Mappa concettuale e riassunto COMPATTAMENTO DEL DNA
Mappa concettuale
Il compattamento del DNA è essenziale per l'organizzazione del materiale genetico nelle cellule. La cromatina, composta da DNA e proteine istoniche e non istoniche, si organizza in nucleosomi e cromosomi. Queste strutture sono cruciali per la trascrizione e la traduzione delle informazioni genetiche in proteine, influenzando direttamente l'espressione genica e la stabilità del genoma.
Riassunto
Schema
La Cromatina: Composizione e Struttura Fondamentale
La cromatina è la complessa struttura nucleoproteica presente nel nucleo delle cellule eucariotiche, che serve a impacchettare il DNA in modo efficiente, consentendone la regolazione dell'espressione genica. È composta da DNA, proteine istoniche e proteine non istoniche. Gli istoni sono proteine altamente basiche che si associano al DNA per formare i nucleosomi, unità fondamentali della cromatina che appaiono come "perle su una collana". I nucleosomi sono collegati tra loro da segmenti di DNA detti linker. Le proteine non istoniche svolgono funzioni regolatorie e strutturali, influenzando la condensazione della cromatina e partecipando a processi vitali come la replicazione, la trascrizione e la riparazione del DNA.I Livelli di Compattamento del DNA e la Formazione dei Cromosomi
Il DNA eucariotico si compatta attraverso diversi livelli di organizzazione per formare i cromosomi. A partire dai nucleosomi, il DNA si avvolge ulteriormente per formare una struttura a fibra di 30 nm, spesso descritta come solenoide, grazie all'azione dell'istone H1. Questa fibra si piega e si compatta ulteriormente per formare anse e domini di ordine superiore, culminando nella struttura del cromosoma metafasico durante la divisione cellulare. I cromosomi metafasici sono costituiti da due cromatidi fratelli uniti da un centromero e sono visibili al microscopio durante la metafase, quando il materiale genetico raggiunge il massimo grado di compattamento.Eterocromatina ed Eucromatina: Diversi Stati di Condensazione della Cromatina
La cromatina si distingue in eterocromatina ed eucromatina, a seconda del grado di condensazione e dell'attività trascrizionale. L'eterocromatina è densamente compattata e generalmente trascrizionalmente inattiva, localizzata in regioni specifiche come i centromeri e i telomeri. L'eucromatina, meno condensata, è distribuita nel nucleo durante l'interfase e rappresenta la porzione di cromatina attiva nella trascrizione genica, essenziale per la sintesi delle proteine. La transizione tra questi due stati è regolata da modificazioni chimiche degli istoni e del DNA, che influenzano l'accessibilità del DNA agli enzimi coinvolti nella trascrizione.Il Ruolo delle Proteine Istoniche e Non Istoniche nel Compattamento del DNA
Le proteine istoniche e non istoniche hanno ruoli cruciali nel compattamento del DNA e nella regolazione dell'espressione genica. Gli istoni, attraverso le loro interazioni con il DNA, permettono la formazione dei nucleosomi e contribuiscono alla struttura di base della cromatina. Le proteine non istoniche, che includono enzimi modificatori degli istoni, fattori di trascrizione e proteine di coesione, regolano l'accesso al DNA e sono coinvolte in processi come la replicazione, la trascrizione, la riparazione e la modifica epigenetica del DNA. Queste interazioni sono fondamentali per mantenere l'integrità del genoma e per assicurare una corretta espressione genica.Trascrizione e Traduzione: Da DNA a Proteina
Il flusso di informazioni genetiche dal DNA alla proteina inizia con la trascrizione, in cui un segmento di DNA viene copiato in RNA messaggero (mRNA) da un enzima chiamato RNA polimerasi. Il promotore, una regione specifica del DNA, guida l'inizio della trascrizione. L'mRNA risultante viene poi tradotto in una catena polipeptidica durante la traduzione, un processo che avviene nei ribosomi e che segue il codice genetico. Ogni tripletta di basi nell'mRNA, chiamata codone, specifica un amminoacido, determinando così la sequenza e la struttura finale della proteina.Conclusione: Il Compattamento del DNA e la Sua Importanza nella Sintesi Proteica
Il compattamento del DNA è un processo vitale che permette di conservare e proteggere il materiale genetico all'interno del nucleo cellulare, facilitando al contempo la regolazione dell'espressione genica. La cromatina, con i suoi componenti istonici e non istonici, si organizza in vari livelli di compattamento per formare i cromosomi. Questa organizzazione è essenziale per controllare l'accesso alle informazioni genetiche durante la trascrizione e per garantire una corretta traduzione in proteine, processi indispensabili per la funzione e la sopravvivenza della cellula.
