Concetti Chiave
- Il DNA eucariotico è associato a proteine istoniche e non istoniche, formando complessi chiamati cromatina.
- Gli istoni-core, composti da quattro tipi di istoni in duplice copia, avvolgono il DNA in nucleosomi, l'unità fondamentale della cromatina.
- I nucleosomi formano una struttura "a collana di perle", ulteriormente condensata dagli istoni H1 in una fibra di 30 nm di spessore.
- Il DNA subisce ulteriori ripiegamenti in anse per formare la struttura supercondensata del cromatidio, tipica di ciascun cromosoma.
- La cromatina supercondensata è meno attiva poiché poco accessibile, richiedendo il disassemblaggio dei nucleosomi per la trascrizione e la duplicazione.
Indice
Struttura dei cromosomi eucariotici
Nei cromosomi degli eucarioti il DNA associato a proteine basiche, dette istoni, e a proteine non istoniche. Le proteine istoniche sono di piccole dimensioni ed esibiscono carica positiva dovuta a residui di arginina e lesina ; se ne conoscono cinque differenti tipi.
Funzione degli istoni e nucleosomi
Istoni di quattro diversi tipi (H2A, H2B, H3, H4), in duplice copia, fungono da rocchetti di avvolgimento del DNA e vengono definiti istoni-core.
Il complesso del DNA e delle proteine ad esso associate è definito cromatina, per la sua affinità per i coloranti.
Il DNA spiralizza in direzione sinistrorsa intorno all’ottamero di istoni per circa 165 coppie di basi, costituendo un nucleosoma, che rappresenta l'unità fondamentale della cromatina. A stabilizzare la struttura sono le cariche negative dei gruppi fosfato dell’elica del DNA, che interagiscono con le cariche positive degli istoni. Questa struttura viene comunemente definita “a collana di perle” per l’aspetto dei nucleosomi al M.E.
Compattazione della cromatina
Al microscopio elettronico è stato possibile osservare una struttura cromatinica più compatta, dovuta all’impaccamento dei nucleosomi l’uno sull’altro ad opera degli istoni H1. La fibra cromatinica, così condensata raggiunge lo spessore di 30 nm.
Il filamento di DNA subisce ancora accorciamenti e in compenso aumenti dello spessore, per il ripiegamento in anse che si estendono da un asse centrale. Questa ad anse è la struttura supercondensata tipica del cromatidio: ciascun cromosoma, consiste di una coppia ditali filamenti.
Cromosomi umani e attività cellulare
I cromosomi umani contengono da 45 a 230 milioni di basi condensate in un piccolissimo spazio.
La cromatina supercondensata non è attiva, poiché risulta poco accessibile agli enzimi catalizzatori delle attività cellulari; nella trascrizione e nella duplicazione infatti si ha lo srotolamento del DNA: i nucleosomi vengono aperti e spiazzati.
Domande da interrogazione
- Qual è la funzione principale degli istoni nei cromosomi eucariotici?
- Come avviene la compattazione della cromatina?
- Perché la cromatina supercondensata non è attiva?
Gli istoni fungono da rocchetti di avvolgimento del DNA, formando il nucleosoma, che è l'unità fondamentale della cromatina.
La compattazione avviene attraverso l'impaccamento dei nucleosomi ad opera degli istoni H1, formando una fibra cromatinica di 30 nm di spessore.
La cromatina supercondensata è poco accessibile agli enzimi, rendendo difficile la trascrizione e la duplicazione del DNA, che richiedono lo srotolamento del DNA.
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