Struttura della cromatina

Dimensione: px

Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "Struttura della cromatina"

Iolanda Visconti
7 anni fa
Visualizzazioni

1 Struttura della cromatina

2 Il DNA nel nucleo è protetto dall azione delle nucleasi Se la cromatina viene trattata con nucleasi aspecifiche la maggior parte del DNA viene frammentata in frammenti di 200 bp o in multipli di tale lunghezza Il DNA cromosomico è protetto dall azione delle nucleasi perché associato a proteine. Le prime proteine ad interagire con il DNA sono gli ISTONI: H1 ricco in Lisina (29%) H2A e H2B meno ricchi in Lisina (11 e 16%) H3 e H4 ricchi in Arginina (13 e 14%)

3 Esistono numerosi livelli di organizzazione della cromatina La formazione del nucleosoma rappresenta il primo passo del processo di impacchettamento del DNA

Ciascun nucleosoma contiene una particella centrale (core) formata da 146 bp di DNA superavvolto che gira intorno ad un complesso di 8 molecole di istoni che formano un cilindro 2H2A, 2H2B, 2H3 e 2H4

5 Ciascun nucleosoma contiene una particella centrale (core) formata da 146 bp di DNA superavvolto che gira intorno ad un complesso di 8 molecole di istoni che formano un cilindro 2H2A, 2H2B, 2H3 e 2H4 DNA I singoli nucleosomi sono connessi fra di loro da un segmento di DNA di 60 bp, DNA LINKER, a cui si associa l istone H1, originando la struttura a collana di perle Core Digestione con nucleasi DNA linker

6 Nucleosomi Soggetti a modificazioni (metilazione, acetilazione, fosforilazione), che ne influenzano l interazione con il DNA. Eccezionalmente conservati negli eucarioti le proteine dei mammiferi e del riccio marino differiscono per un unica posizione.

8 Cromosomi Eucariotici: Struttura La cromatina esiste in diversi stadi di condensazione" 2 forme comuni: le fibre da 10 nm e 30 nm

Il solenoide" La formazione della fibra di 30 nm dipende dall interazione fra molecole di istone H1 di nucleosomi vicini La fibra di 30 nm risulta dall avvolgimento ad elica

9 Il solenoide" La formazione della fibra di 30 nm dipende dall interazione fra molecole di istone H1 di nucleosomi vicini La fibra di 30 nm risulta dall avvolgimento ad elica (struttura a solenoide) della fibra di 10nm. Ogni giro è formato da sei nucleosomi LA FIBRA RAPPRESENTA LA STRUTTURA DI BASE DELLA CROMATINA INTERFASICA E DEL CROMOSOMA MITOTICO

10 Struttura a solenoide: un giro è formato da sei nucleosomi

11 La cromatina è ancorata alla matrice nucleare. Anse presenti nella cromatina interfasica " I siti A-F sono separati da milioni di bp di sequenza! lineare ma risultano fisicamente vicini nei nuclei interfasici.! Le proteine che formano lo scaffold sono proteine acide tra cui la Topoisomerasi II. Le proteine si legano a regioni del DNA ricche in AT. Le anse di cromatina sono mantenute adese mediante regioni SAR (Scaffold Attachment Region) molto ricche in AT (>65%) Le anse di DNA potrebbero dividere il genoma in domini

12 Regioni cromosomiche molto condensate costituiscono l eterocromatina

13 Eterocromatina, cromatina molto compattata, visibile come blocchi discreti anche in cellule in interfase. Cromosoma duplicato. Due cromatidi uniti. Tutto il DNA in questa fase è sotto forma altamente condensata.

14 Multiple Levels of packing are required to fit the DNA into the cell nucleus

15 L avvolgimento del DNA ( compattazione ) intorno agli istoni, l avvolgimento del solenoide e delle anse intorno alla impalcatura ( scaffold ) permette di ammassare 176 cm di DNA in un nucleo del diametro di pochi µm

16 Struttura e Funzione dei cromosomi eucariotici

17 Cromosomi Il DNA Nucleare di una cellula è organizzato in unità discrete chiamate cromosomi. Ciascun cromosoma è composto da una singola molecola di DNA

18 Every chromosome has to contains one centromere, two telomeres, and multiple origins of replication

19 EUCARIOTI Il numero, la dimensione e la forma dei cromosomi sono specie specifici. Specie Numero aploide dei cromosomi Dimensioni del genoma aploide (Mb) Saccaharomyces cerevisiae (lievito) Dictystelium 7 70 discoideum (muffa) Caenorhabditis 11/ elegans (nematode) Drosophila melanogaster Gallus domesticus Mus Musculus Xenopus leavis Homo sapiens Zea mais Allium cepa (cipolla)

20 FUNZIONE BIOLOGICA Perpetuare il materiale ereditario durante lo sviluppo di un individuo (replicazione e segregazione in mitosi) Rimescolare il materiale ereditario nelle generazioni successive (appaiamento meiotico - ricombinazione - segregazione - assortimento indipendente degli omologhi)

21 Chromosome Structure changes during the cell cycle The DNA is not bare. It is coated and organized by a wide variety of proteins. Collectively, the DNA and protein assemblage that constitutes the chromosomes is referred to as chromatin Cells in G1, S or G2 are said to be in Interphase. Chromosomes are in a more dispersed conformation Cell in M phase or Mitosis have more condensed chromosomes

22 Interphase chromosomes Mitotic chromosome

23 Dove sono localizzati i geni sui cromosomi? La distribuzione dei geni nei cromosomi non è omogenea Bandeggi cromosomici Le bande G si replicano tardi e contengono cromatina condensata le bande R invece replicano nella fase S precoce e hanno una struttura cromatinica meno condensata Le bande G e anche le bande Q sono preferenzialmente costituite da regioni ricche in A-T con un contenuto in A-T>60% e con un basso contenuto di geni

26 I geni umani non sono distribuiti uniformemente nei cromosomi" -le regioni di eterocromatina costitutiva sono essenzialmente prive di geni -le regioni eucromatiche presentano una diversa distribuzione genica urban centers vs. desert areas -la concentrazione dei geni correla con il contenuto in GC -cromosomi diversi presentano una differente concentrazione di geni crom 19 (alta) vs. crom 5 (bassa)

Documenti analoghi

CROMATINA ISTONI. Proteine relativamente piccole, con forte carica positiva per la presenza degli aminoacidi lisina e arginina

CROMATINA ISTONI. Proteine relativamente piccole, con forte carica positiva per la presenza degli aminoacidi lisina e arginina CROMATINA Complesso molecolare formato da DNA, istoni e proteine non istoniche ISTONI Proteine relativamente piccole, con forte carica positiva per la presenza degli aminoacidi lisina e arginina Si conoscono