Concetti Chiave
- Il DNA è strutturato in eucromatina, attiva e rilassata, ed eterocromatina, inattiva e condensata, influenzando la sua accessibilità per la trascrizione.
- I nucleosomi, le unità base della cromatina, sono impilati grazie agli istoni, che modulano la compattazione tramite acetilazione e de-acetilazione.
- Le modifiche epigenetiche, come l'acetilazione degli istoni, non alterano il DNA ma influenzano la lettura e la struttura della cromatina.
- Le metilazioni delle citosine possono silenziare i promotori genici, in particolare nelle isole CpG, regolando l'espressione genica.
- I sintonizzatori dell'espressione genica operano nel citoplasma, influenzando i miRNA che degradano o bloccano i trascritti maturi.
Struttura e funzione del DNA
Il DNA nel nucleo è associato a proteine istoniche che permettono la compattazione (eterocromatina) o il rilassamento (eucromatina) dello stesso: la porzione di DNA attivo è detta eucromatica, la porzione di DNA inattiva e condensata è invece detta eterocromatina. L’eucromatina si trova in prossimità dei porinucleari perché l’mRNA deve essere poi trasportato all’esterno del nucleo.
Ruolo degli istoni e modificazioni epigenetiche
L’unità base della cromatina è il nucleosoma il cui impilamento è permesso dagli istoni, che se sono acetilati si formano catenelle che tengono lontani i nucleosomi, di modo che la cromatina sia rilassata e leggibile (eucromatina); al contrario la de-acetilazione elimina le catenelle, compattando la cromatina e impedendone la lettura. Modificazioni di questo genere sono dette epigenetiche perché non modificano la molecola del DNA; modificano invece gli istoni e il conseguente compattamento della cromatina.
Metilazioni e regolazione genica
Tra le modificazioni epigenetiche figurano anche le metilazioni delle citosine in corrispondenza del carbonio 5, che comportano una modificazione nella struttura del promotore che viene spento. In particolare si vanno metilare le isole CpG costituite da guanine e citosine che si trovano nella porzione prossimale alla sequenza di inizio.
Esistono anche dei sintonizzatori dell’espressione genica che funzionano nel citoplasma: possono ad esempio regolare l’espressione genica dei miRNA che sono in grado di riconoscere i trascritti maturi e di degradarli oppure di bloccare la 5’ UTR.
Domande da interrogazione
- Qual è la differenza tra eucromatina ed eterocromatina?
- Come influenzano gli istoni la struttura della cromatina?
- Qual è il ruolo delle metilazioni nella regolazione genica?
L'eucromatina è la porzione di DNA attivo, caratterizzata da un'organizzazione rilassata che permette la lettura dei geni, mentre l'eterocromatina è la porzione di DNA inattiva e condensata, che non è accessibile per la trascrizione (come descritto nel testo).
Gli istoni, attraverso la loro acetilazione, permettono il rilassamento della cromatina formando catenelle che separano i nucleosomi, favorendo così la formazione di eucromatina. Al contrario, la de-acetilazione porta a una compattazione della cromatina, rendendola illeggibile (come spiegato nel testo).
Le metilazioni delle citosine, in particolare nelle isole CpG, portano alla modifica della struttura del promotore, che viene spento, influenzando così l'espressione genica (come indicato nel testo).
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