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10.4:

DNA genomico negli eucarioti

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Genomic DNA in Eukaryotes

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– [Istruttore] Negli eucarioti, il DNA a doppio filamento è organizzato all’interno di nuclei legati a una membrana per poter contenere lo spazio limitato della cellula. Al primo livello di compattazione, il DNA è avvolto saldamente attorno a delle specifiche proteine, dette istoni. Il nucleo di un istone e il DNA avvolto intorno a esso sono conosciuti insieme come nucleosomi, l’unità basilare del DNA. I nucleosomi sono tenuti insieme da del DNA legante, con una struttura che ricorda una collana di perle. Nel livello successivo, i nucleosomi e il DNA legante si avvolgono a spirale per formare le fibre di cromatina. Infine, delle proteine fibrose addizionali compattano la cromatina ancora di più, permettendo al DNA di allungarsi in unità densamente condensate, note come cromosomi, a seconda della fase della divisione cellulare.

10.4:

DNA genomico negli eucarioti

Gli eucarioti hanno grandi genomi rispetto ai procarioti. Per inserire i loro genomi in una cellula, il DNA eucatoico è confezionato straordinariamente saldamente all’interno del nucleo. Per raggiungere questo obiettivo, il DNA è strettamente avvolto intorno alle proteine chiamate istoni, che sono confezionati in nucleosomi che sono uniti dal DNA del linker e dalla bobina in fibre di cromatina. Proteine fibrose aggiuntive compattano ulteriormente la cromatina, che è riconoscibile come cromosomi durante alcune fasi della divisione cellulare.

Il genoma umano misurato in metri

La maggior parte delle cellule nel corpo umano contiene circa 6 miliardi di coppie di base di DNA imballato in 23 coppie di cromosomi. È difficile immaginare esattamente quanto DNA rappresentino questi numeri, e quindi è difficile capire quanto il DNA densamente imballato debba essere per inserirsi in una cellula. Possiamo ottenere alcune informazioni esprimendo il genoma in termini di lunghezza. Se dovessimo sistemare il DNA di una singola cellula diploide in linea retta, sarebbe lunga circa due metri!

Si noti che gli esseri umani non hanno genomi insolitamente grandi. Molti pesci, anfibi e piante da fiore hanno genomi molto più grandi degli esseri umani. Ad esempio, il genoma aploide della pianta fiorita giapponese Paris japonica contiene circa 50 volte più DNA del genoma umano aploide. Queste cifre sottolineano il lavoro sorprendente che gli istoni e altre proteine di rimodellamento della cromatina devono fare per confezionare il DNA.

Suggested Reading

Li, Guohong, and Danny Reinberg. “Chromatin Higher-Order Structures and Gene Regulation.” Current Opinion in Genetics & Development 21, no. 2 (April 2011): 175–86. [Source]