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Struttura e Classificazione dei Cromosomi:, Chromatin Loops, TADs,…
Struttura e Classificazione dei Cromosomi:
I cromosomi compattano il DNA duplicato per trasmetterlo alle cellule figlie.
Nei procarioti sono circolari, nel nucleoide; negli eucarioti, lineari, nel nucleo.
La cromatina – DNA con proteine istoniche e non – forma due cromatidi uniti
al centromero, che ospita il cinetocore, un complesso proteico di 200 nm
che si lega ai microtubuli del fuso. I telomeri, alle estremità, proteggono dalla degradazione.
Il fuso mitotico ha tre tipi di microtubuli:
del cinetocore, che allineano i
cromosomi alla piastra metafasica; interpolari, che stabilizzano il fuso tra i centrosomi; e astrali, che si ancorano alla membrana plasmatica.
I cromosomi si classificano per forma – metacentrici (es. coppie 1-5, 19-20),
submetacentrici (6-12, 16-18), acrocentrici (13-15, 21-22), telocentrici (rari) – e funzione: autosomi (22 coppie, tratti somatici), sessuali (X, Y), omologhi
(materni/paterni), politenici (copie multiple) e a spazzola (trascritti).
Chromatin Loops, TADs, Compartimenti e Territori:
La cromatina forma loop
(40-100 kb) ancorati alla matrice nucleare da
proteine come CTCF (barriera), coesina (stabilità), SAF (ancoraggio) e
topoisomerasi II (tensione). Regolano l’espressione genica, separano domini funzionali e facilitano replicazione/riparazione.
I TADs
(100 kb-qualche Mb) isolano geni ed enhancer, evitando interazioni
errate – alterazioni causano malattie o tumori. Si trovano in compartimenti: A
(attivo, centrale, eucromatina) e B (inattivo, periferico, eterocromatina), dinamici in base a segnali.
Ogni cromosoma occupa un territorio nel nucleo:
attivi al centro, inattivi alla
periferia, regolando trascrizione, replicazione e stabilità.
Organizzazione del DNA e Cromatina:
Il DNA, a doppia elica, si organizza così:
nucleosomi (DNA attorno a istoni
H2A, H2B, H3, H4), fibra da 10 nm (“collana di perle”), fibra da 30 nm (con
istone H1), e cromosoma mitotico in metafase. La cromatina può essere
eucromatina (aperta, attiva) o eterocromatina (condensata, inattiva),
costitutiva (centromeri, telomeri) o facoltativa (es. X inattivato).
Le modificazioni istoniche formano il “codice istonico”: acetilazione (HAT aggiunge, HDAC rimuove) apre la cromatina; metilazione (H3K4me3 attiva,
H3K9me3 reprime); fosforilazione (es. H3S10ph) compatta in mitosi;
ubiquitinazione (H2Bub1 attiva, H2Aub reprime); SUMOilazione e ADP-
ribosilazione (via PARP) regolano trascrizione e riparazione DNA.