzare la lunghezza della vita servirebbe: moderata attività fisica (vedi corsetta, nuotatina), mangiare poco ma vario, vivere semplicemente senza stress, avere rapporti umani armoniosi ed intensi.

[Robybar]

Secondo me non puo essere principalmente legato all attività fisica negli insetti, dopo vi spiego quando ho tempo.

[Robybar]

Più che altro penso che il differente tipo di cure in fase di sviluppo aiuti la produzione di qualche enzima in grado di ostacolare/ridurre la consunzione dei telomeri.
Comunque le api invernali vivono di più perché fa freddo e lavorano anche di meno...
La longevità con l'attività fisica c'entra poco negli insetti, almeno con le vespe.
Ho osservato che nella specie Polistes gallicus la regina è la sola fonte di manodopera per i primi tre mesi, da fine marzo quando inizia a fondare fino ai primi di giugno. Si fa in quattro per portare avanti la fondazione, ma la sua vita media è di ben 11 mesi. Al contrario, le operaie lavorano allo stesso modo ma muoiono dopo 2 o 4 mesi.

[PomAnt]

Anche la prima covata di operaie delle regine è più piccola e vive meno, per effetto della sottoalimentazione.
Ma nel caso della regina potrebbe trattarsi di una diversa espressione genica grazie all'alimentazione qualitativamente e quantitativamente migliore... confermata anche da un diverso sviluppo degli organi...

[Robybar]

Bah fra operaie c'è un'enorme diversità ini dimensioni, in estate inoltrata quando nascono vespe operaie ben nutrite è difficilissimo distinguere la regina... perché sono alimentate allo stesso modo delle regine vergini essendoci ormai moltissima manodopera.
Nelle vespe la divergenza operaia-regina è determinata da ormoni, e anche nelle formiche.

Quindi direi che si può giungere alla conclusione che diverse condizioni ormonali, cicliche annualmente nei nidi maturi, creano le condizioni per la differenziazione del fenotipo delle regine scatenando diverse disposizioni degli organi, reazioni metaboliche, ergo maggiore longevità.
Siete d'accordo?

[PomAnt]

uhm... mi sa che hai ragione

[LiZaRd]

Parlo da Biotecnologo :D
Una cosa è il DNA e il genoma di un individuo ed un altro è la regolazione genica e la successiva espressione genica.

Se estraete il DNA da un bambino e successivamente lo ri-estraete a distanza di 80 anni dallo stesso individuo, tralasciando errori e mutazioni (positive o negative che siano), il DNA è identico.

Questo per evidenziare differenze cruciali di uno stesso individuo.

Cambia crucialmente anche la Proteomica, ossia l'espressione delle proteine all'interno di un organismo e come queste vengono regolate.
Una delle variabili che regola l'espressione di una proteina, ossia quanto quella proteina deve essere prodotta e SE deve essere prodotta, può essere attivata o inibita a seconda di mediatori chimici, come ad esempio gli ormoni. Così una vasta gamma di proteine, inibite oppure over-espresse, è in grado di macrodifferenziare due individui con identico corredo genetico. Allo stesso modo, una regina converte fattori ambientali (stabilità, cibo, sicurezza) in mediatori chimici, che dovrebbero diversificare le varie caste. Si parla quindi oltre a fattori genetici, di Epigenetica.

Per quanto riguarda la vita, potrebbero essere impiegati ed azionati tramite espressione, enzimi come SIRT1 o la stessa Telomerasi ,che in diverse tappe, "ricuce" il cromosoma reale per garantire la sopravvivenza della specie.
Potrebbe essere una ipotesi.
Ma credo proprio che anche fattori ambientali e "di contorno", quindi epigenetici, giochino un ruolo cruciale nell'attivazione o inattivazione genica. Ovviamente solo supposizioni logiche e razionali. Nulla di sperimentato