Differenze tra le versioni di "Superavvolgimento del DNA"

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Il [[genoma umano]] è formato da [[DNA]] che, tutto insieme, contiene all’incirca 3,2 [[Paio di basi|Gbp]], divisi in 24 [[cromosoma|parti]] di lunghezza varia (il più lungo 245 [[Paio di basi|Mbp]], il più corto 47 Mbp).
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&nbsp;– 0,34&nbsp;nm, il genoma umano sarebbe lungo (doppia elica sovrapposta) 1,1&nbsp;m. Mentre il nucleo è una struttura alquanto sferica che ha un diametro di 8&nbsp;µm (7 300&nbsp;000 volte meno). Però non è impossibile che il DNA ci stia dentro perché è estremamente sottile (le sue dimensioni spaziali sono: 1,1&nbsp;m x× 2&nbsp;nm x× 2&nbsp;nm) e ha un volume di circa 900 ym<sup>3</sup>, mentre il volume del nucleo e circa 2,1 fm<sup>3</sup>. 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.
 
== Primo livello di compattazione ==
A fare questo impacchettamento ci sono gli [[istoni]], proteine molto particolari e molto presenti nella [[cellula]] [[eucariote]] (6&nbsp;000&nbsp;000 di [[molecola|molcecole]]). Gli [[istone|istoni]] sono cinque: [[Istone H1|H1]], [[Istone H2a|H2A]], [[Istone H2b|H2B]], [[Istone H3|H3]] e [[Istone H4|H4]] e sono fatti per la maggior parte di [[amminoacidi]] con carica positiva ([[lisina]] e [[arginina]]), per potere legare con forza non eccessiva (non è un [[legame covalente]]) il DNA.
Quattro di questi istoni si raggruppano a coppie a formare un ottamero regolare cilindrico attorno al quale il DNA si avvolge con andamento [[sinistrorso]] 1,63 volte. Otto istoni + il DNA formano un [[nucleosoma]].
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&nbsp;nm, che il DNA di connessione è lungo 18&nbsp;nm e che ci sono circa 60 milioni di istoni per cellula, si evince che la dimensione del DNA cambia da 1,1&nbsp;m X× 2&nbsp;nm a circa 50&nbsp;cm X× 11&nbsp;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&nbsp;000 volte più lungo del diametro del nucleo).
 
== Secondo livello di compattazione ==
 
== Quarto livello di compattazione ==
Tuttavia, alle estremità [[Telomero|telomeriche]] e nei pressi del [[centromero]] la cromatina è 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&nbsp;mm X× 700&nbsp;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.
Tuttavia, la eucromatina e la eterocromatina nel nucleo sono a livelli di condensazione variabili, secondo la regione (eterocromatina) o la presenza di attiva trascrizione (eucromatina).
 
== Quinto livello di compattazione ==
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&nbsp;µm X× 1,4&nbsp;µm cioè si è condensato quasi 50 volte tanto lo sia la eucromatina, cioè circa 10&nbsp;000 volte tanto il DNA lineare [[doppia elica]], tanto da essere visibile.
Questo è reso possibile dalla presenza di due catene di proteine, ancora poco note, che formano un asse centrale (la X schema) unite da una terza proteina (il [[centromero]]) attorno al quale la eterocromatina si avvolge numerose volte per tutta la sua lunghezza formando il cromosma metafasico, quello che si osserva allacciato al fuso mitotico (per il centromero) durande la metafase della mitosi.