La quantità di informazione necessaria a specificare anche un microrganismo semplice è enorme e richiede lunghe molecole di DNA. Nell’essere umano, ogni cellula somatica contiene circa 2 metri di DNA, compattati all’interno di un nucleo di appena 5–8 μm di diametro. In termini di rapporto lineare, ciò equivale a ridurre una corda lunga chilometri a un volume subcellulare, con un fattore di compattazione dell’ordine di \(10^{5}\)–\(10^{6}\). Questa compressione estrema è ottenuta senza compromettere l’accesso selettivo al DNA da parte degli apparati che devono leggerlo, duplicarlo e ripararlo.

Nelle cellule eucariotiche, i lunghi filamenti di DNA a doppia elica sono organizzati in cromosomi. L’architettura cromosomica non si limita a “far entrare” il DNA nel nucleo: deve consentirne la duplicazione accurata, l’assemblaggio e la segregazione controllata nelle cellule figlie durante la divisione. Questa impresa è resa possibile dalla cromatina, un complesso dinamico di DNA e proteine che ripiega la molecola in anelli, spire e domini topologici. Le proteine che mediano tale organizzazione includono gli istoni, che formano i nucleosomi, proteine non istoniche regolatrici, complessi SMC come coesine e condensine che governano l’architettura su larga scala, e topoisomerasi che modulano la superavvolgimento. Nonostante l’elevato grado di compattazione, la cromatina rimane funzionalmente accessibile, permettendo la regolazione fine dell’espressione genica, la replicazione e i processi di riparo.

Nei procarioti, in genere, i geni sono raccolti su un’unica molecola di DNA circolare, organizzata nel nucleoide. Anche qui intervengono proteine che condensano il DNA, come HU, IHF, Fis e H-NS, e l’assetto è regolato da superavvolgimento e ponti proteici; tuttavia, la struttura risultante differisce profondamente da quella dei cromosomi eucariotici. Poiché i meccanismi di condensazione procarioti non sono sovrapponibili a quelli eucarioti, l’analisi che segue si concentra sulla struttura e funzione dei cromosomi degli eucarioti.

Negli eucarioti, compresa la specie umana, il DNA nucleare è distribuito in cromosomi distinti. Nell’uomo si riconoscono 23 o 24 tipi cromosomici, a seconda del sesso: nella femmina 23 categorie (22 autosomi più il cromosoma X), nel maschio 24 (gli stessi 22 autosomi, più X e Y). Ciascun cromosoma corrisponde a una singola molecola di DNA lineare di grande lunghezza, associata a un insieme di proteine che ne orchestrano il ripiegamento in una struttura compatta e ordinata. Il complesso DNA–proteine è definito cromatina. Oltre alle proteine deputate all’impacchettamento, su ogni cromosoma si assemblano fattori coinvolti nell’espressione genica, nella replicazione, nel controllo della qualità del DNA e nella sua riparazione.

Le cellule somatiche umane possiedono due copie di ciascun cromosoma, una di origine materna e una di origine paterna, formando coppie di omologhi. Fanno eccezione i gameti, che sono aploidi \((n=23)\), e cellule altamente specializzate prive di nucleo, come gli eritrociti maturi. La coppia dei cromosomi sessuali è l’unica non costituita da omologhi identici nel maschio, che presenta un X e un Y; nella femmina sono presenti due cromosomi X. L’insieme di tutte le sequenze nucleari contenute in una singola serie cromosomica costituisce il genoma aploide; nell’uomo ammonta a circa \(3{,}2 \times 10^{9}\) coppie di nucleotidi. Oltre al DNA nucleare, le cellule umane contengono anche il DNA mitocondriale, circolare e in molte copie, ereditato in prevalenza per via materna.

L’identificazione dei singoli cromosomi si avvale di tecniche citogenetiche complementari. La ibridazione in situ fluorescente con sonde specifiche “vernicia” ciascun cromosoma con combinazioni di fluorocromi (Figura 02.03-01). I metodi di bandeggio tradizionali, come il bandeggio G o R, sfruttano coloranti che evidenziano regioni con differente composizione in basi (ricche in A–T o in G–C), producendo un pattern regolare di bande riproducibile che consente di distinguere e numerare i cromosomi. L’ordinamento dei 46 cromosomi in una tavola convenzionale costituisce il cariotipo umano (Figura 02.03-01). Variazioni strutturali, quali delezioni, duplicazioni, traslocazioni o inversioni, alterano i pattern attesi e possono essere riconosciute con questi approcci. L’analisi cariotipica è uno strumento chiave per rilevare anomalie associate a patologie ereditarie e a neoplasie (Figura 02.03-02).

