14.10: Regolazione epigenetica

I meccanismi epigenetici svolgono un ruolo essenziale nello sviluppo sano. Al contrario, i meccanismi epigenetici regolati con precisione vengono interrotti in malattie come il cancro.

Nella maggior parte dei mammiferi, le femmine hanno due cromosomi X (XX) mentre i maschi hanno un cromosoma X e un cromosoma Y (XY). Il cromosoma X contiene molto più geni del cromosoma Y. Pertanto, per prevenire un eccesso di espressione genica legata al cromosoma X nelle femmine, uno dei due cromosomi X viene silenziato in modo casuale durante lo sviluppo precoce. Questo processo, chiamato inattivazione del cromosoma X, è regolato dalla metilazione del DNA. Gli scienziati hanno trovato una maggiore metilazione del DNA nei siti promotori genici sul cromosoma X inattivo rispetto alla sua controparte attiva. La metilazione del DNA impedisce al meccanismo di trascrizione di attaccarsi alla regione promotrice, inibendo così la trascrizione genica.

La metilazione anormale del DNA svolge un ruolo importante nel cancro. La regione promotrice della maggior parte dei geni contiene tratti di nucleotidi di citosina e guanina collegati da un gruppo di fosfati. Queste regioni sono chiamate isole CpG. Nelle cellule sane, le isole CpG non sono metilate. Tuttavia, nelle cellule tumorali, le isole CpG nelle regioni promotrici dei geni del soppressore tumorale o dei regolatori del ciclo cellulare sono eccessivamente metilate. La metilazione disattiva l’espressione di questi geni, permettendo alle cellule tumorali di dividersi rapidamente e in modo incontrollabile.