Differenze tra le versioni di "Superavvolgimento del DNA"

Considerando che la catena del DNA è larga da 2,2 a 2,4 [[metro|nm]] e che tra il centro di un [[nucleotide]] ed il centro del successivo ci sono 0,33  – 0,34  nm, il genoma umano sarebbe lungo (doppia elica sovrapposta) 1,1 m. Mentre il nucleo è una struttura alquanto sferica che ha un diametro di 8  µm (7 300 000 volte meno). Però non è impossibile che il DNA ci stia dentro perché è estremamente sottile (le sue dimensioni spaziali sono: 1,1 m x 2  nm x 2  nm) e ha un volume di circa 900 ym³, mentre il volume del nucleo e circa 2,1 fm³. Affinché, però il DNA stia nel nucleo è necessario che lo stesso si pieghi, si ripieghi, si ammassi, si stratifichi per accorciarsi ispessendosi, alla stregua di quanto faccia l’intestino tenue nella cavità addominale.

Un nucleosoma è formato da 200 [[Paio di basi|bp]], delle quali solo 146 si avvolgono intorno all’ottamero istonico, mentre le restanti 54 bp restano non avvolte e sono chiamate DNA di connessione. Considerando che un ottamero istonico ha un diametro di 11  nm, che il DNA di connessione è lungo 18  nm e che ci sono circa 60 milioni di istoni per cellula, si evince che la dimensione del DNA cambia da 1,1 m X 2  nm a circa 50  cm X 11  nm (sempre diviso in 24 frammenti). Questa disposizione si chiama "collana di perle" ed è un primo livello di condensazione, ma ancora insufficiente (è più di 60 000 volte più lungo del diametro del nucleo).

Per cui entra in funzione un quinto istone, l’H1 che accorpa i nucleosomi sovrapponendoli a due a due (fibra cromatinica) o raggruppandoli in gruppi di 8 ciascuno ([[solenoide]]). In questo modo lo spessore passa da 11  nm a 30  nm circa (11  nm x 2 + 9  nm di spazio internucleosomico) e la lunghezza passa a circa 15  cm X 30  nm (divisa in 24 frammenti). Sebbene la lunghezza è 20 000 volte il diametro del nucleo, però queste corde si aggrovigliano su se stesse alla stregua del filo su d’un gomitolo e s’accomodano perfettamente nel nucleo.

Infatti, la fibra da 30  nm si può contorcere su sé formando anse e constroanse, accorciandosi 10 volte, passando a 1,5  cm X 300  nm (sempre divisi in 24 parti). Questo livello di condensazione è chiamato [[cromatina]] distesa (cromatina da khroma = colori, in greco, perché possono essere colorati con colori diversi, in accordo al rapporto A-T/C-G) oppure [[eucromatina]] (eu = buono, in greco) ed è il grado di condensazione che la cellula usa per il suo DNA sotto [[trascrizione (biologia)|trascrizione]] attiva oppure comunque i [[geni]] che la cellula esprime nella sua vita (le cellule sono diverse per i geni che esprimono non che hanno!).

Ma questa eucromatina si può ancora condensare maggiormente. Durante il [[differenziamento]] parte di eucromatina viene ulteriormente condensata, per non essere tradotta mai più (es. condensazione del gene delle [[immunoglobuline]] in un [[melanocita]]) raccogliendola e pigiandola, fino ad accorciarla (quasi metà lunghezza) ed ispessirla. È intrascrivibile ed ha dimensioni di 9  mm X 500  nm circa.

Tuttavia, alle estremità [[Telomero|telomeriche]] e nei pressi del [[centromero]] la cromatina e sempre molto condensata a prescindere dal tipo cellulare e non contiene geni o ne contiene pochissimi. Questa si forma annodando la eucromatina su se stessa molte volte e costipandola e pigiandola fino a farla diventare all’incirca di 7  mm X 700  nm. Questa forma di cromatina si chiama [[eterocromatina]] (eteros = diverso, in greco, perché si colorava diversamente, più intensamente, dal resto del DNA) o cromatina condensata.

Ma nella [[metafase]] della [[mitosi]] (seconda fase) osservando al [[microscopio ottico]] una cellula in metafase, si vede, allinearsi al centro della cellula su un’immaginaria linea equatoriale ([[piastra metafasica]]) delle strutture ad X con due braccia più lunghe delle altre due. All’analisi molecolare è DNA legato ai [[microtubuli]] del [[fuso mitotico]]. Misurando, ad esempio, il [[cromosoma]] 22 si scopre che questo ha dimensione 2  µm X 1,4  µm cioè si è condensato quasi 50 volte tanto lo sia la eucromatina, cioè circa 10 000 volte tanto il DNA lineare [[doppia elica]], tanto da essere visibile.