Gli organismi che prosperano in ambienti estremi, come sorgenti termali e sorgenti idrotermali di acque profonde, richiedono adattamenti unici per far fronte alle dure condizioni. È stato proposto che il DNA mobile, che comprende elementi trasponibili e altri tipi di elementi genetici mobili, svolga un ruolo nel promuovere la termotolleranza, la capacità di sopravvivere e riprodursi ad alte temperature. Diverse linee di evidenza supportano questa ipotesi:
Trasposizione indotta dallo stress: In vari organismi estremofili, gli elementi mobili del DNA mostrano una maggiore attività di trasposizione in risposta allo stress da calore e ad altre sfide ambientali. Ciò suggerisce che la mobilizzazione del DNA mobile può fungere da meccanismo di difesa, promuovendo riarrangiamenti genomici e portando potenzialmente all’acquisizione di mutazioni benefiche che migliorano la termotolleranza.
Strutture di DNA resistenti al calore: Alcuni elementi mobili del DNA hanno sviluppato strutture di DNA resistenti al calore, come la formazione di strutture secondarie alternative o l'utilizzo di proteine stabilizzanti il calore, che consentono loro di mantenere la loro integrità e funzionalità anche in condizioni di temperatura estreme. Questa resilienza strutturale consente al DNA mobile di mantenere il suo potenziale di trasposizione e altre modificazioni genetiche ad alte temperature.
Inserimento vicino a geni sensibili al calore: Sono state trovate inserzioni di DNA mobile vicino a geni coinvolti nelle risposte allo stress termico e nei percorsi di termotolleranza negli organismi estremofili. Queste inserzioni possono influenzare l’espressione genetica alterando le regioni regolatrici, interrompendo la trascrizione o creando nuove isoforme genetiche, contribuendo potenzialmente alla termotolleranza complessiva dell’organismo.
Regolazione epigenetica: Gli elementi mobili del DNA possono modulare l'espressione genica attraverso vari meccanismi epigenetici, tra cui la metilazione del DNA e le modifiche degli istoni. Questi cambiamenti epigenetici possono influenzare l’attività dei geni sensibili al calore e influenzare la risposta dell’organismo allo stress termico.
Sebbene in alcuni casi sia stato dimostrato il coinvolgimento del DNA mobile nella termotolleranza, è importante notare che gli effetti possono variare a seconda dei diversi organismi e contesti ambientali. Sono necessarie ulteriori ricerche per comprendere appieno i meccanismi attraverso i quali il DNA mobile contribuisce all’adattamento e alla sopravvivenza degli organismi estremofili in ambienti caldi.
