Duplicazione cromosomica

Il materiale genetico, il DNA, in una cellula eucariotica esiste all'interno del nucleo come strutture lineari chiamate cromosomi.

All'interno dei cromosomi, il DNA a doppio filamento si avvolge principalmente attorno a proteine nucleari ottamerica chiamate istoni per formare nucleosomi. Diverse proteine non istoniche si associano anche al DNA, aiutando nell'impacchettamento del DNA.

Questi nucleosomi e proteine non istoniche si organizzano per formare bobine che si ripiegano ulteriormente in anelli, in un array, formando cromatina impacchettata. L'entità della compattazione della cromatina consente al DNA estremamente lungo di adattarsi all'interno del nucleo. Durante la fase M, la cromatina si avvolge ulteriormente per formare i cromosomi condensati.

La duplicazione cromosomica comporta la duplicazione dell'intera struttura della cromatina, quindi il DNA e le proteine associate alla cromatina sono tutte duplicate. La produzione di istoni è aumentata per generare le proteine aggiuntive necessarie per impacchettare il DNA appena sintetizzato nei cromosomi.

Replicare l'esatta struttura della cromatina del cromosoma duplicato è vitale per la regolazione genica.

All'interno dei cromosomi, il livello di impacchettamento della cromatina non è sempre uniforme. I cromosomi contengono regioni con cromatina strettamente impacchettata chiamata eterocromatina e regioni con cromatina debolmente impacchettata chiamata eucromatina.

Il DNA dell'eterocromatina è inaccessibile al meccanismo di trascrizione, e quindi i geni in quelle regioni non vengono trascritti regolarmente. Al contrario, il DNA all'interno dell'eucromatina è più accessibile e quindi i geni in queste regioni possono essere trascritti.

Questo significato strutturale e funzionale della cromatina rende fondamentale che l'intera struttura della cromatina sia riprodotta accuratamente durante la duplicazione cromosomica.