Quanto velocemente evolve il DNA mitocondriale?

Si ritiene comunemente che il DNA mitocondriale evolva dieci volte più velocemente di quello nucleare: ma è sempre vero? Un articolo in pubblicazione sul Journal of Molecular Evolution mostra come Poriferi e Cnidari non seguano questa regola.

Nel corso degli ultimi anni il DNA barcoding è stato ripetutamente proposto come strumento per inventariare la biodiversità del nostro pianeta e numerosi gruppi di ricerca ne hanno verificato l'applicabilità in diversi taxa.

Il presupposto essenziale perché il barcoding possa funzionare è che esista a livello del gene coxI (utilizzato come marcatore molecolare per i progetti di DNA barcoding) una sufficiente variabilità per distinguere tutti i viventi. In particolare, il barcoding si fonda sul concetto di barcoding gap ovvero sul fatto che esista una variabilità intraspecifica della sequenza coxI inferiore alla variabilità interspecifica. Questo presupposto può essere tuttavia vero solamente se il DNA mitocondriale evolve in modo sufficientemente veloce per accumulare quel minimo di variabilità interspecifica che serve per usare la sequenza coxI come “firma molecolare” di una specie. Al momento non è, tuttavia, noto quali siano i reali limiti di applicabilità del DNA barcoding e soprattutto non è certo che il concetto di barcoding gap trovi una reale applicabilità in tutti i viventi.

Sul sito della rivista Journal of Molecular Evolution è disponibile in anteprima un interessante articolo di Danwei Huang, Rudolf Meier, Peter A. Todd e Loke Ming Chou dal titolo “Slow mitochondrial COI sequence evolution at the base of the metazoan tree and its implications for DNA barcoding” in cui gli autori mostrano come Poriferi e Cnidari presentino sequenze mitocondriali con ridotto tasso di evoluzione.

In particolare, avvalendosi di oltre 600 sequenze coxI (nella pubblicazione gli autori fanno riferimento al gene con la vecchia denominazione di COI) viene mostrano che il DNA mitocondriale delle 224 specie di poriferi e cnidari studiati ha un ridotto tasso di divergenza e quindi una variabilità insufficiente per permettere l’identificazione delle specie avvalendosi del DNA barcoding.

Da un punto di vista evolutivo è interessane notare che anche i funghi hanno un ridotto tasso di divergenza nella sequenza dei geni mitocondriali ( e di coxI in particolare) ad indicare che la presenza di un genoma mitocondriale con un ridotto tasso di evoluzione è un carattere plesiomorfo (primitivo) nei Metazoi.

Mauro Mandrioli

Danwei Huang, Rudolf Meier, Peter A. Todd, Loke Ming Chou (2008) “Slow mitochondrial COI sequence evolution at the base of the metazoan tree and its implications for DNA barcoding” Journal of Molecular Evolution, doi 10.1007/s00239-008-9069-5.