Involucro proteico del fago T2 circondato dal suo DNA

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 rilassato

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 scala

Cromosoma umano parzialmente srotolato.

Lunghezza del cromosoma 5 avvolgimenti della doppia elica 2nm Lunghezza del cromosoma sezione della cromatina 11nm 50.000:1 fibra di 30nm con i nucleosomi strettamente impacchettati 30nm 300nm parte di una sezione di cromosoma sezione condensata di un cromosoma metafasico 700nm 1400nm cromosoma metafasico

Organizzazione del cromosoma I spiralizati doppia elica di DNA istoni parzialmente despiralizati H2A H2B H3 H4 H4 H2B H3 H2A DNA istone H1 despiralizati nucleosoma struttura della cromatina

Costituenti del cromosoma TELOMERO COSTRIZIONE SECONDARIA CENTROMERO (COSTRIZIONE PRIMARIA) TELOMERO

Centromero Fibre del fuso dominio centrale DNA satellite dominio del cinetocore dominio di appaiamento

STABILITA’ DEI CROMOSOMI Telomeri COMPOSTI DA ETEROCROMATINA HANNO UNA SEQUENZA COMUNE ( in uomo TTAGGG) ESSENZIALI NELLA STABILITA’ DEI CROMOSOMI

Telomeri FISH

La cromatina si distingue in: Cromatina I La cromatina si distingue in: eucromatina facoltativa eterocromatina costitutiva

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 ma abbondanti nelle regioni promotrici dei geni 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)

Corepressori HDAC 1 HDAC 2 MeCP2 Repres. CH3 CH3 CH3 CH3 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