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Cromosomi umani multicolori e cariotipo

Con la tecnica FISH ogni cromosoma viene marcato con fluorocromi specifici. Le sonde si legano solo al cromosoma corrispondente, rendendolo identificabile.

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Cromosomi umani multicolori e cariotipo

Con la tecnica FISH ogni cromosoma viene marcato con fluorocromi specifici. Le sonde si legano solo al cromosoma corrispondente, rendendolo identificabile.

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Cromosomi anomali e traslocazioni

La traslocazione è un’anomalia in cui un frammento di cromosoma si sposta su un altro cromosoma, alterando i geni. È visibile nel cariotipo come scambio di segmenti.

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Il ruolo cardine dei cromosomi è quello di organizzare e trasmettere i geni, unità funzionali dell’ereditarietà. Operativamente, un gene è un segmento di DNA che specifica un prodotto funzionale, generalmente una proteina oppure una molecola di RNA. Molti trascritti di RNA vengono tradotti in proteine; altri, invece, agiscono come RNA non codificanti con funzioni strutturali, catalitiche o regolatorie (Figura 02.03-17), contribuendo al controllo dell’espressione genica e all’architettura della cromatina.

Il complesso delle informazioni contenute in tutti i cromosomi di una cellula o di un organismo è il genoma. Sono oggi disponibili le sequenze complete di migliaia di specie, da Escherichia coli all’uomo. Benché organismi più complessi tendano a possedere più geni, la relazione non è lineare. Alcuni batteri a genoma ridotto contano poche centinaia di geni, mentre il genoma umano comprende dell’ordine di decine di migliaia di geni codificanti e numerosi RNA non codificanti. Genomi particolarmente compatti, come quelli batterici o di eucarioti unicellulari quali Saccharomyces cerevisiae, presentano cromosomi con alta densità genica e spazi intergenici ridotti (Figura 02.03-03). In contrasto, i cromosomi di molti eucarioti superiori, uomo incluso, contengono ampie regioni intergeniche e introniche, oltre a sequenze necessarie per la regolazione, la replicazione e la stabilità del DNA (Figura 02.03-04).

Il cosiddetto “DNA non codificante” non equivale a materiale privo di funzione. Gran parte di queste sequenze include elementi regolatori (promotori, enhancer, insulator), RNA non codificanti, DNA ripetuto e residui di elementi trasponibili. Confronti genomici tra specie imparentate mostrano che una frazione rilevante di questo DNA è conservata, suggerendo ruoli biologici importanti, talvolta non ancora pienamente chiariti. La variabilità della quantità di DNA non codificante contribuisce alla cosiddetta “paradosso del C‑value”, per cui la dimensione del genoma non correla in modo semplice con la complessità dell’organismo.

In generale, all’aumentare della complessità biologica cresce la dimensione genomica, ma esistono ampie eccezioni. Il genoma umano è circa 200 volte più grande di quello di S. cerevisiae, ma risulta molto più piccolo di quello di talune piante o di alcune amebe. Anche il numero di cromosomi varia notevolmente tra specie: l’uomo possiede 46 cromosomi (in cellule diploidi), una specie di cervide ne presenta solo 7, mentre in alcune carpe si superano le 100 unità. Persino organismi strettamente imparentati e con dimensioni genomiche simili possono differire sostanzialmente per numero e lunghezza dei cromosomi (Figura 02.03-05). Queste discrepanze riflettono una storia evolutiva fatta di duplicazioni, fusioni e fissioni cromosomiche, mobilità di elementi genetici e selezione naturale, che hanno rimodellato nel tempo genomi e cariotipi:

• fattori che contribuiscono alle dimensioni genomiche: introni e spazi intergenici estesi;
• espansioni di elementi ripetitivi ed elementi trasponibili;
• duplicazioni segmentali e intere poliploidizzazioni;
• diversi regimi selettivi e tassi di mutazione che influenzano la ritenzione o la perdita di sequenze;
• riorganizzazioni cromosomiche che alterano numero e struttura dei cromosomi.

In sintesi, i cromosomi non sono semplici contenitori, ma piattaforme organizzative che consentono di integrare compattazione, accessibilità e controllo dell’informazione genetica in modo compatibile con le esigenze della vita cellulare.

