Lunghezza del DNA di E.coli Paragonata alla cellula
Il DNA di una cellula di E.coli lisata
Una singola cellula umana contiene 2m di DNA, un singolo cromosoma Circa 4,5cm.
L’intero corpo umano ha DNA per Coprire 1000 volte la distanza
Terra-sole
Oltre al DNA nucleare c’e’ il DNA mitocondriale
Che codifica per alcune proteine e RNA mitocondriali
Una torsione sull’asse della molecola di DNA genera un superavvolgimento
Lk = coppie basi/coppie basi per giro
2100nt
Un parziale disavvolgimento del DNA puo’ facilitare la formazione di
strutture cruciformi in corrispondenza di sequenze palindrome
Meccanismo di azione della topoisomerasi II (DNA girasi).
Superavvolgimento Plectonemico
Superavvolgimento
Plectonemico e a solenoide Disegnati con la stessa
Cromosoma umano parzialmente srotolato.
50.000:1
Lunghezza del
cromosoma
sezione della cromatina 5 avvolgimenti della doppia elicafibra di 30nm con i nucleosomi
strettamente impacchettati
parte di una sezione di cromosoma
sezione condensata di un cromosoma metafasico
cromosoma metafasico
2nm 11nm
30nm 300nm
700nm
1400nm
Organizzazione del cromosoma I
spiralizati
parzialmente despiralizati
despiralizati nucleosoma
istoni
H2A H2B
H3 H4
H2AH3 H2BH4
doppia elica di DNA
DNA istone H1
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
eterocromatina
facoltativa 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 C 5 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)
• 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.
Corepressori
HDAC 1
HDAC 2
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
