Isole CpG
Le isole CpG (o CpG islands) sono specifiche regioni genomiche caratterizzate da una densità di dinucleotidi CG significativamente superiore rispetto alla media del resto del genoma (dove i dinucleotidi CG sono fortemente depauperati). Hanno una lunghezza variabile, tipicamente compresa tra 500 e 2000 paia di basi (in alcuni casi fino a 5000 bp).
Localizzazione e Ruolo Fisiologico
La maggior parte delle isole CpG si trova in corrispondenza delle regioni di controllo dei geni:
- Marcatori di Promotori: Si posizionano a livello dei promotori e delle sequenze regolative prossimali di circa il 70% dei geni umani (inclusi quasi tutti i geni housekeeping).
- Stato Fisiologico di Non-Metilazione: In condizioni fisiologiche normali, le isole CpG non sono metilate.
WARNING
Errore concettuale comune: È errato affermare che la metilazione del DNA avviene tipicamente all’interno delle isole CpG. La caratteristica principale delle isole CpG stabili nell’evoluzione è proprio il loro stato privo di gruppi metilici.
Meccanismo di Protezione Evolutiva
Poiché non sono metilate, le isole CpG sfuggono al meccanismo di deaminazione spontanea che converte la 5-metilcitosina in timina. Questo ha permesso loro di conservarsi intatte nel corso della storia evolutiva del genoma.
La protezione dalla metilazione è dovuta a:
- Competizione Sterica: Le isole CpG contengono siti di legame specifici per diversi fattori di trascrizione. Il legame costante di queste proteine regolatrici impedisce fisicamente e stericamente l’accesso delle DNA metiltransferasi (DNMT) al DNA, prevenendo la metilazione.
Eccezioni: Metilazione delle Isole CpG
Esistono situazioni specifiche in cui le isole CpG possono essere metilate:
- Inattivazione del Cromosoma X (Fisiologica): Per silenziare permanentemente i geni sul cromosoma X destinato a essere inattivato (corpo di Barr) nelle cellule femminili, le isole CpG ad essi associate vengono massivamente metilate.
- Ipermetilazione Aberrante nei Tumori (Patologica): In molte neoplasie si riscontra un pattern aberrante di metilazione. Le isole CpG associate ai promotori dei geni oncosoppressori (es. TP53, RB1) vengono metilate in modo anomalo, reclutando lettori repressivi e determinando il silenziamento del gene, favorendo così la progressione tumorale.
🔗 Collegamenti
- Metilazione del DNA — 🔄 diagnosi differenziale / confronto
- Promotore — 📋 fa parte di
- Oncogenesi — ⬆️ causa