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Flow della trascrizione

L’immagine rappresenta il flusso dell’espressione genica nelle cellule eucariotiche, distinguendo nucleo e citoplasma. Nel nucleo il DNA viene trascritto in RNA, che subisce splicing formando mRNA maturo con coda poli-A (AAA). L’mRNA viene poi esportato nel citoplasma, dove avviene la traduzione in una catena polipeptidica, che infine si ripiega (folding) fino a formare una proteina funzionale.

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Geni e cromosomi nel lievito

In alto è mostrata una cellula con il nucleo, che contiene i cromosomi formati da DNA condensato. A destra un cromosoma ingrandito evidenzia centromero e telomeri. In basso si vede la doppia elica del DNA e un gene, cioè una sequenza che codifica un RNA o una proteina.

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RNA Polimerasi

L’immagine mostra la RNA polimerasi che trascrive il DNA aprendo temporaneamente la doppia elica e sintetizzando un filamento di RNA sul filamento stampo. Il DNA si svolge davanti e si riavvolge dietro, mentre i nucleotidi vengono aggiunti all’estremità 3’ dell’RNA, che cresce in direzione 5’→3’.

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Numero cromosomi specie affini

Cariotipo dei cromosomi 1–X di una scimpanzé femmina (XX) e cromosoma Y di un maschio, analizzati con DAPI e FISH usando la sonda StSat (segnale verde, intensità +++/++/+/−). Rispetto all’uomo, il cromosoma 2 umano nello scimpanzé è separato in 2p e 2q (non fuso) e i segnali satelliti risultano più variabili.

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Affinché un cromosoma sia operativo, non è sufficiente che il DNA contenga i geni: la molecola deve potersi copiare con accuratezza e le copie devono essere ripartite in modo equo tra le cellule figlie a ogni divisione. Tali eventi si svolgono secondo un programma temporale coordinato, il ciclo cellulare, schematicamente illustrato nella (Figura 02.03-06). In questa sede si considerano due fasi cardine: l’interfase, in cui avviene la duplicazione dei cromosomi, e la mitosi, durante la quale i cromosomi replicati vengono separati nei due nuclei figli.

Nell’interfase, la cromatina si presenta distesa e forma una rete filamentosa poco distinguibile al microscopio ottico (Figura 02.03-18); in tale configurazione, i cromosomi sono detti interfasici. È in questo intervallo che si realizza la replicazione del DNA. Sequenze specializzate assicurano che la duplicazione proceda in modo efficiente. In particolare, le origini di replicazione sono siti di avvio della sintesi del DNA: i cromosomi eucariotici ne possiedono numerose, consentendo la replicazione simultanea di più segmenti e accelerando l’intero processo (Figura 02.03-07). Alle estremità dei cromosomi si trovano i telomeri, costituiti da brevi ripetizioni nucleotidiche tandem e da proteine specifiche che proteggono le fini cromosomiche dalla fusione e dal riconoscimento come rotture del DNA, oltre a facilitare la copia completa delle estremità attraverso l’azione della telomerasi.

Un terzo elemento chiave è il centromero, una regione di DNA e cromatina specializzata essenziale per la suddivisione dei cromosomi duplicati durante la fase M (Figura 02.03-07). Con l’ingresso in mitosi, la cromatina si condensa progressivamente fino a generare i cromosomi mitotici altamente compatti (Figura 02.03-08), facilmente osservabili al microscopio (Figura 02.03-18). Il centromero nuclea la formazione del cinetocore, complesso proteico che si collega ai microtubuli del fuso e coordina l’attrazione dei cromatidi fratelli verso poli opposti, garantendo che ciascuna cellula figlia riceva una copia completa del patrimonio cromosomico (Figura 02.03-06):

• origini di replicazione: definiscono i punti d’avvio della duplicazione e distribuite in più copie per cromosoma, riducono i tempi complessivi della sintesi del DNA;
• telomeri: ripetizioni terminali e complessi proteici associati che risolvono il problema della replicazione delle estremità e proteggono i capi cromosomici da degradazione e riarrangiamenti;
• centromeri: domini cromatinici specializzati, sede del cinetocore, indispensabili per l’aggancio al fuso e la segregazione fedele dei cromatidi fratelli.

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Mitosi: ciclo cellulare

Nelle cellule in proliferazione i cromosomi si duplicano in interfase e vengono separati in mitosi. Durante la fase M i cromosomi si condensano, si forma il fuso mitotico che li allinea e separa le cromatidi sorelle, formando due nuclei e due cellule figlie identiche.

