Rimodellamento dei nucleosomi

La disposizione ordinata dei nucleosomi risulta in un'organizzazione cromatinica compatta e protettiva, che può ostacolare in diversi modi, l'accesso 00:00:10.400 00:00 12.630 alle informazioni genetiche. In primo luogo, le proteine leganti il DNA, come la RNA polimerasi, non possono facilmente associarsi al DNA legato alla superficie dell'istone;inoltre, il DNA avvolto intorno all'istone è molto ripiegato, rendendolo irriconoscibile dalle proteine che legano il DNA. Infine, la proteine della cromatina non istonica può essere associata ai nucleosomi, causandone ulteriore compattazione.

Pertanto, le cellule eucariotiche hanno enzimi, chiamati complessi di rimodellamento della cromatina ATP-dipendenti, che possono rimodellare temporaneamente e localmente i nucleosomi. Questi complessi contengono una sottounità di idrolisi dell'ATP che si lega sia alle proteine istoniche che al DNA avvolto intorno ad esse. L'idrolisi dell'ATP fornisce l'energia necessaria per interrompere l'interazione tra il nucleo dell'istone e il DNA.

L'energia ottenuta da cicli multipli di idrolisi di ATP, permette ai complessi di rimodellamento di provocare uno scorrimento nucleosomico, un processo in cui l'istone viene spostato lungo il DNA senza che si dissoci da esso. Lo scorrimento nucleosomico è spiegato meglio dal modello di propagazione loop-bulge Qui, il DNA della regione del linker viene spinto verso il nucleo dell'istone, formando un anello. Questo rigonfiamento si propaga intorno al nucleo dell'istone come un'onda, rompendo e riformando le interazioni del DNA dell'istone.

Questo processo sposta il nucleo dell'istone lungo il DNA, esponendo le sequenze di DNA finora inaccessibili. Il rimodellamento dei complessi, in associazione ai i chaperones istoni, facilitano la sostituzione parziale o completa dei nuclei di ottamero nucleosomico, influenzando indirettamente la ripiegatura della cromatina. Ad esempio, la sostituzione dell'istone H3 agli istoni H3 specifici per il centromero distingue la posizione del centromero sul cromosoma.

Le proteine non-istone che legano il DNA, influenzano anch'esse la posizione e la stabilità nucleosomica. Alcune proteine legate possono favorire la formazione di nucleosoma e altre proteine potrebbero non consentire la formazione di nucleosomi nelle loro vicinanze. L'esatta localizzazione dei nucleosomi dipende quindi dalla natura delle proteine che legano il DNA non istonico.

A causa della presenza dei complessi di rimodellamento della cromatina, la composizione e la disposizione dei nucleosomi risulta altamente dinamica.