Differenze tra le versioni di "Superavvolgimento del DNA"

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{{C|Manca il superavvolgimento del DNA batterico e vanno tolti i riferimenti esclusivi alla specie umana (quanto scritto in voce vale per tutti gli eucarioti); NB: questa pagina parla del compattamento della cromatina, per superavvolgimento del DNA si intende un'altra cosa!|biologia|maggio 2012}}
 
Il [[genoma umano]] è formato da [[DNA]] che, tutto insieme, contiene all’incircaall'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 – 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 × 2 nm × 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’intestinol'intestino tenue nella cavità addominale.
 
[[File:Chromatin Structures-it.png|thumb|center|upright=4.5]]
A svolgere questo impacchettamento ci sono gli [[istoni]], proteine molto particolari e molto presenti nella [[cellula]] [[eucariote]] (6 000 000 di [[molecola|molecole]]). 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’ottameroall'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 × 2 nm a circa 50 cm × 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).
 
== Secondo livello di compattazione ==
Il secondo livello di compattazione prende il nome di "solenoide". Qui entra in funzione un quinto istone, l’H1l'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 × 2 + 9 nm di spazio internucleosomico) e la lunghezza passa a circa 15 cm × 30 nm (divisa in 24 frammenti). Sebbene la lunghezza è 20 000 volte il diametro del nucleo, queste corde si aggrovigliano su se stesse alla stregua del filo su d’und'un gomitolo e s’accomodanos'accomodano perfettamente nel nucleo.
 
== Terzo 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’incircaall'incirca di 7 mm × 700 nm. Questa forma di cromatina si chiama [[eterocromatina]] (dal greco ἔτερος ''(èteros)'' = diverso, perché si colorava diversamente, più intensamente, del 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’immaginariaun'immaginaria linea equatoriale ([[piastra metafasica]]) delle strutture ad X con due bracci più lunghi degli altri due. All’analisiAll'analisi molecolare è DNA legato ai [[microtubuli]] del [[fuso mitotico]]. Misurando, ad esempio, il [[cromosoma]] 22 si scopre che questo ha dimensione 2 µm × 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.
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) durante la metafase della mitosi.
 
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