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Meiosi e Mitosi

La meiosi produce un numero di cellule doppio rispetto alla mitosi, ma con metà dei cromosomi in ciascuna cellula. Per ottenere questo risultato, nel primo ciclo della meiosi i cromatidi fratelli restano uniti, invece di separarsi come avviene nella mitosi o nel secondo ciclo della meiosi. Le cellule indicate come 1n possiedono un solo set di cromosomi, mentre quelle indicate come 2n ne possiedono due.

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Elementi essenziali del cromosoma

Il DNA si compatta avvolgendosi attorno agli istoni formando nucleosomi collegati da DNA linker (“collana di perle”). Questa struttura si ripiega in cromatina sempre più densa fino a condensarsi in cromosomi durante la divisione cellulare.

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Elementi essenziali del cromosoma

Il DNA si compatta avvolgendosi attorno agli istoni formando nucleosomi collegati da DNA linker (“collana di perle”). Questa struttura si ripiega in cromatina sempre più densa fino a condensarsi in cromosomi durante la divisione cellulare.

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Cromosoma mitotico duplicato

Una coppia di cromosomi omologhi con le rispettive cromatidi sorelle attaccate. I colori rosso e blu rappresentano i due cromosomi omologhi: uno è stato ereditato dalla madre e l’altro dal padre. Ciascun cromosoma, dopo la replicazione del DNA, è formato da due cromatidi sorelle identiche unite tra loro (nel centromero). Questa struttura doppia conferisce al cromosoma la tipica forma a “X”.

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Meiosi e Mitosi

La meiosi produce un numero di cellule doppio rispetto alla mitosi, ma con metà dei cromosomi in ciascuna cellula. Per ottenere questo risultato, nel primo ciclo della meiosi i cromatidi fratelli restano uniti, invece di separarsi come avviene nella mitosi o nel secondo ciclo della meiosi. Le cellule indicate come 1n possiedono un solo set di cromosomi, mentre quelle indicate come 2n ne possiedono due.

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Mitosi: ciclo cellulare

Nelle cellule in proliferazione i cromosomi si duplicano in interfase e vengono separati in mitosi. Durante la fase M i cromosomi si condensano, si forma il fuso mitotico che li allinea e separa le cromatidi sorelle, formando due nuclei e due cellule figlie identiche.

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I cromosomi interfasici, più lunghi e sottili dei loro corrispettivi mitotici, non sono disposti a caso nel nucleo, ma mostrano un’organizzazione gerarchica. Sebbene dinamici, essi occupano territori nucleari distinti che limitano l’intreccio eccessivo tra cromosomi diversi (Figura 02.03-09). Interazioni con la membrana nucleare interna e con la lamina nucleare, un reticolo di proteine fibrose, contribuiscono al posizionamento e al confinamento dei cromosomi all’interno dei rispettivi domini, favorendo al contempo regolazioni funzionali quali la repressione o l’attivazione di regioni geniche attraverso associazioni con domini della lamina.

Una manifestazione evidente di tale organizzazione è il nucleolo, ben visibile al microscopio ottico come corpo subnucleare (Figura 02.03-10). Durante l’interfase, segmenti provenienti da più cromosomi che contengono i geni per gli RNA ribosomiali si riuniscono a formare questa struttura. Nell’uomo, centinaia di copie dei geni rDNA sono raggruppate in 10 regioni organizzatrici nucleolari, collocate vicino alle estremità di cinque coppie di cromosomi acrocentrici (Figura 02.03-10). Nel nucleolo, l’RNA polimerasi I trascrive gli rRNA, che vengono poi processati e assemblati con proteine ribosomiali per formare le subunità dei ribosomi, macchine catalitiche deputate alla sintesi proteica. Gli rRNA apportano contributi sia strutturali sia catalitici all’interno del ribosoma, coordinando l’allineamento dei substrati e la formazione del legame peptidico.

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Cromosomi interfasici

(a) In mitosi i cromosomi sono condensati e identificabili con FISH; (b,c) in interfase occupano territori cromosomici distinti; (d) questi territori sono permeabili e formati da anse di cromatina. Nel nucleo interfasico i cromosomi restano separati (es. 3, 5, 11), con geni attivi (verde) che possono sporgere all’esterno e geni inattivi (rosso) distribuiti nel territorio.

