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Alberto PiazzaDipartimento di Genetica, Biologia e BiochimicaUniversità degli Studi di [email protected]

La conservazione della memoria genetica

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Alberto PiazzaDipartimento di Genetica, Biologia e BiochimicaUniversità degli Studi di Torino

La conservazione della memoria geneticaLa conservazione della memoria genetica

Meccanismi di memoria

- Evoluzione biologica

- Apprendimento (evoluzione culturale)

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Meccanismi di memoria• Evoluzione biologica

– Memoria genetica: l’insieme dei geni (in ultima analisi del DNA) contenuto in una popolazione di organismi

– La memoria genetica di un individuo è quella eredidata dai suoi genitori; dipende perciò dalla memoria genetica della popolazione in cui I genitori vivono

– La memoria genetica cambia lentamente nel tempo, dipende dai circuiti neuronali che rispondono alle sollecitazioni dell’ambiente con i meccanismi che regolano l’evoluzione biologica: da memoria genetica a memoria biologica

Alberto Piazza

Dipartimento di Genetica, Biologia e Biochimica

Università degli Studi di Torino



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Meccanismi di memoria• Apprendimento

– La memoria biologica di ciascun individuo è inizialmente la memoria genetica ad un certo stadio di evoluzione

– Cambia con l’apprendimento durante il corso della vita a causa di fattori ambientali, sia biologici, sia culturali. Darwinismo neurale

– L’apprendimento può avvenire attraverso i propri genitori (trasmissione verticale) ma anche attraverso i coetanei (trasmissione orizzontale); da individuo ad individuo, ma anche da un solo individuo a molti individui e da molti individui ad un solo individuo

Alberto Piazza

Dipartimento di Genetica, Biologia e Biochimica

Università degli Studi di Torino



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Meccanismi di memoria

• Apprendimento

–Può rispondere rapidamente alle condizioni ambientali e a un loro cambiamento non prevedibile

–Può produrre più informazioni di quanto la memoria genetica possa archiviare. Di qui la necessità di una memoria extrasomatica



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• Genoma umano: 3.5 miliardi di basi

Il genoma umano come una bibliotecaIl genoma umano come una biblioteca

• una base come una lettera dell’alfabeto

• 14.223 endecasillabi14.223 endecasillabi

• 497.805 lettere497.805 lettere

• Il genoma Il genoma umano umano corrisponde a corrisponde a 7024 Divine 7024 Divine CommedieCommedie

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La conservazione della memoria geneticaLa conservazione della memoria genetica

Altri fatti sul genoma umanoAltri fatti sul genoma umano•Tra gli individui della nostra specie – Tra gli individui della nostra specie – Homo Sapiens SapiensHomo Sapiens Sapiens – – il DNA differisce in media del il DNA differisce in media del 2 per mille2 per mille (una ogni 500 lettere) (una ogni 500 lettere) mentre gli individui della nostra specie differiscono dagli mentre gli individui della nostra specie differiscono dagli scimpanzè nel loro DNA del scimpanzè nel loro DNA del 1-2 %1-2 % (una ogni 25-50 lettere) (una ogni 25-50 lettere)•Il numero di geni umani è probabilmente compreso tra 30.000 e Il numero di geni umani è probabilmente compreso tra 30.000 e 50.00050.000•La maggior parte dei nostri geni – circa il La maggior parte dei nostri geni – circa il 97%97% - non ha una - non ha una funzione conosciutafunzione conosciuta•Se si svolgesse il DNA contenuto nelle nostre cellule Se si svolgesse il DNA contenuto nelle nostre cellule osserveremmo una sequenza lunga circa un metro e mezzoosserveremmo una sequenza lunga circa un metro e mezzo•Nel corpo umano sono presenti circa 100 mila miliardi di Nel corpo umano sono presenti circa 100 mila miliardi di cellule (100.000.000.000.000)cellule (100.000.000.000.000)•Se volessimo svolgere in un filo il DNA contenuto in tutto il Se volessimo svolgere in un filo il DNA contenuto in tutto il nostro corpo, questo filo sarebbe lungo quanto 600 volte il nostro corpo, questo filo sarebbe lungo quanto 600 volte il tragitto tra la terra e il sole e ritorno.tragitto tra la terra e il sole e ritorno.

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Linguaggio ed informazione

• Il cervello ha una dimensione limitata, di conseguenza anche i bits di informazione che vi si accumulano sono limitati.

• Necessità di sviluppare tecniche di archiviazione dell’informazione (memoria) fuori dall’organismo.

