Modificazioni istoni.

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Eva Palma
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1 Modificazioni istoni.

Attivazione della trascrizione Attivatori Attivatori Il complesso proteico attivatore della trascrizione recluta l enzima RNA polimerasi ed i suoi cofattori a livello della regione del promoter.

2 Attivazione della trascrizione Attivatori Attivatori Il complesso proteico attivatore della trascrizione recluta l enzima RNA polimerasi ed i suoi cofattori a livello della regione del promoter. Il TATA è un fattore di attivazione specifico. Il TATA interagisce sia col complesso attivatore della trascrizione che gli enhancers, sequenze specifiche del DNA, vicine al gene. Regione promoter Direzione trascrizione Regolando l espressione di questi specifici fattori di trascrizione si può regolare l espressione di un gran numero di geni che sono sotto il controllo di un particolare fattore di trascrizione. Ogni gene tende ad avere multipli fattori di trascrizione che agiscono in combinazione con gli enhencers. Questo sistema consente una fine regolazione dei patterns di espressione dei geni.

Impacchettamento del DNA DNA nudo; ratio=1 DNA organizzato in nucleosomi; ratio=6-7. La fibra del cromosoma è di 11nm Nucelosomi impacchettati uno sull altro; ratio=40.

3 Impacchettamento del DNA DNA nudo; ratio=1 DNA organizzato in nucleosomi; ratio=6-7. La fibra del cromosoma è di 11nm Nucelosomi impacchettati uno sull altro; ratio=40. La fibra misura 30nm Il DNA è impacchettato nella cromatina per consentire il compattamento genoma in uno spazio ristretto adeguato al nucleo che lo contiene. La cromatina è, poi impacchettata nei cromosomi con un alto grado di concentrazione. Esistono, perciò, vari livelli di condensazione del DNA.

L ottamero comprende 4 coppie di due subunità: H2A, H2B, H3, H4 Gli istoni regolano la cromatina, sia fornendo siti di riconoscimento che

4 Il nucleosoma è l unità di base di impacchettamento del DNA nella cromatina, formato da un segmento di genoma avvolto attorno ad un ottamero di 8 proteine istoniche. Questa struttura è spesso paragonata ad un filo avvolto attorno ad un rocchetto. L ottamero comprende 4 coppie di due subunità: H2A, H2B, H3, H4 Gli istoni regolano la cromatina, sia fornendo siti di riconoscimento che modificandone la struttura, la carica elettrostatica e, quindi, il comportamento Signals and combinatorial functions of histone modifications.suganuma T, Workman JL Annu Rev Biochem. 2011; 80():

Impacchettamento del DNA nel cromosoma degli eucarioti Ogni cromosoma contiene il DNA avvolto attorno a clusters di proteine istoniche Queste

trascrizione Le modificazioni degli istoni nella struttura cromatinica è molto importante nella regolazione dell espressione genica e nella

5 Impacchettamento del DNA nel cromosoma degli eucarioti Ogni cromosoma contiene il DNA avvolto attorno a clusters di proteine istoniche Queste fibre di perle sono ulteriormente ripiegate L impacchettamento del DNA blocca l espressione genica impedendo l accesso ai fattori di trascrizione Le modificazioni degli istoni nella struttura cromatinica è molto importante nella regolazione dell espressione genica e nella cancerogenesi The histone modifications in chromatin structure play important role in the gene regulations and carcinogenesis (Sawan C and Herceg Z 2010).

Eucromatina Eterocromatina Si trascrizione Nucleosma No

tra DNA estremamente compatto (eterocromatina) e DNA

L eucromatina è aperta e consente la trascrizione.

6 Eucromatina Eterocromatina Si trascrizione Nucleosma No trascrizione Le proteine istoniche coordinano lo switch tra DNA estremamente compatto (eterocromatina) e DNA disteso e, perciò, esposto (eucromatina). L eucromatina è aperta e consente la trascrizione. L eterocromatina è chiusa e non consente la trascrizione. Proteine istoniche Code istoniche

7 Gene acceso Eterocromatina Cromatina non metilata Istoni acetilati Cromatina distesa ed esposta Cromatina metilata Istoni deacetilati Cromatina compatta e chiusa Eucromatina Gene spento

8 La fibra di 30nm non è accessibile per la trascrizione, mentre la fibra di 11nm è accessibile. Lo switch da uno stato all altro è determinato dalla modificazione posttraslazionale delle code istoniche che formano delle appendici degli istoni. Le modificazioni consistono in: acetilazione di molti diversi residui di lisina, metilazione di residui di arginina e lisina, forsforilazione. Enzimi specifici sono responsabili di queste modificazioni o della loro rimozione. Le code istoniche possono essere modificate

9 I due enzimi, con azione opposta, responsabili del rimodellamento della cromatina sono: Istone deacetilasi (HDAC) Istone acetil transferasi (HAT)

Take Home message Molti studi hanno dimostrato che i fitochimici alimentari sono coinvolti nel processo di rimodellamento della cromatina agendo sugli enzimi HAT e HDAC.

10 Take Home message Molti studi hanno dimostrato che i fitochimici alimentari sono coinvolti nel processo di rimodellamento della cromatina agendo sugli enzimi HAT e HDAC. Epigenetic diet: impact on the epigenome and cancer.hardy TM, Tollefsbol TO Epigenomics Aug; 3(4): Silencing of Wnt5a during colon cancer metastasis involves histone modifications.li Q, Chen H Epigenetics Jun 1; 7(6):551-8.

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