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Nucleolo

Il nucleolo è la struttura più evidente del nucleo in interfase e si forma dall’unione di regioni cromosomiche con geni rRNA (cromosomi 13, 14, 15, 21 e 22). È un compartimento senza membrana dove si sintetizzano e assemblano gli rRNA, poi esportati nel citoplasma per formare i ribosomi necessari alla sintesi proteica.

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Nucleolo

Il nucleolo è la struttura più evidente del nucleo in interfase e si forma dall’unione di regioni cromosomiche con geni rRNA (cromosomi 13, 14, 15, 21 e 22). È un compartimento senza membrana dove si sintetizzano e assemblano gli rRNA, poi esportati nel citoplasma per formare i ribosomi necessari alla sintesi proteica.

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Nelle cellule eucariotiche il DNA è fortemente impacchettato sia in interfase sia in mitosi. Un confronto numerico chiarisce l’ordine di grandezza del fenomeno: il cromosoma 1 umano contiene circa 249 milioni di coppie di basi, che corrisponderebbero a una lunghezza distesa di circa 8,5 cm; in metafase, la stessa unità cromosomica misura pochi micrometri, implicando una compressione complessiva dell’ordine di \(10^4\). Le proteine associate al DNA orchestrano una serie di ripiegamenti e avvolgimenti modulari, generando livelli successivi di compattazione. Durante l’interfase, la cromatina è in media circa 15–20 volte meno condensata rispetto allo stato mitotico (Figura 02.03-11), pur mantenendo una notevole compattazione rispetto al DNA nudo.

La struttura cromosomica è tuttavia intrinsecamente dinamica: deve consentire un accesso rapido e selettivo a sequenze specifiche per processi quali replicazione, riparazione ed espressione genica. Complessi proteici dedicati, inclusi rimodellatori della cromatina ATP-dipendenti e topoisomerasi, modulano localmente densità e topologia della fibra, assicurando un bilanciamento continuo tra compattazione e accessibilità.

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Cromosoma interfascico

Nuclei in interfase e fasi della mitosi di S. album: in interfase il nucleo è più ampio e diffuso perché la cromatina è meno condensata, mentre in mitosi il DNA si compatta in cromosomi corti e spessi. A: interfase; B: profase; C: premetafase; D: metafase; E–F: anafase; G–H: telofase (barra 5 µm).

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Le proteine che si associano al DNA nucleare appartengono a due grandi classi: gli istoni e una vasta collezione di proteine non istoniche. Nel loro insieme, DNA e proteine formano la cromatina. Gli istoni sono estremamente abbondanti, con decine di milioni di molecole per cellula, per una massa complessiva paragonabile a quella del DNA. Le proteine non istoniche comprendono fattori di rimodellamento della cromatina, regolatori della trascrizione, topoisomerasi, coesine e condensine, tra le altre.

Il primo livello di organizzazione è il nucleosoma, che riduce la lunghezza lineare del DNA di circa un terzo. Al microscopio elettronico, fibre di cromatina isolata mostrano insiemi di particelle nucleoproteiche ravvicinate (Figura 02.03-12). Quando tali fibre vengono parzialmente distese, emerge una successione regolare di unità globulari intervallate da tratti di DNA, evidenziando un’architettura ripetitiva (Figura 02.03-12). Ogni unità centrale, la particella nucleosomica, è composta da un ottamero istonico formato da due copie ciascuna di H2A, H2B, H3 e H4, attorno al quale si avvolgono 147 coppie di basi di DNA a doppio filamento (Figura 02.03-13). Strutture ad alta risoluzione mostrano che il DNA compie circa 1,7 giri sinistrorsi attorno al disco proteico (Figura 02.03-14). Il DNA che collega due particelle successive, detto DNA di connessione (linker), è variabile e può estendersi da pochi nucleotidi fino a circa 80 nucleotidi.

Gli istoni del core sono proteine relativamente piccole, ricche in residui basici (lisina e arginina) che interagiscono con la dorsale zucchero-fosfato del DNA, carica negativamente. Le estremità N-terminali di H2A, H2B, H3 e H4 formano “code” flessibili che sporgono dalla particella nucleosomica e sono bersaglio di numerose modifiche post-traduzionali reversibili (per esempio acetilazione, metilazione, fosforilazione e ubiquitinazione), cruciali per modulare la compattazione della cromatina e il reclutamento di complessi regolatori. L’elevatissima conservazione evolutiva degli istoni core, con minime differenze di sequenza tra specie anche distanti, testimonia il loro ruolo essenziale nella biologia dei cromosomi. Varianti istoniche, come H3.3 o H2A.Z, conferiscono proprietà locali specifiche influenzando ricombinazione, trascrizione e stabilità nucleosomica.

