Organizzazione della cromatina

Ogni cellula diploide umana contiene circa due metri di DNA, compresso all’interno di un piccolo nucleo di pochi micron di diametro. La disposizione e l’avvolgimento del DNA all’interno del nucleo è, quindi, altamente organizzato e strettamente regolato. In primo luogo, il DNA cromosomico è associato a proteine istoniche per formare una struttura chiamata cromatina.L’unità strutturale e funzionale di base della cromatina è chiamata nucleosoma. L’associazione del DNA nei nucleosomi accorcia di circa sette volte la lunghezza del DNA;successivamente, una proteina dell’istone non-core, chiamata H1, si lega ad ogni nucleosoma. L’istone H1 cambia la sequenza del DNA mentre esce dal nucleosoma, aiutando a compattare ulteriormente il complesso.I nucleosomi vengono quindi impilati uno sopra l’altro, generando una fibra più corta e più spessa con un diametro di 30 nanometri, nota come fibra a 30 nanometri. La disposizione dei nucleosomi nella fibra a 30 nanometri è spiegata da un modello solenoide ampiamente accettato. Il modello propone che i nucleosomi siano disposti in una conformazione a elica sinistrorsa, con sei o più nucleosomi per svolta;la lunghezza del Dna, si riduce così ulteriormente di 50 volte.Qualsiasi regione cromatinica che non è attivamente trascritta o replicata esiste nella forma di fibra a 30 nanometri. D’altra parte, le regioni cromatiniche che sono attivamente accessibili esistono in una forma estesa a collana di perle. Le fibre a 30 nanometri sono avvolte ulteriormente per formare anelli di circa 300 nanometri di lunghezza;queste fibre vengono quindi compresse in anlli larghi 250 nanometri.In un secondo tempo, durante la metafase del ciclo cellulare, le fibre cromatiniche formeranno strutture altamente condensate, chiamate cromosomi. Il rapporto complessivo di compattazione del DNA nel cromosoma è di circa 1 a 10, 000. Una volta che la cellula si divide, il cromosoma si apre nuovamente.