BIOLOGIA 9/10

Come avviene il processo di replicazione degli istoni?

Il nucleosoma viene smantellato quando passa la forcella replicativa. Nelle due cellule figlie i dimeri H3-H4 vengono ripartiti in maniera casuale, poi vengono aggiunti tetrameri H3-H4 di nuova sintesi e infine dimeri H2A-H2B di nuova e vecchia sintesi.

Come funziona il complesso "reader e writer"? Da che necessità nasce?

Il complesso "reader e writer" è composto da un complesso reader, che ha il compito di leggere le modificazioni istoniche nelle proteine istoniche parentali, trasferendole al writer, che ha invece il compito di trasferire tali modificazioni sugli istoni di nuova sintesi. Questo processo nasce dal fatto che la ripartizione iniziale dei dimeri H3-H4 è casuale, e questo comporta che non tutte le cellule conservino le modificazioni alle relative code istoniche. Grazie a questo complesso, invece, si riesce a conservare le modifiche post traduzionali.

Cosa succede al nucleosoma durante la trascrizione?

Durante la trascrizione il nucleosoma viene smantellato e portato a monte del filamento, quindi in una posizione antecedente rispetto a quella in cui si è legata la RNApolimerasi. Questo processo è accompaganto dalla formazione di loop all'interno della doppia elica. Per assemblare e disassemblare gli istoni servono le proteine del CRC.

Quali molecole sono fondamentali per i livelli superiori di compattamento della cromatina?

Come si è evidenziato nella lezione precedente di fondamentale importanza per livelli superiori di compattamento della cromatina sono l'interazione fra nucleosomi grazie alle code istoniche che escono dal core, l'istone H1 che stabilizza la struttura grazie alle lunghe code in C terminale e N terminale e infine le proteine non istoniche, una classe molto eterogenea di proteine, sequenza specifiche, che intervengono nella regolazione della trascrizione della cromatina. Le principali proteine non istoniche sono condensine e coesine. Si passa ora quindi da fibra a 10 nm a fibra a 30 nm, per poi, grazie all'intervento di condensine e coesine, arrivare alla strttura più estrema d compattamento che è il cromosoma.

Quali sono le tappe fondamentali per passare da una cromatina di 10 nm a una di 30 nm? E per passare da una di 30 nm a 250 nm?

Da cosa è caratterizzata la struttura a 300nm?

La struttura a 300 nm è data dalla cromatina a 30nm che si ripiega su sè stessa in loop, ovvero strutture "ad anse". Queste si formano grazie all'intervento delle proteine non istoniche, che formano un'impalcatura, uno "scaffold", che funge da sostegno per la cromatina ripiegata ad anse. Questa struttura non è statica ma è estremamente dinamica, tanto ce non si ha la certezza di come sia davvero. Sicuramente si può apprezzare il DNA disposto in filamenti aggrovigliati, ricordando quindi una forma globosa, appoggiati a questa struttura proteica che ricorda appunto un'impalcatura.

Quante basi contiene piò o meno ciascuna ansa?

Dalle 50 alle 200 kb, con poi ovviamente altri livelli di compattamento di DNA per rendere la cromatina sempre più compatta.

Come si chiamano le molecole che vanno a costituire un ruolo fondamentale nella formazione di questi ripiegamenti ad ansa (proteine dello scaffold)? Come mai adottano questa sigla?

Le molecole in questione sono proteine non istoniche, in particolare coesine e condensine. Esse sono chiamate proteine SMC (structural maintenance of chomosomes), in quanto possiedono appunto un dominio SMC. Inoltre entrano in gioco enzimi come le DNA topoisomerasi che favoriscono i ripiegamenti tridimensionali della molecola di DNA.

Ci sono sequenze specifiche dove le proteine dello scaffolding si attaccano al DNA? Come si chiamano?

Sì, ci sono sequenzedi DNA specifiche per l'attacco delle proteine dello scaffolding. Si chiamano S/MAR.

Cosa sono le coesine? Quali sono le loro funzioni principali?