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Nucleosomi

Gli istoni sono proteine basiche positive che si legano al DNA negativo e ne permettono la compattazione in cromatina. Il DNA si avvolge attorno a un ottamero istonico (H2A, H2B, H3, H4) formando nucleosomi collegati da DNA linker; l’istone H1 favorisce un’ulteriore condensazione nella fibra da 30 nm.

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Nucleosomi

Gli istoni sono proteine basiche positive che si legano al DNA negativo e ne permettono la compattazione in cromatina. Il DNA si avvolge attorno a un ottamero istonico (H2A, H2B, H3, H4) formando nucleosomi collegati da DNA linker; l’istone H1 favorisce un’ulteriore condensazione nella fibra da 30 nm.

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Struttura del nucleosoma

Il nucleosoma è l’unità strutturale fondamentale dell’impacchettamento del DNA negli eucarioti. È formato da un tratto di DNA avvolto attorno a un complesso di otto proteine istoniche (ottamero di istoni) e appare come un filo avvolto su un rocchetto. I nucleosomi rappresentano le unità di base della cromatina, consentendo al DNA di compattarsi e organizzarsi all’interno del nucleo.

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Struttura della particella nucleosomica

Il nucleosoma è l'unità strutturale e funzionale di base ripetuta nella cromatina. La struttura cristallina del nucleosoma costituito dagli istoni H2A, H2B, H3, H4 e DNA. La vista è dall'alto attraverso l'asse super-elicoidale.

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In vivo la cromatina raramente si presenta come una semplice successione lineare di nucleosomi. Le particelle tendono ad associarsi in strutture più addensate, con l’intervento dell’istone H1, detto anche istone di legame, che si connette al DNA di connessione e favorisce l’allineamento ordinato dei nucleosomi, incrementando la compattazione della fibra (Figura 02.03-12). Sebbene l’esatta architettura delle fibre più dense rimanga oggetto di indagine, l’effetto funzionale di H1 e delle code istoniche nel promuovere stati più compatti è ben documentato.

Livelli superiori di organizzazione derivano dalla formazione di anse di cromatina ancorate a una matrice proteica nucleare, con contributi di coesine, condensine e topoisomerasi II; tali anse costituiscono una piattaforma per la regolazione e l’integrazione delle attività genomiche (Figura 02.03-15). Durante l’interfase, l’insieme di anse genera un cromosoma relativamente compatto ma accessibile. All’ingresso in mitosi, ulteriori passaggi di condensazione — inclusa l’azione di condensine che estrudono anse su vasta scala — portano alla tipica morfologia del cromosoma mitotico visibile in metafase (Figura 02.03-16). Questo percorso gerarchico di compattazione consente di alloggiare lunghissime molecole di DNA in volumi nucleari ristretti, preservando al contempo la capacità di attivare rapidamente i processi che richiedono l’accesso al genoma.

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Nucleosomi

Gli istoni sono proteine basiche positive che si legano al DNA negativo e ne permettono la compattazione in cromatina. Il DNA si avvolge attorno a un ottamero istonico (H2A, H2B, H3, H4) formando nucleosomi collegati da DNA linker; l’istone H1 favorisce un’ulteriore condensazione nella fibra da 30 nm.

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Struttura della cromatina

La cromatina è organizzata in nucleosomi formati da un ottamero di istoni (H2A, H2B, H3 e H4) attorno a cui si avvolge il DNA. Le code N-terminali degli istoni possono subire modificazioni post-traduzionali (PTM) che regolano la compattazione: l’eucromatina è aperta e trascrizionalmente attiva, mentre l’eterocromatina è compatta e repressiva; l’acetilazione favorisce l’apertura, mentre la metilazione può attivare o reprimere a seconda della posizione.

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Organizzazione del DNA nel cromosoma

Organizzazione della cromatina: l’unità fondamentale è il nucleosoma, costituito da ~147 bp di DNA avvolte attorno a istoni. Il grado di impacchettamento regola l’accessibilità al DNA: l’eucromatina è aperta e trascrivibile, mentre l’eterocromatina è compatta e repressiva. Posizionamento e compattazione dei nucleosomi sono modulati da modificazioni di istoni e DNA e da complessi di rimodellamento ATP-dipendenti.

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