Uno sguardo più da vicino

Il DNA è normalmente concepito come una scala a spirale, ma in eucariotico cellule (cellule con nuclei) il DNA nel nucleo è legato attorno a una serie di proteine a forma di bobina note come istoni. Le loro funzioni principali sono compattare e controllare i lunghi fili del DNA. Compattano il DNA interagendo tra loro per formare una struttura come una bobina compatta. Due giri di DNA sono avvolti attorno a questa bobina, formando le subunità note come nucleosomi e diminuendo di otto volte la lunghezza effettiva del DNA. Ad alto ingrandimento questi complessi DNA-istone sembrano una serie di perline su una corda. I complessi sono ulteriormente compattati di un fattore quattro da un istone linker che lega il DNA tra i nucleosomi, organizzandoli in una bobina. In questo modo un cromosoma contenente 20 milioni di paia di basi di DNA è organizzato in circa 100.000 particelle di nucleo nucleosomico. Gli istoni sono anche coinvolti nel controllo delle sequenze di DNA attivate per la trascrizione dell’RNA. Quando gli istoni vengono modificati chimicamente in un certo modo, possono allentare la presa sul DNA e consentire che diventi accessibile alle proteine che attivano la trascrizione, oppure possono stringere la presa sul DNA e renderlo inaccessibile. Il DNA stesso può essere modificato chimicamente nel processo noto come metilazione del DNA, che è un altro meccanismo per regolare l’espressione genica. Si pensa che gli istoni rimangano con le stesse sequenze di DNA dopo la replicazione cellulare, quindi le modifiche degli istoni e del DNA consentono di attivare e disattivare gli stessi set di geni nelle cellule figlie come nella cellula madre. Questo è un modo in cui gli organismi multicellulari possono produrre più tipi di cellule (come muscoli, fegato e pelle), anche se i diversi tipi di cellule contengono tutti lo stesso DNA nei loro nuclei. Gli istoni sono tra le proteine meglio conservate conosciute. Ci sono solo due piccoli cambiamenti nelle sequenze amminoacidiche dell’istone designato H4 nel pisello e nella mucca, per esempio. Questa quasi uniformità tra le specie suggerisce che l’intera superficie di ciascun istone è importante per la sua funzione e che tutte le piante e gli animali utilizzano gli istoni per le stesse funzioni.