Questi studi suggeriscono che il percorso della condensazione cromatinica durante la mitosi consiste di cambiamenti concomitanti della struttura a diversi livelli, piuttosto che in un processo strettamente sequenziale del ripiegamento.

Belmont A.S., Sedat J.W. And Agard D.A., 1987, J. Cell Biol, 105

E’ stato formulato un modello basato su misurazioni dell’elasticità cromosomale.Questi risultano altamente estensibili con specialitecniche di micromanipolazione (si estendono fino a 10volte la loro lunghezza).Viene proposto che il cromosoma contengaalcuni assi rigidi(ma elasticamente deformabili) ai quali si àncora la cromatina, più soffice.

Gli assi sono molto sottili (<20nm) e sono fatti di proteine e complessi proteici con proprietà elastiche,che possono essere svolti applicando qualche tipodi forza.Potenziali candidati sono la TITINA (proprietà biochimiche

che riflettono la flessibilità ed elasticità del cromosoma) e i complessi SMC (Structural Maintenance of Chromosome).

Altri importanti candidati per l’efficiente condensazionecromosomica sono gli istoni:H1 (fosforilato in mitosi e defosforilato in anafase)H3 fosforilato in ser10 in mitosi per iniziare la condensazionee fosforilato anche in ser28 (ruolo ancora sconosciuto)

Woodcock C.L. and Dimitrov S., 2001Curr. Opin. Genet. Dev., 11, 130-135

Si ipotizza l’esistenza di un asse fisso a cui il DNA si attacca formando anse in maniera costitutiva.

La presenza dell’asse è dimostrata con la microscopia elettronica ededotta in base alle esigenze replicative del cromosoma.

La Titina è una proteina sarcomerica elastica gigante= 3.000.000 daltons.Ha proprieta elastiche. Mutazioni in Titina comportano: sottocondensazione cromosomale, rotture,perdita di diploidia e separazione prematura di cromatidi fratelli.

Primo Livello: Fibra da 10 nm

STRUTTURA DEL NUCLEOSOMA

L’unità di base della struttura cromatinica.

Gli ISTONIsono piccole

proteine basiche altamente conservate

H2B

H2A

H3

H4

a-elica

variabile

conservato

Acetilazione Istonicaè una modificazione reversibiledelle lisine nell’ N-terminaledegli istoni.Risultato•legame ridotto al DNA• destabilizzazione della cromatina

Istoni del Core

H1Istone Linker

elettrodo:

elettrodo:

SDS

H4102 aa

H3

135 aaH3H4

+

AU AUT

H3

H4

H3.2

H4

H3.1

01

234

0

234

1H4102aa

+++

+++

135aaH3

0

234

1

-

+++

T

T

TH4102aa

+++

T T

T

TTTTT

T

135aaH3.1

+++

T TT

T

T

T T135aaH3.2 0

1234

1234

0

+ +-

-

Separazione: Taglia taglia + carica taglia + carica +idrofobicità

Elettroforesi degli Istoni

Modificazioni delle code Istoniche N-terminali

La Nucleasi Micrococcale taglia il DNA su entrambi i filamenti

Questo enzima non taglia sul nucleosoma ma solotra particelle adiacenti. Si possono ottenere digesti parziali

Dopo la digestione gli Istonivengono rimossi

I Prodotti vengono analizzatitramite elettroforesi

Caratteristiche generali del nucleosoma

180-200bp Valore medio154bp (fungo) Oscillazioni tra varie260bp (riccio di mare) Specie146bp Nucleo Centrale - Invariante8-114bp DNA Linker - Variabile

Digestione spinta con Nucleasi Micrococcale

Luger, Mader,Richmond, Sargent & RichmondNature 389, 251-260 (1997)