Struttura e funzioni di eterocromatina

IL eterocromatina È una porzione di cromatina (DNA e proteine ​​dell'istone) densamente confezionata di cromosomi eucariotici. Di solito è associato alle regioni "silenziose" del genoma, cioè con quelle trascrizionalmente inattive.

Heitz, nel 1928, fu il primo a distinguere due diversi tipi di cromatina nei cromosomi eucariotici durante l'interfaccia, descrivendo l'euchromatina e l'eterocromatina in base alla sua compattazione differenziale.

L'organizzazione della cromatina nel nucleo (fonte: SHA, K. e Boyer, L. A. La firma della cromatina delle cellule pluripotenti (31 maggio 2009), STEMBOOK, ED. La comunità di ricerca sulle cellule staminali, STEMBOOK, DOI/10.3824/STEMBOOK.1.Quattro cinque.1, http: // www.STEMBOOK.org. [CC per 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/di/3.0)] via Wikimedia Commons)

Se i cromosomi eucariotici vengono tinti attraverso varie tecniche, specifiche per il DNA, le osservazioni microscopiche rivelano che ci sono regioni di queste strutture tinte più intensamente di altre di altre. Queste regioni corrispondono alle regioni Hypercompact di ectocromatina.

L'eterocromatinizzazione del DNA, cioè il suo imballaggio, può verificarsi in una cellula in risposta a diversi fattori e può essere facoltativo o costitutivo.

L'eterocromatina costitutiva è una caratteristica permanente generalmente ereditata, nel frattempo l'eterocromatina opzionale può o non può essere un cromosoma in un determinato momento. Il miglior esempio di eterocromatina costitutiva è quello di uno dei due cromosomi X nelle donne.

Negli eucarioti, i "negozi" eterocromatina e "compatta" ai grandi genomi che li caratterizzano, in particolare quelle regioni che consistono in sequenze ripetitive, frazioni residui di trasposoni invasori retrò, elementi transonvibili, tra gli altri.

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Struttura

L'eterocromatina non ha una struttura molto diversa da quella della cromatina che è meno densamente confezionata, euchromatina.

Comprendendo questo, è importante ricordare che i cromosomi eucariotici sono composti da una molecola di DNA associata a proteine ​​chiamate istoni. Otto istoni formano un nucleo ottamerico noto come "nucleosoma", attorno al quale viene lanciato il DNA.

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L'associazione del DNA con le proteine ​​dell'istone si verifica grazie alle interazioni elettrostatiche tra i carichi positivi dei rifiuti di base di queste proteine ​​e i carichi negativi dei gruppi di fosfato della struttura del filamento di DNA.

El Nucleosoma (fonte: nucleosome_structure.PNG: Richard Wheeler (Zephyris) Derivative Work (nucleosoma-2.Png): rekymanto [cc by-sa 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

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Ogni ottamero dell'istone è composto da un tester degli istoni H3 e H4 e da due giorni di istoni H2A e H2B; Intorno a ciascun nucleo dell'istone sono alloggiate più o meno coppie di basi dn.

I nucleosomi "si avvicinano a vicenda grazie alla partecipazione di un altro istone noto come Histona de unión o puente (Linker, In inglese), che è Histon H1.

La cromatina è quindi composta da nucleosomi successivi che sono compattati per formare una struttura fibrosa di maggiore spessore ma meno lunghezza.

Ogni proteina dell'istone è caratterizzata dalla presenza di una "coda" di aminoacidi che possono sottoporsi a modifiche enzimatiche covalenti. È stato dimostrato che queste modifiche influenzano il grado di espressione o silenziamento dei geni associati ai nucleosomi, nonché il livello di compattazione della cromatina.

In particolare, l'eterocromatina è caratterizzata dall'itacetotilazione degli istoni in tutti gli eucarioti e dalla metilazione dell'istone H3 nel residuo di Lisina 9, solo per gli eucarioti "superiori".

Gli enzimi responsabili dell'esecuzione di queste modifiche sono noti, rispettivamente, come gli istoni Deacel.

Oltre alle modifiche negli istoni, il DNA può anche essere metilato, il che influenza il grado di compattazione della cromatina e corrisponde al secondo dei due meccanismi epigenetici dell'organizzazione del genoma eucariotico.

