Sesso e riproduzione nei protozoi ciliati: la base molecolare

Nei ciliati il sesso si manifesta usualmente con il fenomeno della coniugazione, che comporta l'unione temporanea tra due cellule, che finiranno per scambiarsi geni e citoplasma. Questo fenomeno è sotto il controllo di complessi di mating type (binari in alcune specie, multipli in altre), ciascuno distinto dall'altro per mezzo di molecole segnale, usualmente note come feromoni, geneticamente controllate da serie di alleli multipli che segregano ad uno stesso locus. Una numerosa famiglia di queste molecole è stata purificata in Euplotes raikoui, e ne è stata determinata la struttura chimica e studiato il meccanismo d'azione. Tutti i membri della famiglia sono rappresentati da proteine di 37-40 amminoacidi, con sequenze che possono variare in tutte le posizioni eccetto che al terminale arnrninico, dove risiede sempre un acido aspartico, e in corrispondenza di sei posizioni sempre occupate da cisteine tra loro legate a formare tre ponti di solfuro strettamente conservati. Nonostante le differenze che possono esistere tra un feromone e l'altro a livello di sequenza amminoacidica, la conformazione tridimensionale di queste molecole è basata su un modello comune rappresentato da un fastello molto compatto di tre strutture ad a elica con assi ad andamento anti-parallelo. Questa similarità di conformazione permette ad ogni feromone di competere con altri membri della propria famiglia nelle reazioni di legame a suoi specifici recettori di membrana, e di evocare risposte biologiche diverse in quanto contesto-dipendenti. Quando queste reazioni sono di natura autocrina, ovvero tra un feromone e la stessa cellula che lo ha sintetizzato, si osserva una promozione della riproduzione vegetativa (mitotica) della cellula; i feromoni in questo caso mimano la funzione di «fattori di crescita». Quando le reazioni sono di natura paracrina, ovvero tra un feromone ed una cellula che ne produce uno diverso, si osserva l'induzione della formazione di coppie di coniuganti e i feromoni esercitano ora una funzione di induzione del fenomeno sessuale della coniugazione.