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Epigenetica: influenziamo i nostri geni e quelli degli altri

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I meccanismi della vita sono più complessi di quanto avessimo immaginato, afferma il biologo molecolare G. Schatz. Con l'epigenetica influenziamo i nostri geni.

© Public Domain, NIH; USA

1. Prefazione

Il dott. Gottfried Schatz , biochimico e professore emerito dell'Università di Basilea , è stato uno degli scopritori del genoma mitocondriale . Sul nostro sito Web possiamo leggere un testo che ha anche scritto, il cui titolo recita Il significato della vita, delle scienze naturali e della fede religiosa . Alla fine di questo articolo puoi trovare informazioni dettagliate sul lavoro di Gottfried Schatz e sui premi che ha ricevuto per i suoi successi come scienziato.

Il testo è stato pubblicato per la prima volta sul quotidiano svizzero Beobachter ( http://www.beobachter.ch ), che ci ha concesso l'autorizzazione a pubblicare l'intervista sul nostro sito web. Ernst Erb (di seguito EE ) è stato responsabile della cattura dell'opera scritta da Gottfried Schatz e ha aggiunto testi, riquadri e collegamenti in questo articolo. Hai anche aggiunto le immagini che appaiono su di esso. L'autore (nella fotografia) del testo principale è, ovviamente, Gottfried Schatz .

2. Il colloquio: ogni persona è responsabile dei propri geni

Nell'articolo che segue, Gottfried Schatz sottolinea quanto segue: I meccanismi della vita sono più complessi di quanto avessimo immaginato. Ciò richiede che tutti abbiamo un trattamento rispettoso con ciò che ci circonda .

Thomas Buomberger per Beobachter :

Come scienziato, hai studiato scienze della vita per tutta la vita. Potresti dire che sai cos'è la vita?

Gottfried Schatz :

Non proprio, dal momento che non è facile definire la vita. La migliore definizione di cosa sia la vita sulla terra può essere la seguente: la vita è un sistema chimico che si riproduce ed è sempre più complesso a causa della variazione genotipica e della selezione naturale .

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Chiamiamo anche sostanze naturali biomolecole, che gli organismi producono per svolgere funzioni biologiche. Vedi anche chimica inorganica e chimica organometallica (vitamina B 12 ).

© Public Domain, Hati / Sponk, Wikipedia
Immagine di dominio pubblico. Autore: Hati, dall'articolo di Wikipedia sull'abiogenesi .

Quando e come è nata la vita sulla terra?

Al momento non possiamo rispondere a questa domanda e potremmo non essere mai in grado di rispondere. Molto probabilmente, la vita è nata spontaneamente dalla materia inerte e in condizioni molto diverse da quelle che abbiamo oggi. In quelle condizioni, l'atmosfera del nostro pianeta non conteneva ancora ossigeno, la temperatura della crosta terrestre era molto alta, subiva gli impatti dei meteoriti ed era coperta da una moltitudine di vulcani attivi.

È probabile che queste condizioni abbiano favorito la trasformazione di molecole semplici, come acqua e anidride carbonica, in molecole più complesse ( EE : complessi chimici , composti sandwich , chimica bioinorganica , biologia ), che ora consideriamo "molecole vitali" . Tra questi ci sono gli aminoacidi , che sono la base fondamentale di proteine o grassi, come elementi principali delle membrane ( EE : membrane plasmatiche , membrane biologiche , lipidi , doppi strati lipidici ). Queste molecole vitali complesse, che erano inerti, stabilivano connessioni chimiche sempre più complesse fino a quando una di esse riuscì finalmente a riprodurre e conservare la sua composizione e i suoi meccanismi nei geni .

Un'apparenza di vita così spontanea dalla materia inerte sembra infinitamente improbabile. Tuttavia, poiché la natura ripeteva ripetutamente questo esperimento per centinaia di milioni di anni, uno di loro ha dimostrato di avere successo. Inoltre, per accendere la scintilla della vita, era sufficiente che una delle prove avesse successo.

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Se sei interessato all'argomento "L'origine della vita sulla terra", fai clic sul link " Il significato della vita, delle scienze naturali e della fede religiosa ", dove Gottfried Schatz sviluppa il tema con profondità ed emozione.

Puoi anche consultare i seguenti articoli di Wikipedia su: abiogenesi , l' ultimo antenato comune universale e la vecchia e obsoleta teoria della generazione spontanea .

© Public Domain, ESA/Hubble & NASA, Wikipedia

Quando parliamo di esseri viventi, pensiamo a un ordine gerarchico, in cui i batteri sono alla base e l'uomo in alto, come "corona della creazione". Questo modo di pensare è giustificato?

Sì, ma fintanto che questa gerarchia non serve come scusa per rivendicare la superiorità o il potere. Come biologo molecolare , per me un essere vivente sarà superiore nella gerarchia della vita più complessa sarà la sua costituzione. La complessità è un parametro che indica la quantità di informazioni necessarie per descrivere un oggetto. Da un punto di vista chimico, sono necessarie molte meno informazioni per descrivere accuratamente un batterio rispetto a un delfino, un elefante o un essere umano.

