Cluster — Epigenetica
Questo cluster esplora le modificazioni chimiche stabili ed ereditabili che regolano l’espressione genica senza alterare la sequenza primaria del DNA. Tratta la biochimica della metilazione del DNA (isole CpG, metiltransferasi DNMT) e le sue dinamiche durante lo sviluppo embrionale (reset epigenetico, imprinting parentale). Descrive inoltre il codice delle modificazioni post-traduzionali istoniche, le proteine lettrici della metilazione (MBD, MeCP2), le gravi sindromi correlate (Rett, ICF) e l’epigenetica oncologica.
🌀 Definizioni e Meccanismi Fondamentali
- Cromatina ed Epigenetica / Codice Epigenetico — L’introduzione formale al sistema regolativo chimico sovraimposto al genoma per modularne l’accessibilità trascrizionale. → La plasticità di questo codice è dimostrata dalla sensibilità a fattori esogeni:
- Influenza Ambientale sull’Epigenoma — Le modificazioni dell’espressione genica indotte stabilmente dagli stimoli fisici o nutrizionali ambientali.
🧬 La Metilazione del DNA e lo Sviluppo
- Metilazione del DNA — L’aggiunta del gruppo metilico (5-metilcitosina) associata alla repressione genica e all’instabilità genomica dei trasposoni. → I siti primari in cui si concentra la metilazione (o la sua assenza) sono le:
- Isole CpG — Regioni ad alta densità CG localizzate nei promotori, fisiologicamente non metilate se attive. → La marcatura metilica subisce importanti riconfigurazioni biologiche:
- Dinamica della Metilazione del DNA nello Sviluppo — Reset epigenetico embrionale e demetilazione asimmetrica dei genomi parentali.
- Imprinting Genico — Fenomeno di espressione monoallelica parentale-specifica che devia dalle leggi classiche di Mendel.
🎗️ Modificazioni Istoniche
- Modificazioni Post-Traduzionali degli Istoni — Il “codice istonico” generato da reazioni covalenti reversibili (acetilazione, metilazione, fosforilazione) sulle code amminoterminali degli istoni core.
🛡️ Lettori (Readers) della Metilazione e Patologie Epigenetiche
- Proteine MBD — I fattori di lettura della metilazione che reclutano complessi repressivi di deacetilasi istonica (modello di repressione indiretto). → Il reader epigenetico più abbondante nel Sistema Nervoso Centrale è la:
- Proteina MeCP2 — Lettore e repressore essenziale per la maturazione neuronale. → La perdita di funzione di questa proteina a causa di mutazioni geniche determina la:
- Sindrome di Rett — Grave disabilità intellettuale progressiva che colpisce quasi esclusivamente il sesso femminile. → Di converso, anomalie negli enzimi scrittori (DNMT3B) provocano la:
- Sindrome ICF — Rarissima immunodeficienza associata a instabilità del centromero da ipometilazione.
🎗️ Epigenetica del Cancro
- Metilazione del DNA nel Cancro — Il fenotipo neoplastico caratterizzato da ipometilazione globale (instabilità cromosomica) e ipermetilazione locale (silenziamento di oncosoppressori).
🔗 Cluster correlati
- Cluster — Cromatina — Tratta l’unità strutturale del nucleosoma e i complessi rimodellatori ATP-dipendenti.
- Cluster — Regolazione Genica — Tratta l’azione dei repressori trascrizionali modulari e della polimerasi II.
- Cluster — Cellule Staminali — Connesso per via dei reset epigenetici di pluripotenza (fattori Yamanaka) e la memoria epigenetica.