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Dov'è l'eterocromatina?

L'eterocromatina, come discusso all'inizio, può essere costitutiva o facoltativa.

L'eterocromatina costitutiva è particolarmente abbondante nelle regioni genomiche che hanno un'alta densità di sequenze ripetitive (come elementi satellitari, per esempio), dove vi sono abbondanti elementi transponsabili del traffico, nelle regioni centromeriche e nei telomeri.

Si dice che sia costitutivo perché queste regioni del genoma rimangono condensate o compatte durante la divisione cellulare. In una cellula che non è divisa, d'altra parte, la maggior parte del DNA è eucromatica e ci sono solo alcune regioni ben definite di eterocromatina costitutiva.

L'eterocromatina opzionale si trova nei loci che sono regolati durante le diverse fasi di sviluppo; Per quello che rappresenta realmente, le regioni "temporaneamente condensate" che possono cambiare secondo i segnali cellulari e l'attività genetica.

Funzioni

Poiché l'eterocromatina è una parte importante delle regioni telomeriche e centromeriche, esercita funzioni trascendentali dal punto di vista della divisione cellulare e dalla protezione degli estremi cromosomici.

I centromeri lavorano attivamente durante la divisione cellulare, consentendo lo spostamento di cromosomi duplicati verso entrambi i poli della cellula che è divisa, mentre il resto dei geni rimane inattivo e compatto.

La compattazione di regioni specifiche di cromosomi eucariotici è sinonimo di silenziamento genetico, poiché il fatto che l'eterocromatina è densamente confezionata implica l'inaccessibilità dei macchinari trascrizionali alle sequenze geniche sottostanti.

Per quanto riguarda la ricombinazione, l'eterocromatina reprime questo processo, proteggendo l'integrità del genoma vietando la ricombinazione "illegittima" tra sequenze di DNA ripetitive disperse nel genoma. Ciò è particolarmente importante per il controllo degli elementi transpononibili "parassiti", che sono messi a tacere dall'eterocromatinizzazione.

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Funzioni strutturali

Fino a qualche anno fa si pensava che il DNA eterocromatico fosse una sorta di "DNA della spazzatura", dal momento che gli scienziati non hanno trovato una funzione specifica per le sequenze incluse in queste regioni; Ricordiamo che oltre l'80% del DNA genomico di un essere umano, ad esempio, non codifica per le proteine ​​cellulari o per le molecole di RNA con funzioni regolatori.

Tuttavia, è attualmente noto che la formazione del DNA eterocromatico facoltativo è della massima importanza per la regolazione di molti processi durante lo sviluppo e la crescita degli esseri viventi e che le regioni dell'eterocromatina costitutiva hanno un ruolo fondamentale dal punto del punto strutturale visualizzazione.

Molti autori sono stati suggeriti che l'eterocromatina può avere funzioni strutturali nei cromosomi eucariotici. Questa affermazione si basa sul fatto che le regioni eterocromatiche di un determinato cromosoma si separano da esso che hanno diversi schemi di "attività".

In altre parole, le regioni eterocromatiche fungono da "distanziatore" tra diverse regioni trascrittivamente attive, che possono avere grande importanza dal punto di vista della trascrizione dei geni situati lì situati.

Riferimenti

1. Griffiths, a. J., Wessler, s. R., Lewontin, r. C., Gelbart, w. M., Suzuki, d. T., & Miller, J. H. (2005). Un'introduzione all'analisi genetica. Macmillan.
2. Brown, s. W. (1966). Eterocromatina. Science, 151 (3709), 417-425.
3. Elgin, s. C., & Grewal, s. Yo. (2003). Eterocromatina: il silenzio è dorato. Biologia attuale, 13 (23), R895-R898.
4. Growal, s. Yo., & Jia, s. (2007). Revisione dell'eterocromatina. Nature Review Genetics, 8 (1), 35.
5. Growal, s. Yo., & Moazed, D. (2003). Eterocromatina e controllo epigenetico dell'espressione genica. Science, 301 (5634), 798-802.
6. Hennig, w. (1999). Eterocromatina. Cromosoma, 108 (1), 1-9.