Le coesine sono proteine SMC. Esse sono costituiti da eterotetrameri (tra cui domini SMC) e un dominio ATPasico, necessari per ricavare energia con cui svolgere la funzione di "lucchetto". Esse infatti sono disposte lungo tutto la struttura dei cromatidi fratelli e possono essere assimilati a lucchetti molecolare, che hanno appunto il compito di tenerlio uniti. Ma non svolgono solo questa funzione. Esse infatti intervengono anche nella riparazione del DNA, nella regolazione dell'attività di trascrizione e facilitano l'attacco dei cromosomi al fuso mitotico.

Cosa sono le condensine? Che funzioni hanno?

Le condensine sono proteine SMC, costituite da 5 grandi subunità, con domini SMC e domini ATPasici. Esse svolgono un ruolo fondamentale nel mantenimento dei legami crociati che garantisocno la formazione dei domini ad anse della cromatina. Esse, come le coesine, sono distribuitelungo tutto l'asse dei cromosomi, ma sono più presenti in termini di quantità.

In che momento è possibile assistere alla formazione di cromatina a 1400nm?

In metafase

Come si presenta il cromosoma metafasico?

Il cromosoma metafasico si presenta in una struttura ad X, formata da due cromatidi fratelli (il DNA è stato replicato prima della mitosi), uniti in un punto chiamato centromero, che può variare la propria posizione in base al tipo di cromosoma che si analizza. Esso viene anche chiamato costrizione primaria. Inoltre, per convenzione, il braccio lungo viene chiamato braccio q mentre il più corto braccio p.

Che tipi di costrizioni troviamo nel cromosoma?

Ci sono due possibili tipi di costrizione nel cromosoma. La prima, comune a tutti i cromosomi, è detta costrizione primaria o centromero. Esso rappresenta un punto fondamentale in quanto è il punto in cui si attacca il cinetocore, durante la segregazione dei cromosomi. Inoltre si può trovare nei cromosomi 13,14,15,21,22 la costrizione secondaria o NOR, regione dell'organizzazione nucleolare.

Cosa sono i telomeri e che ruoli svolgono?

I telomeri sono strtture che si trovano alle estremità di ogni cromatide fratello (sono quindi due per cromatide fratello) e servono innanzitutto per proteggere le estremità e permetterne la trascrizione. Svologono poi un ruolo fondamentale nell'impedire a cromatidi fratelli di unirsi fra di loro, fenomeno che potrebbe causare gravi probelmi durante la segregazione e inoltre rappresentano un importante punto di contatto fra lamina nucleare e cromatina.

Quanti cromosomi hanno i procarioti?

I procarioti hanno un unico cromosoma circolare. Questo portaa all'assenza di telomeri e ad un'unica origine replicativa (negli eucarioti sono molte)

Cosa sono i cromosomi omologhi? Coss'è il cariotipo?

I cromosomi omologhi sono cromosomi ereditati da madre e padre, simili, ma non uguali. Il cariotipo è il numero totale di cromosomi che caratterizzata un essere vivente. Quello uman ad esempio corrisponde a 46 cromosomi (euploide)

Come si classificano i cromosomi in base alla posizione dei centromeri?

I cromosomi si classificano in telocentrici, centromero all'estremità, acrocentrici, centromero sopra la metà, submetacentrici, centromero sotto la metà, metacentrici, centromero esattamente a metà.

Cos'è la colticina?

Proteina che disassembla i microtubuli

Cos'è il nucleolo? Che funzioni svolge?

Il nucleolo è una sottoregione del nucleo estremamente elettrondensa. Una delle funzioni principali è la biosintesi delle componenti di RNA del ribosoma, che vengono poi assemblate all'esterno del nucleolo. Per ovviare a questa necessità è necessaria la presenza di sequenze di DNA che codificano per gli rRNA. Esse si trovano nei cromosomi 13,14,15,21 e 22, ovvero i cromosomi con la costrizione secondaria NOR. Essi hanno un braccio, dove sono contenuti i geni del DNA che codifica per gli rRNA, direttamente orientato verso l'interno del nucleolo. Per semplificare questi processo entrano in gioco gli snoRNA. Inoltre all'interno del nucleolo si sintetizzano i snRNA e il complesso proteico della telomerasi.