• Helianthus
• IRAP
• retrotrasposoni
• variabilita' genetica

Gli elementi retrotrasponibili sono delle sequenze di DNA capaci di muoversi verso nuovi siti cromosomici. Rappresentano una classe ubiquitaria di sequenze di DNA ripetitivo e costituiscono la maggior parte dei genomi eucarioti.
La loro ripetitività nel genoma è riconducibile alla modalità di trasposizione. Si tratta di un meccanismo replicativo basato sulla formazione di un intermedio ad RNA codificante gli enzimi coinvolti nella retrotrascrizione dell’mRNA in copie di cDNA a doppia elica extracromosomico e nell’integrazione di questi in nuovi siti del genoma. Tale meccanismo di trasposizione suggerisce un’origine retrovirale di questi elementi.
La classe più frequentemente presente nelle piante superiori è quella dei retrotrasposoni con lunghe ripetizioni terminali (Long Terminal Repeats, LTR) alle estremità 5’ e 3’, i cui membri vengono a loro volta classificati nei due gruppi principali Ty1-Copia e Ty3-Gypsy.
Negli ultimi dieci anni lo studio di questi elementi mobili ha consentito lo sviluppo di nuovi ed affidabili strumenti di marcatura molecolare. Ne è un esempio l’IRAP (Inter-Retrotransposon Amplified Polymorphism), una tecnica di DNA fingerprinting basata sull’amplificazione mediante PCR di sequenze comprese fra due retrotrasposoni adiacenti, utilizzando inneschi corrispondenti alle LTR.
Tale tecnica è stata applicata per studiare la variabilità genetica in trentasei accessioni selvatiche e in ventisei varianti coltivate di girasole (Helianthus annuus L.) ed in trentanove specie appartenenti al genere Helianthus. Sequenze di DNA corrispondenti a LTR sono state isolate in girasole e su queste sequenze sono stati progettati inneschi corrispondenti a LTR. Gli inneschi sono stati utilizzati in PCR e hanno evidenziato polimorfismi fra i diversi genotipi analizzati. Le accessioni selvatiche di girasole hanno presentato una notevole variabilità, uguale se non superiore a quella rilevata fra le diverse specie del genere Helianthus, spiegabile con la estrema variabilità dell’areale occupato dal girasole selvatico. Al contrario, le varietà coltivate di girasole sono risultate meno variabili.
E’ stata poi studiata l’espressione di una famiglia Copia e di tre famiglie Gypsy di retrotrasposoni in embrioni, foglie, fiori e radici di H. annuus, attraverso esperimenti di RT-PCR ed analisi dei polimorfismi con il protocollo IRAP. In letteratura, l’attivazione degli elementi mobili viene di solito riportata in piante esposte a differenti stress. I nostri esperimenti di RT-PCR hanno consentito di verificare la presenza di mRNA delle 4 famiglie analizzate in tutti i tessuti di piante non sottoposte a stress. L’analisi dei polimorfismi ha evidenziato che l’integrazione di nuovi elementi è invece molto rara, suggerendo l’esistenza di meccanismi di silenziamento post-trascrizionale.
Nel complesso, i risultati degli esperimenti indicano che i retrotrasposoni sono stati molto attivi durante l’evoluzione del genere Helianthus determinando una grande variabilità genetica sia a livello interspecifico che intraspecifico. I retrotrasposoni di girasole risultano ancora attivi a livello trascrizionale, ma la successiva integrazione di nuovi elementi nel genoma è tenuta strettamente sotto controllo dall’ospite, prevenendo così i rischiosi effetti della retrotrasposizione.