L'essere umano, che è in cima a questa piramide di complessità, vive soprattutto grazie ad altri esseri viventi, che sono "sotto".

Di cosa è composto l'essere umano? Il nostro corpo è composto da circa 100 miliardi di cellule umane e da 10 a 20 volte più cellule batteriche.

Questi si depositano, dopo la nostra nascita, sulla superficie del nostro corpo, specialmente nelle pareti interne di organi come lo stomaco e l'intestino. Ci sono sempre più segni che confermano che questi batteri sono molto importanti per il nostro benessere. Lo stesso vale per i virus , che abitano il nostro corpo senza farci ammalare.

L' essere umano è un ecosistema che funge da casa per decine di migliaia di diversi organismi , che non potrebbero sopravvivere senza altri esseri viventi, come le piante. Alcuni biologi ritengono addirittura che la vita sulla nostra terra sia un singolo organismo, poiché tutte le parti sono funzionalmente correlate, anche se non sono fisicamente collegate tra loro.

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Dichiarazione del National Institutes of Health, NIH, USA UU.: "I meccanismi epigenetici sono influenzati da vari fattori e processi, incluso lo sviluppo nell'utero e durante l'infanzia, sostanze chimiche ambientali, farmaci e prodotti farmaceutici, età e cibo".

Nell'articolo originale sono menzionati più di 10 miliardi (10 13 ) di cellule umane. Conosco 10 14 , cioè 100 miliardi. Ho chiesto a Gottfried Schatz di chiarire questo punto. Ho ricevuto una risposta il giorno successivo: 'Il numero di cellule nel nostro corpo può variare tra 10 13 e 10 14 perché riflette le stime con un margine di errore di cinque. Ciò consente a ciascuno di arrotondare per eccesso o per difetto. Tuttavia, hai ragione: la maggior parte delle fonti di solito menziona il numero più alto. Tutto quello basato su una singola stima, anche se potrebbe essere migliore di considerare che ci Ottobre 14 cellule del nostro corpo, 13 ottobre cellule nel nostro cervello e il conteggio dei batteri nel nostro corpo è tra il 15 ottobre e due volte il 15 ottobre".

C'è stata una fase evolutiva in cui l'uomo è diventato umano?

Dipende da ciò che intendiamo per "uomo". Durante il nostro processo evolutivo, che è durato diversi milioni di anni, i nostri antenati più vicini alle scimmie si sono gradualmente trasformati nella nostra specie attuale, l' Homo sapiens . Il nostro processo evolutivo si è separato da quello degli scimpanzé da sette a otto milioni di anni fa, anche se non sappiamo ancora esattamente chi fosse il nostro antenato comune.

Durante l'evoluzione umana ( EE : vedi anche processo di ominazione o antropogenesi) il cervello cresceva, miglioravamo la tecnica di fabbricazione di utensili in pietra, imparavamo a controllare il fuoco e lo sviluppo del linguaggio ci portò a stabilire strutture sociali complesse. Molti biologi ritengono che la primitiva forma umana, che per prima utilizzò strumenti e fuoco circa 2,5 milioni di anni fa, fu il primo rappresentante del genere Homo .

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Un team di paleontologi ha scoperto in Birmania che gli antenati di tutte le scimmie e di tutti gli umani sono arrivati in Africa dall'Asia. Il fossile trova Afrasia djijidae , un primate sconosciuto finora, vissuto circa 37 milioni di anni fa.

Cosa distingue l'uomo moderno dal primitivo?

L'uomo moderno Homo sapiens , apparso per la prima volta circa 200.000 anni fa in Africa, aveva il cervello tre volte più grande del suo più antico antenato. Grazie a un'intelligenza superiore e una modifica dell'anatomia della sua faringe , è stato in grado di sviluppare il linguaggio , qualcosa che non solo ha facilitato il compito della caccia di gruppo, ma gli ha anche permesso di trasmettere conoscenze dai genitori ai bambini. È probabile che questo aumento dell'intelligenza sia stato guidato dalla comparsa di nuovi geni che hanno portato alla formazione e al legame incrociato dei neuroni nel cervello.

Queste mutazioni genetiche sono comparse casualmente?

Sì. È probabile che dia loro un vantaggio selettivo, poiché a quel tempo i cambiamenti climatici in Africa erano devastanti. Il caldo e i periodi di siccità hanno costretto gli uomini a sfruttare tutta la loro capacità intellettuale per sopravvivere. Le catastrofi naturali hanno inoltre fortemente potenziato lo sviluppo dell'uomo.

© CC-by-sa 4.0, Maulucioni / Juschki, Wikipedia

In modo positivo?

Non solo in modo positivo. 10'000 o 20'000 anni fa una brutale catastrofe ha ridotto la popolazione della nostra specie fuori dall'Africa a 1.200 individui. Il tipo di disastro che si è verificato è sconosciuto, tuttavia, possiamo tranquillamente affermare che tutti i non africani sono discendenti di quel pugno di sopravvissuti. Questo spiega perché, sorprendentemente, il materiale genetico ( genoma ) di europei, cinesi e coreani è così simile. Naturalmente, questa catastrofe avrebbe potuto significare la fine della nostra specie.