• Il controllo della lingua è attraverso il canale ipoglosso nel cranio. Negli uomini è largo due volte quello degli scimpanzé.

• Si è sviluppato circa 400.000 anni fa nell’Australopiteco.



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Scrittura

• Il linguaggio orale è chiaramente limitato.

• Lo sviluppo di un linguaggio scritto ha fornito un nuovo e potente mezzo di archiviazione extra-somatica dell’informazione.

• Le prime tracce di scrittura si trovano in Sumero–Iraq di oggi (8500 AC).

• Probabilmente origini economiche.• Comune dal 3000 AC.• Dalla scrittura ideografica a quella

fonetica, circa 1500 AC.



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Invenzioni che hanno aumentato la memoria extrasomatica

• Stampa (1456) – il numero di libri aumentò da 104 a 107

in 50 anni• Telegrafo (1844)• Radio (1895)• Televisione (1936)• Computers (1950)• Internet (1970)

– l’informazione che è possibile archiviare è ben superiore a quella

della memoria del cervello umano



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Un esempio di conservazione della memoria genetica:

la Sardegna



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Proto-SardegnaProto-Sardegna e area arcaica



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Distribuzione Distribuzione geografica dei geografica dei toponimi con toponimi con suffissisuffissi-ai-ai-ei-ei-oi-oi-ui-ui



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Distribuzione geografica dei Distribuzione geografica dei domini linguisticidomini linguistici

1. Sassarese2. Gallurese3. Nord-ovest Logudoro4. Est Logudoro5. Sud Logudoro – Planargia6. Goceano (alta valle del Tirso)7. Circondario di Bitti8. Nuorese9. Baronia di Orosei-Siniscola10. Monte Ferru11. Fonni – Barbagia di Ollolai12. Nord Campidano di Oristano13. Media valle del Tirso14. Barbagia di Belvi15. Ogliastra16. Sud Campidano di Oristano17. Tregenta – Parteolla18. Transizione tra Gerrei e Tregenta19. Sarrabus20. Sulcis – Iglesiente21. Campidano di Cagliari22. Alghero23. Carloforte



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Il lessema“boscobosco”nellageografiadell’isola



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Il lessemaIl lessema“dicembre”“dicembre”nellanellageografiageografiadell’isoladell’isola



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Il lessemaIl lessema“rosmarino”“rosmarino”nellanellageografiageografiadell’isoladell’isola



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Il lessemaIl lessema“pipistrello”“pipistrello”nellanellageografiageografiadell’isoladell’isola



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Eterogeneità genetica tra Eterogeneità genetica tra domini linguisticidomini linguistici

1. Sassarese2. Gallurese3. Nord-ovest Logudoro4. Est Logudoro5. Sud Logudoro – Planargia6. Goceano (alta valle del Tirso)7. Circondario di Bitti8. Nuorese9. Baronia di Orosei-Siniscola10. Monte Ferru11. Fonni – Barbagia di Ollolai12. Nord Campidano di Oristano13. Media valle del Tirso14. Barbagia di Belvi15. Ogliastra16. Sud Campidano di Oristano17. Tregenta – Parteolla18. Transizione tra Gerrei e Tregenta19. Sarrabus20. Sulcis – Iglesiente21. Campidano di Cagliari22. Alghero23. Carloforte


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Cognomi, geni e lessemi in 22 domini linguistici della Cognomi, geni e lessemi in 22 domini linguistici della SardegnaSardegna

Cognomi LessemiGeni


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Immagine genetica Immagine genetica tricromica della tricromica della SardegnaSardegna



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Zei et al. (2003) From Zei et al. (2003) From surnames to the history of surnames to the history of Y chromosomes: the Y chromosomes: the Sardinian population as a Sardinian population as a paradigm. paradigm. EJHGEJHG 11:802-7. 11:802-7.



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Rootsi et al. (2004) Phylogeography of Y-Chromosome Rootsi et al. (2004) Phylogeography of Y-Chromosome Haplogroup I Reveals Distinct Domains of Prehistoric Gene Haplogroup I Reveals Distinct Domains of Prehistoric Gene

Flow in Europe. Flow in Europe. Am. J. Hum. Genet.,Am. J. Hum. Genet., 75:128-137 75:128-137


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Rootsi et al. (2004) Phylogeography of Y-Chromosome Rootsi et al. (2004) Phylogeography of Y-Chromosome Haplogroup I Reveals Distinct Domains of Prehistoric Haplogroup I Reveals Distinct Domains of Prehistoric Gene Flow in Europe. Gene Flow in Europe. Am. J. Hum. Genet.,Am. J. Hum. Genet., 75:128-137 75:128-137


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