Concetti Chiave
- Gli istoni, carichi positivamente, interagiscono con il DNA carico negativamente formando il nucleosoma, un processo fondamentale per il compattamento del DNA.
- L'acetilazione, attivata dall'acetil-trasferasi, modifica gli istoni permettendo la trascrizione del DNA, mentre la metil-trasferasi blocca la trascrizione legandosi agli istoni.
- La regolazione epigenetica coinvolge modifiche agli istoni, influenzando l'espressione genica senza alterare la sequenza del DNA.
- L'eredità di caratteristiche epigenetiche suggerisce che alcune caratteristiche ereditarie non derivano direttamente dal DNA, ampliando le teorie genetiche tradizionali.
- Le idee di Lamarck, un tempo considerate errate, trovano nuova considerazione grazie alle scoperte epigenetiche che mostrano caratteristiche ereditarie non legate al DNA.
Indice
Interazione tra istoni e DNA
Gli istoni sono carichi positivamente e siccome il DNA è carico negativamente, si crea il nucleosoma. Gli istoni hanno l’estremità finale con una carica positiva, che permette l’aggancio che blocca l’avvolgimento del DNA attorno agli 8 istoni, che formano il nucleosoma.
Processi di acetilazione e metilazione
L’acetile è un gruppo carbossilico senza H+; è quindi carico negativamente.
Va ad agire con la pare positiva dell’istone e ne staccano la doppia elica. Questo processo è chiamato acetilazione e viene attivato dall’acetil-trasferasi, che fa da attivatore della trascrizione a livello della cromatina. La metil-trasferasi trasferisce i gruppi metile (solo CH3), completamente apolari, che non modificano la polarizzazione dell’istone; bloccano la trascrizione. Legandosi all’istone rendono l’addensamento della cromatina maggiore, ostacolando la trascrizione.Regolazione epigenetica della cromatina
Si può avere una despiralizzazione della cromatina (il DNA si stacca dagli istoni e non si apre la doppia elica) o una stabilizzazione dell’impacchettamento e la cromatina non attivata. Questa regolazione si chiama regolazione epigenetica.
L’operone è il processo più generico, anche se lì la regolazione è strettamente regolata dal processo stesso, da quello che viene prodotto. In molti casi il fattore genetico non è regolato dal gene che viene espresso.
Negli istoni l’acetilazione e la metilazione hanno una prospettiva che allarga l’orizzonte dell’epigenetica, che è legata all’espressione dei geni; li modificano senza modificare la sequenza del DNA. L’idea del ‘900 è che i geni sono sequenze di DNA.
Ereditarietà epigenetica e geni
Nel momento in cui una caratteristica epigenetica viene ereditata dalla discendenza, essa eredita una caratteristica non presente prima, attraverso una struttura che in questo caso riguarda gli istoni. Mendel non aveva idea di quale fosse il livello biochimico in cui avveniva il fenomeno che determinava la regolazione delle caratteristiche. Nel ‘900 si pensa che derivi dal DNA. C’è stato una specie di meccanismo di ragionamento automatico che regolava le caratteristiche degli esseri viventi al DNA. Nel momento in cui delle caratteristiche non legate al DNA modificano delle caratteristiche della discendenza, dimostra che alcune caratteristiche ereditarie non provengono dal DNA. Lamarck non aveva quindi del tutto torto.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo degli istoni nella formazione del nucleosoma?
- Come influisce l'acetilazione sulla trascrizione del DNA?
- In che modo la metilazione degli istoni influisce sull'espressione genica?
Gli istoni, carichi positivamente, si legano al DNA carico negativamente, formando il nucleosoma, che è essenziale per l'avvolgimento del DNA.
L'acetilazione, attivata dall'acetil-trasferasi, riduce l'attrazione tra DNA e istoni, facilitando la trascrizione del DNA.
La metilazione, tramite metil-trasferasi, aumenta l'addensamento della cromatina, bloccando la trascrizione e quindi l'espressione genica.
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