Il Nucleo, la Cromatina e il Genoma Eucariotico

Flashcards sui concetti fondamentali di organizzazione del DNA, struttura della cromatina, regolazione epigenetica e architettura del genoma umano.

Cromatina

Complesso nucleoproteico costituito da una singola molecola di DNA a doppio filamento associata a proteine specializzate nel ripiegamento e nella regolazione genica.

Cromosomi omologhi

Coppie di cromosomi che contengono la stessa sequenza di geni disposti nello stesso ordine logico, sebbene possano presentare varianti alleliche differenti.

Cariotipo

Analisi visiva del set completo di 46 cromosomi di una cellula, bloccata durante la metafase mitotica quando il compattamento è massimo.

Bandeggio G

Tecnica di colorazione specifica che genera un pattern alternato di bande chiare e scure riflettendo la ricchezza locale in basi $A-T$ o $G-C$.

Origini di replicazione

Sequenze nucleotidiche specializzate dove si assemblano i complessi proteici iniziatrici per avviare la sintesi del nuovo filamento di DNA.

Centromero

Regione specializzata del DNA che permette l'assemblaggio del cinetocore per l'aggancio dei microtubuli del fuso mitotico durante la divisione cellulare.

Telomeri

Sequenze nucleotidiche ripetute alle estremità dei cromosomi lineari che impediscono fusioni aberranti e risolvono il problema della replicazione terminale.

Nucleosoma

Livello fondamentale di organizzazione della cromatina, costituito da circa $147$ coppie di basi di DNA avvolte per circa $1,7$ giri attorno a un ottamero istonico.

Istoni

Piccole proteine strutturali con elevata percentuale di amminoacidi carichi positivamente (lisina e arginina) che favoriscono il legame con lo scheletro del DNA carico negativamente.

Ottamero istonico

Nucleo proteico del nucleosoma costituito da due copie di ciascuno dei quattro istoni fondamentali: $H2A$, $H2B$, $H3$ e $H4$.

Istone H1

Istone di collegamento (linker) che si lega al DNA all'uscita del nucleosoma, favorendo il compattamento nella fibra da $30\,nm$.

Scaffold cromosomico

Impalcatura proteica non istonica interna costituita da proteine come condensine e topoisomasi a cui sono ancorate le anse cromatiniche.

Eterocromatina

Frazione più condensata e compatta della cromatina interfasica, trascrizionalmente inerte e localizzata prevalentemente alla periferia del nucleo.

Eucromatina

Stato rilassato e disperso della cromatina che ospita la quasi totalità dei geni attivi o potenzialmente attivabili.

Effetto di posizione

Fenomeno per cui l'espressione di un gene dipende dalla sua collocazione spaziale; ad esempio, un gene attivo può essere silenziato se traslocato vicino all'eterocromatina.

Complessi di rimodellamento della cromatina ATP-dipendenti

Macchine proteiche che utilizzano l'energia dell'idrolisi dell'ATP per far scivolare il DNA lungo l'ottamero istonico (nucleosome sliding).

Istone acetiltransferasi (HAT)

Enzimi che aggiungono gruppi acetili alle lisine delle code istoniche, neutralizzandone la carica positiva e favorendo l'apertura della cromatina.

Codice istonico

Combinazione specifica di modificazioni covalenti sulle code istoniche che definisce lo stato funzionale di una specifica regione genomica.

Proteine lettrici (reader)

Complessi proteici dotati di domini specifici (come il bromodominio o il cromodominio) che riconoscono e si legano alle code istoniche modificate.

Epigenetica

Insieme dei cambiamenti ereditabili nell'espressione genica che avvengono senza alterare la sequenza primaria dei nucleotidi del DNA.

DNA metiltransferasi (DNMT)

Enzimi responsabili dell'aggiunta di un gruppo metilico al carbonio 5 della citosina, solitamente associata al silenziamento genico a lungo termine.

DNMT1

DNA metiltransferasi di mantenimento che riconosce i siti $CpG$ emimetilati per propagare il pattern di metilazione durante la replicazione.

Territorio cromosomico

Spazio fisico ben definito e discreto occupato da ciascun singolo cromosoma all'interno del nucleo durante l'interfase.

Nucleolo

Struttura sub-nucleare dove avviene la trascrizione dei geni per gli RNA ribosomiali, il loro processamento e l'assemblaggio iniziale delle subunità ribosomiali.

DNA satellite

Sequenze di DNA ripetute in tandem che formano bande distinte durante la centrifugazione in gradiente di densità di cloruro di cesio.

Minisatelliti (VNTR)

Sequenze costituite da unità ripetute di lunghezza compresa tra $10$ e $100$ coppie di basi.

Microsatelliti (STR)

Sequenze con unità ripetute molto corte ($1-6$ coppie di basi), altamente polimorfiche e utilizzate per il DNA profiling.

Trasposasi

Enzima codificato dai trasposoni a DNA che riconosce le sequenze ripetute invertite ($IR$) e catalizza il meccanismo di spostamento taglia e incolla.

LINE (Long Interspersed Nuclear Elements)

Retrotrasposoni autonomi (es. famiglia $L1$) lunghi circa $6.000\,bp$ che codificano per un promotore interno, endonucleasi e retrotrascrittasi.

SINE (Short Interspersed Nuclear Elements)

Retrotrasposoni non autonomi (es. elementi $Alu$) lunghi circa $300\,bp$ che necessitano del macchinario dei LINE per la trasposizione.

Retrovirus Endogeni (HERV)

Elementi derivanti da antiche infezioni virali integrati nel genoma, caratterizzati da sequenze ripetute terminali dirette ($LTR$).

Ricombinazione sito-specifica conservativa

Meccanismo che permette il riarrangiamento del DNA tra sequenze specifiche senza perdita o sintesi di nuovi nucleotidi, mediato da ricombinasi a tirosina o serina.