Involucro proteico del fago T2 circondato dal suo DNA
Lunghezza del DNA di E.coliParagonata alla cellula
Il DNA di una cellula di E.coli lisata
Una singola cellula umana contiene2m di DNA, un singolo cromosoma Circa 4,5cm.L’intero corpo umano ha DNA per Coprire 1000 volte la distanzaTerra-sole
Oltre al DNA nucleare c’e’ il DNA mitocondrialeChe codifica per alcune proteine e RNA mitocondriali
Una torsione sull’asse della molecoladi DNA genera un superavvolgimento
rilassato
Lk = coppie basi/coppie basi per giro
2100nt
Un parziale disavvolgimento del DNApuo’ facilitare la formazione distrutture cruciformi in corrispondenzadi sequenze palindrome
Meccanismo di azione della topoisomerasi II (DNA girasi).
SuperavvolgimentoPlectonemico
SuperavvolgimentoPlectonemico e a solenoideDisegnati con la stessascala
Cromosoma umano parzialmentesrotolato.
50.000:1
Lunghezza del cromosoma
sezione dellacromatina
5 avvolgimentidella doppia elica
fibra di 30nm con i nucleosomistrettamente impacchettati
parte di una sezione di cromosoma
sezione condensatadi un cromosoma metafasico
cromosoma metafasico
2nm
11nm
30nm
300nm
700nm
1400nm
Organizzazione del cromosoma I
spiralizati
parzialmente despiralizati
despiralizati
struttura della cromatina
nucleosoma
istoni
H2A H2B
H3 H4
H3H2A
H4H2B
doppia elicadi DNA
DNAistoneH1
TELOMERO
TELOMERO
CENTROMERO (COSTRIZIONE PRIMARIA)
COSTRIZIONE SECONDARIA
Costituenti del cromosoma
Centromero
DNAsatellite
Fibre del fuso
dominio centrale
dominio di appaiamento
dominio del cinetocore
ESSENZIALI NELLA STABILITA’ DEI CROMOSOMI
COMPOSTI DA ETEROCROMATINA
HANNO UNA SEQUENZA COMUNE ( in uomo TTAGGG)
Telomeri
Telomeri FISH
La cromatina si distingue in:
eucromatina
eterocromatinafacoltativa
costitutiva
Cromatina I
Metilazione del DNA
Nei vertebrati la metilazione
interessa solamente la Citosina sul
dinucleotide CpG : l’enzima citosina metiltransferasi
aggiunge un gruppo metile al C5
della citosina:il risultato è la 5-metilcitosina.
Human Molecular Genetics 2
Metilazione del DNA• Le sequenze CpG sono sotto-rappresentate nel genoma
(probabilmente per la tendenza della 5-metilcitosina a venire deaminata e mutata in T)
• ma abbondanti nelle regioni promotrici dei geni
• In cellule non embrionali, 80% dei CpG sono metilati, ad eccezione delle isole CpG dei promotori
• Dnmt1 ha particolare affinità per le sequenze emi-metilate: tende quindi a metilare il nuovo filamento che si è formato su uno stampo metilato-> mantenimento del pattern di metilazione
Fasi di metilazione:• Metilazione differenziale de novo (Dnmt3a e Dnmt3b);
• Demetilazione (natura sconosciuta delle demetilasi);
• Mantenimento della metilazione e trasmissione alle cellule figlie (Dnmt1).
Le principali funzioni della metilazione sono collegate alla repressione della trascrizione:
• Difesa contro i trasposoni: la metilazione e’ fondamentale per mantenere silenti i genomi dei trasposoni e dei retrotrasposoni
• Regolazione genica: la metilazione contribuisce a stabilire e mantenere uno stato trascrizionalmente inattivo (eterocromatina)
CH3 CH3 CH3 CH3
MeCP2 Repres.
CorepressoriHDAC 1
HDAC 2
Deacetilazione delle lisine di H3 e H4
Metilazione e regolazione genica: • Dnmt metilano il DNA• Il DNA metilato è legato da proteine che legano il
metile (MeCP2, MBD1-4)• Queste a loro volta sono in grado di reclutare diversi
HDAC -> repressione della trascrizione
Modificazioni epigenetiche:
• Modificazioni ereditabili che non alterano la sequenza nucleotidica dei geni ma ne alterano l’attivita’:
– Acetilazione degli istoni della cromatina
– Metilazione del DNA