Il 98% dei geni umani sono identici a quelli delle grandi scimmie. Dovremmo considerare questi animali come parenti stretti?

Senza dubbio. Anche prima che il materiale genetico di esseri umani e animali fosse decifrato, i biologi erano già certi che i nostri parenti più stretti - specialmente scimpanzé, gorilla o oranghi - avevano capacità emotive e intellettuali molto più vicine a nostro di quanto immaginassimo. Per questo motivo, al giorno d'oggi è vietato - con pochissime eccezioni giustificate - usare grandi scimmie negli esperimenti scientifici. Li riconosciamo come parenti stretti, che devono ricevere il trattamento dignitoso che meritano.

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Il genere degli scimpanzé comprende due specie sorelle: lo scimpanzé comune e il bonobo più pacifico e delicato. Di tutto il regno animale, i bonobo sono i nostri parenti più stretti. Wikipedia (versione tedesca): "L' Ufficio europeo dei brevetti ha concesso nel 2012 il brevetto EP1456346 e EP1572862 alla società Intrexon, nonché il brevetto EP1409646 alla società Altor BioScience per la manipolazione del materiale genetico degli scimpanzé".

La rivista Spiegel-Online affronta anche il problema nel suo articolo: "Affen-Patent: Tierschützer legen Einspruch ein". [Brevetto di manipolazione delle scimmie: i sostenitori degli animali organizzano proteste. L'articolo di Wikipedia su questo argomento non esiste più. (3.3.16).

Esiste una differenza genetica tra uomo e animale che ci induce a giustificarci dall'etica per uccidere gli animali e usarli come cibo?

Questa domanda non ha una risposta definitiva, poiché ogni generazione deve prendere la stessa decisione per se stessa. Personalmente, credo che la produzione di pollame, maiali e mucche in una catena sia molto irresponsabile da un punto di vista etico, oltre che incredibilmente crudele e oscena . Ciò vale anche, in particolare, per la caccia alle balene .

Naturalmente, questa affermazione non influisce su quegli esseri viventi che non sentono dolore o sono consapevoli, come batteri, alghe e insetti . Una visione realistica del futuro sarebbe quella di produrre "carne" da alghe o altri microrganismi , che hanno un sapore più gustoso anche di una cotoletta e sono anche più sani e possono essere prodotti in quantità quasi illimitate.

Le creature umane sono controllate dalla nostra genetica o siamo anche liberi di scegliere?

Sappiamo che i nostri geni non sono leggi inalterabili, ma che possiamo modificarli in parte con il nostro comportamento. Alcuni di questi cambiamenti possono anche essere ereditati. Questi cambiamenti nei nostri geni sono quelli che chiamiamo "eipigenetica". Riconoscere questa affermazione significa che ognuno di noi è responsabile dei propri geni.

Ciò implica che possiamo modificare positivamente i geni dei nostri congeneri se li trattiamo con gentilezza e rispetto?

Sì. Qualcosa del genere sarebbe sembrato impossibile 20 anni fa. Ma alla fine, siamo anche responsabili dei geni delle persone che dipendono da noi. Se trattiamo male i nostri subordinati o li sottoponiamo a stress continuo, non solo possiamo danneggiare le loro informazioni genetiche, ma anche danneggiare i loro figli.

Sappiamo da tempo che periodi di carestia o altre esperienze stressanti dei genitori lasciano tracce nel comportamento fisico e psicologico dei loro figli, sebbene questi siano stati concepiti dopo periodi di stress e non abbiano mai sofferto nella loro stessa pelle.

3. Scrivere

La seguente intervista di Thomas Buomberger per la rivista Beobachter è stata fornita anche da Gottfried Schatz . Il direttore della rivista Beobachter , Andres Büchi , ci ha concesso il permesso eccezionale di pubblicare l'articolo sulla nostra pagina. L'articolo è stato pubblicato il 30 aprile 2015 sulla rivista Beobachter il 9/2015.

CLICK FOR: Gottfried Schatz

Gottfried Schatz è nato nel 1936, ha studiato biochimica negli Stati Uniti. UU. e all'università di Basilea, dove era direttore del centro di biologia. Successivamente è stato presidente del Consiglio scientifico e tecnologico svizzero. Era un membro delle accademie scientifiche di tutto il mondo e ha ricevuto un grande riconoscimento, come abbiamo menzionato più in dettaglio nell'articolo Il significato della vita, delle scienze naturali e della fede religiosa .

CLICK FOR: Thomas Buomberger

Thomas Buomberger è nato a Winterthur nel 1952, ha terminato la sua formazione complementare in storia, pubblicità e letteratura inglese all'Università di Zurigo (con una tesi). Tra il 1984 e il 1997 ha lavorato come montatore per la televisione svizzera. Dal 2001 lavora come giornalista e autore indipendente e ha pubblicato numerosi libri come scrittore ed editore. Fu anche precursore e coordinatore della mostra "14/18 - Die Schweiz und der Grosse Krieg" ["14/18: la Svizzera e la grande guerra"].


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