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1. STRUTTURE CHE COMPONGONO LA CROMATINA
ISTONI
PICCOLE PROTEINE CON CARICA POSITIVA CHE COSTITUISCONO LA STRUTTURA PORTANTE DELLA CROMATINA
PROTEINE NON ISTONICHE
PROTEINE CHE SERVONO A COMPATTARE IL DNA
DNA LINKER
TRATTO DI DNA CHE COLLEGA TRA LORO I NUCLEOSOMI
2. LIVELLI DI COMPATTAMENTO DEL DNA
PRIMO LIVELLO
STRUTTURA A “COLLANA DI PERLE”, FORMATA DA NUCLEOSOMI
SECONDO LIVELLO
SOLENOIDE, FORMATO DA NUCLEOSOMI UNITI DA ISTONE H1
TERZO LIVELLO
CROMOSOMA METAFASICO, FORMATO DA DUE CROMATIDI FRATELLI UNITI DA CENTROMERO
3. CROMATINA
EUROCROMATINA
CROMATINA DECONDENSATA E DISTRIBUITA NEL NUCLEO NELL'INTERFASE
ETEROCROMATINA
CROMATINA CONDENSATA E TRASCRIZIONALMENTE INATTIVA
SEQUENZE SATELLITE
SEQUENZE DI DNA COLLEGATE ALLE ESTREMITÀ DEI CROMOSOMI
GENOMA
INSIEME DI TUTTI I GENI DI UN ORGANISMO
CARIOTIPO
CORREDO CROMOSOMICO DI UN INDIVIDUO DAL PUNTO DI VISTA MORFOLOGICO
CROMOSOMI OMOLOGHI
COPPIA DI CROMOSOMI DI CUI UNO È DI ORIGINE PATERNA E UNO DI ORIGINE MATERNA
DIPLOIDE
CORREDO CROMOSOMICO DI UNA CELLULA CHE CONTIENE DUE CROMOSOMI DI OGNI TIPO
APLOIDE
CORREDO CROMOSOMICO DI UNA CELLULA CHE PRESENTA SOLO UNO DEI CROMOSOMI DI OGNI COPPIA DI OMOLOGHI
4. PROTEINE ISTONICHE
ISTONICHE
SERVONO PER IL COMPATTAMENTO DEL DNA
CONDENSINE
SI AVVOLGONO ATTORNO ALLE ANSE E LE STABILIZZANO PER MANTENERE LA STRUTTURA DEL CROMOSOMA COMPATTA
5. PROTEINE NON ISTONICHE
COESINE
TENGONO INSIEME I CROMATIDI FRATELLI (VERRANNO DEGRADATE ALLA FINE DELLA MITOSI)
FATTORI DI TRASCRIZIONE
REGOLANO LA TRASCRIZIONE GENICA
ENZIMI E PROTEINE CHE SERVONO PER LA REPLICAZIONE, LA TRASCRIZIONE, I MECCANISMI DI RIPARAZIONE DEL DNA E PER LA MODIFICAZIONE CHIMICA DEL DNA
6. GENE
SEQUENZA DI DNA CHE VIENE TRASCRITTA IN RNA
SE QUESTO RNA È MESSAGGERO (MRNA), VERRÀ TRADOTTO IN UNA PROTEINA
COMPRENDE ANCHE LA REGIONE DI CONTROLLO, CIOÈ IL PROMOTORE DEL GENE A LIVELLO DEL QUALE SI DEVE LEGARE L’RNA POLIMERASI PER POTER TRASCRIVERE IL DNA IN RNA
COMPATTAMENTO DEL DNA
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00
Primo livello di compattamento DNA
Il DNA si avvolge attorno a proteine chiamate istoni formando i nucleosomi.
01
Funzione degli istoni
Gli istoni aiutano a organizzare il DNA in strutture più compatte e regolano l'accesso ai geni.
02
I nucleosomi, formati da DNA e ______ istoniche, assomigliano a una ______ di perle.
proteine
collana
