Cromatina - biologia molecolare

La cromatina rappresenta l'insieme del DNA e di un set di proteine ed è presente esclusivamente a livello degli eucarioti. In linea generale, la cromatina è una struttura altamente densa, compattata, che serve a ridurre il volume e la dimensione lineare del DNA a livelli compatibili con lo spazio intracellulare. Se il DNA non fosse organizzato in cromatina la lunghezza lineare, in quasi tutti gli organismi sarebbe del tutto incompatibile con il ridotto spazio cellulare.

In base allo stato morfologico della cromatina, il DNA in essa contenuto può essere quasi totalmente inaccessibile e, di conseguenza, inutilizzabile sia per la trascrizione, sia per la traduzione sia per altri eventi metabolici.

Struttura della cromatina

Le proteine cromosomiali che si associano al DNA fanno parte di due, grandi classi: gli istoni e i non istoni. Queste proteine sono in larga parte responsabili della morfologia e della funzionalità della cromatina.

Gli istoni sono proteine di dimensione ridotta, dal forte carattere basico; per questa ragione possono legarsi al DNA che, chimicamente, possiede una caratteristica acidità. Una tra le tante particolarità degli istoni è che, la maggior parte di essi, presentano una sequenza di aminoacidi altamente conservata che può essere rilevata anche tra organismi molto lontani, dal punto di vista filogenetico, tra loro.

Le proteine non istoniche, invece sembrano essere molto differenti anche tra organismi che si trovano in phyla equiparabili.

Morfologia della cromatina

La morfologia della cromatina è direttamente legata a quanto essa è compattata. La struttura in assoluto più semplice è quella che occupa più spazio, prende il nome di cromatina a filo di perle ed è mediata dagli istoni H4. Questo tipo di cromatina, a livello del ciclo cellulare si riscontra nella fase S.

In questa struttura si osserva il cosiddetto nucleosoma che è l'insieme del DNA legato a un core proteico istonico. Nel nucleosoma sono presenti i nucleosomi H2A, H2B, H3 e H4, in doppia copia per ciascuno. Il diametro del nucleosoma è di circa 12nm.

L'aggancio dell'istone H1 al nucleosoma permette di avvicinare ancora i nucleosomi con un conseguente compattamento della cromatina. A questo punto, è ipotizzabile che la cromatina si compatti ancora di più mediante l'associazione dei nucleosomi in strutture geometricamente ordinate; ad esempio è probabile che la cromatina sfrutti tutto lo spazio tridimensionale formando una rosetta oppure una formazione di tipo elicoidale.