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Organizzazione della cromatina
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Organizzazione della cromatina
Organizzazione della cromatina
La cromatina è suddivisa in regioni dove è altamente condensata, (eterocromatina), e in regioni meno condensate (eucromatina).
La cromatina è un complesso di DNA, proteine istoniche e non istoniche, la cui unità fondamentale viene definita nucleosoma.
GLI ISTONI
Gli Istoni H1
H2B
H2A
H3
H4
elica
variabile
conservato
Histone acetylation is a reversible modification of lysines in the N-termini of the core histones. Result: • reduced binding to DNA • destabilization of chromatin
Linker histone
Core histones
N-term
Piccole proteine basiche altamente conservate
IL NUCLEOSOMA
Il nucleosoma
Assemblaggio dell’ottamero istonico
tetramero H3-H4
dimero H2A-H2B
ottamero istonico
Ottamero istonico
Ottamero istonico
H4 white H3 green H2A light blue H2B dark blue red: + (arg, lys) orange: -OH (ser, thr)
Il nucleosoma
< 6 nm >
<
11
nm
>
L’ottamero istonico lega 145 bp di DNA con un avvolgimento di 1,75 giri 48 nm di DNA sono impacchettati in un disco delle dimensioni di 6 x 11 nm
L’istone linker H1
L’istone linker H1 organizza il DNA che entra ed esce dal nucleosoma (fino a 168 - 200 bp) H1 stabilizza le interazioni tra nucleosomi nella cromatina condensata
H1/H5 globular protein domain
Il cromatosoma
5 mM
1 mM
Ottamero istonico + istone linker (H1) + 2 giri completi di DNA (168 bp)
H3
H1
N
C
H3
FIBRA CROMATINICA
La fibra cromatinica
La fibra cromatinica
Fibra cromatinica di 30 nm Nucleosomi distesi (11 nm beads)
High order structures
Compattamento del DNA nel
cromosoma
Compattazione del DNA
1bp (0.3nm)
10000 nm
30nm
11 nm
MODIFICHE ISTONICHE
Le code N-terminali
Acetilazione delle lisine conservate
H4 N-terminus
H3 N-terminus
Ac-S-G-R-G-K-G-G-K-G-L-G-K-G-G-A-K-R-H-R-K-V-L-R-D- + + + + + + +
+
+ +
Ac Ac Ac Ac
5 8 12 16 20
A-R-T-K-Q-T-A-R-K-S-T-G-G-K-A-P-R-K-Q-L-A-T-K-A-A-R-K-S-A-P- + + + + + + + + +
4 9 14 18 23
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Le code N-terminali degli istoni H4 e H3 ed il loro pattern di acetilazione sono altamente conservati
Lysine
e-N-Acetyl-Lysine
HAT (Histone Acetyl-Transferase)
Histone Deacetylase
Reazione reversibile
O
N
C
C C
C
C
C N+ a b
g d
e P
O O
O
P
O
- DNA backbone binding
no DNA binding O
N
C
C C
C
C
C
N e
O
C
C
Acetyl-CoA
CoA
Me Ac Ac Ac Ac
Ac Me
Ac Me
Modifiche covalenti degli istoni
Modifiche covalenti degli istoni Modifiche apportate da specifici fattori proteici (writers) e rimosse da altri specifici fattori proteici (erasers)
Le modifiche vengono lette da appositi fattori (readers)
Acetilazione e metilazione delle lisine delle code istoniche (H3 e H4) sono coinvolte nel controllo e la regolazione della trascrizione
H4K16ac -> favorisce la trascrizione
H3K4me3 -> attivazione trascrizionale
H3K27me3 -> inattivazione trascrizionale
H3K9me-> inattivazione trascrizionale
La fosforilazione degli istoni è coinvolta in altri processi nucleari
H2A.X (S139) -> riparo del DNA
H3 (S10) -> stabilità cromosomi e divisione cellulare
H2B (S14) -> apoptosi
