Concetti Chiave
- Il codice istonico consiste nelle combinazioni di modifiche sugli istoni che influenzano l'accessibilità dei geni e le funzioni cellulari.
- La metilazione della lisina 9 provoca un passaggio da eucromatina a eterocromatina, creando un effetto domino sulla metilazione dei nucleosomi adiacenti.
- Durante la replicazione del DNA, gli istoni vecchi e modificati vengono riciclati e distribuiti casualmente, consentendo la trasmissione delle modifiche epigenetiche ai filamenti figli.
- Le modifiche epigenetiche determinano funzioni diverse tra cellule con lo stesso DNA, grazie all'azione di fattori di trascrizione che regolano l'accessibilità dei geni.
- I fattori di trascrizione interagiscono con enhancer e silencer, reclutando fattori di rimodellamento della cromatina che influenzano la compattezza della cromatina e l'accessibilità dei geni.
Il codice istonico e le sue funzioni
Il codice istonico è l’insieme delle combinazioni di modifiche che possiamo avere sugli istoni, producendo effetti diversi.
All’interno del DNA ci sono degli isolatori, ovvero sequenze di DNA che bloccano la propagazione della modifica istonica, in modo da limitare la modifica solo alla parte di cromatina che ci serve.
Metilazione e replicazione del DNA
La metilazione della lisina 9 è il processo che consente il passaggio da eucromatina ad eterocromatina ed ha un effetto a domino: un istone metilato viene attaccato da una proteina, la quale attirerà un enzima che andrà a metilare i nucleosomi adiacenti. Se ad essere TRImetilata è la lisina 4 si avrà una stessa reazione a catena, che però porterà al rilassamento.
Quando la cellula duplica il suo DNA deve trasmettere non solo le informazioni genetiche, ma deve trasmettere anche le modifiche epigenetiche.
Durante la replicazione, mentre la forcella replicativa avanza, i nucleosomi vengono temporaneamente smontati e gli istoni vecchi (già modificati) vengono riciclati distribuendosi in modo approssimativamente casuale sui due filamenti figli. Quindi ogni DNA figlio riceve circa metà istoni vecchi, mentre altra metà viene riempita con istoni nuovi che non hanno ancora le modifiche epigenetiche. Le modifiche presenti sugli istoni vecchi vengono riconosciute da proteine reader (quelli che hanno bromodomini o cromodomini), che attirano i writer in modo che le modifiche possano essere “scritte” anche sui nucleosomi vicini.
Modifiche epigenetiche e funzioni cellulari
Due cellule dello stesso organismo hanno lo stesso DNA, ma funzioni diverse grazie alle modifiche epigenetiche che determinano quali geni sono accessibili o meno. Anche la presenza di fattori di trascrizione piuttosto che altri, determina funzioni diverse tra le cellule. I fattori di trascrizione sono elementi in trans, cioè proteine che attivano (attivatori) o disattivano (inibitori) un gene. Sul DNA abbiamo elementi in cis complementari ai fattori di trascrizione e sono enhancer se legano gli attivatori o silencer se legano gli inibitori. Questi elementi in cis possono essere anche molto lontani dal promotore del gene, ma tramite ripiegamenti della cromatina in loop, riescono a toccarsi.
Fattori di trascrizione e cromatina
Il processo prevede che quando l’attivatore si lega sull’enhancer vengono attirati i fattori di rimodellamento della cromatina che la rilassano, permettendo il legame dei fattori generali di trascrizione. Al contrario, quando un inibitore si lega sul silencer vengono reclutati i fattori di rimodellamento della cromatina che la compattano. La gerarchia è: ormoni -> attivazione fattori di trascrizione -> si legano al DNA e attirano i modificatori istonici (tipo HAT) -> si rilassa la cromatina sono attirati anche fattori di rimodellamento -> accessibilità dei geni. Le alterazioni degli enzimi che modificano il DNA ("writer" e "eraser") possano portare anomalie dell'epigenoma. m
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo del codice istonico nelle modifiche epigenetiche?
- Come avviene la trasmissione delle modifiche epigenetiche durante la replicazione del DNA?
- In che modo le modifiche epigenetiche influenzano le funzioni cellulari?
- Qual è il meccanismo di azione dei fattori di trascrizione sulla cromatina?
Il codice istonico consiste nelle combinazioni di modifiche sugli istoni che producono effetti diversi, limitando le modifiche alla parte di cromatina necessaria grazie agli isolatori presenti nel DNA.
Durante la replicazione, i nucleosomi vengono smontati e gli istoni vecchi, già modificati, vengono riciclati nei filamenti figli, mentre gli istoni nuovi privi di modifiche epigenetiche vengono aggiunti, permettendo il riconoscimento delle modifiche da parte delle proteine reader.
Le modifiche epigenetiche determinano quali geni sono accessibili in cellule con lo stesso DNA, influenzando le loro funzioni, insieme alla presenza di fattori di trascrizione che attivano o disattivano specifici geni.
I fattori di trascrizione, legandosi agli enhancer o silencer, reclutano fattori di rimodellamento della cromatina che rilassano o compattano la cromatina, influenzando l'accessibilità dei geni e la loro attivazione.
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo
