Lezione 29: Metilazione Del DNA E Trasposoni Flashcards
(55 cards)
Di cosa si occupa l’epigenetica?
Sì occupa di tutte le modificazioni chimiche che influenzano l’espressione dei geni ma senza alterare la sequenza del DNA
Le modifiche epigenetiche possono essere ereditate dalle cellule figlie?
Sì
Fammi 3 esempi di modifiche epigenetiche del DNA
-modifiche post traduzionali degli istoni (es.acetilazione, metilazione)
-posizione nucleosomi
-metilazione dna
In cosa consiste la metilazione del DNa?
Consiste nell’aggiunta di un gruppo metile (CH3) su una sequenza CpG del DNA (ossia C seguita da G).
In particolare la metilazione avviene in posizione 5’ dell’anello della citosina
Dimmi 2 modi in cui la metilazione del DNA influenza l’espressione di un gene
-inibisce i fattori trascrizionali—-> infatti il gruppo metile aggiunto sulla sequenza CpG protrude nel solco maggiore del DNA andando ad impedire il legame con i fattori di trascrizione
-le Metil Binding Proteins riconoscono la metilazione delle sequenze CpG e compattano la cromatina (così il DNA è meno accessibile)
La metilazione del DNA può essere ereditata?
Sì
Come fa la metilazione del DNA ad essere ereditata?
Quando una cellula si divide, durante la replicazione del DNA le due eliche vengono separate e ognuna diventa un modello per la sintesi di una nuova elica. Se una citosina nella vecchia elica è metilata, la nuova elica avrà una citosina non metilata. Questo porta alla creazione di una sequenza semi-metilata, in cui una delle eliche ha la citosina metilata e l’altra no.
Per mantenere la metilazione, la proteina UHRF1 riconosce queste sequenze semi-metilate e recluta l’enzima DNMT1 (è una metiltransferasi), che aggiunge un gruppo metile alla citosina della nuova elica, ripristinando il pattern di metilazione originale.
Dimmi le funzioni di queste metil transferasi
-DNMT1
-DNMT3A e DNMT3B
-DNMT3L
-DNMT1: È la principale metiltransferasi coinvolta nel mantenimento della metilazione durante la replicazione del DNA. La sua funzione è quella di metilare la nuova elica di DNA per mantenere il modello di metilazione della vecchia elica.
-DNMT3A e DNMT3B: Queste metiltransferasi sono coinvolte nella METILAZIONE DE NOVO, ovvero nell’aggiunta di gruppi metilici a sequenze di DNA che non erano precedentemente metilate. (Sono importanti per stabilire la metilazione durante i vari stadi di evoluzione dell’embrione)
-DNMT3L: aiuta DNMT3A e DNMT3B
La metilazione del dna può essere “riprogrammata” nel corso della vita?
Sì. Viene ereditata dalle cellule figlie, ma poi può essere modificata nel tempo a causa di fattori interni (es. segnali ormonali nel cors dello sviluppo ) o esterni (es. stimoli ambientali)
Perchè la metilazione del DNA è importante nello sviluppo della cellula?
Perchè permette alla cellula, nel suo stato di iniziale formazione, di differenziarsi (es. se deve essere un neurone o un epatocita)
Perchè le sequenze CpG sono presenti in quantità minore nel DNA rispetto a quello che ci si aspetterebbe?
-normalmente le sequenze CpG dovrebbero essere il 7% del DNA, ma in realtà sono solo il 3% perchè le sequenze non essenziali vengono perse.
Infatti le 5-metilcitosine sono particolarmente soggette a deaminazione, per questo si trasformano in T.
In questo modo da una sequenza CpG ottengo una sequenza TpG
Cosa sono le isole CpG?
Sono blocchi di sequenze CpG che si trovano vicini ai promotori e agli enhancers.
Queste sequenze (lunghe 500-800 BA) generalemte non sono metilate perchè altrimenti la metilazione impedirebbe la trascrizione di quel gene. Se però si vuole silenziare un gene le isole CpG vengono mentiate e bloccano la trascrizione
Le sequenze CpG nei corpi genici
-sono metilate normalmente?
-a cosa servono?
nei corpi genici—->
*sono generalmente metilate
*servono per impedire che la trascrizione abbia inizio da un punto presente all’interno del gene
Dimmi 3 punti del genoma in cui posso trovare sequenze CpG
-isole CpG
-elementi trasponibili
-corpi genici
Le sequenze CpG negli elementi trasponibili
-sono normalmente metilate?
-a cosa servono?
-sono metilate
-servono ad impedire che si attivi la trascrizione di questi elementi trasponibili (es. retrovirus o retrotrsposoni) che causerebbero danni al DNA
Cosa succede se manca l’enzima DNMT3B?
La metilazione della Lys 9 dell’istone H3 e la metilazione del DNA nelle sequenze CpG sono processi interconnessi tra loro?
Sì, infatti la metilazione degli istoni promuove la metilazione del DNA, e viceversa
Come fa la metilazione degli istoni a promuovere la metilazione del DNA?
-la trimetilazione della Lys 9 dell’istone H3 viene riconosciuta dalla proteina HP1 (heterochromatin protein 1)).
-HP1 si lega alla Lys 9 e recluta un complesso proteico di DNMT che metila le sequenze CpG
Come fa la metilazione delle sequenze CpG del DNA a influire sulla metilazione degli istoni?
Proteine come HP1 (che legano il DNA metilate) creano un circolo di auto accrescimento che portano alla metilazione degli istoni e quindi al silenziamento del gene
Il gene può essere trascritto se Lys 9 di H3 è
-acetilata
-metilata
-acetilata—-> può essere trascritto
-metilata—-> non può essere trascritto
Che vuol dire che il DNA si trova in uno stato metastabile
Il DNA si trova attualmente in uno stato stabile ma xche può essere modificato nel tempo
Fammi un esempio di stato metastabile del DNA
La metilazione di un gene:
-se il gene è attivo—-> la Lys 9 di H3 è acetilata (così viene impedita la metilazione) e la RNA pol avvia la trascrizione. (Inoltre RNApol porta con sè una acetiltransferasi per continuare ad acetilare la Lys 9 e favorire ulteriormente la trascrizione)
-se il gene deve essere silenziato—> la Lys 9 viene deacetilata e poi trimetilata per permettere la formazione di eterocromatina
Dimmi
-cos’è
-a cosa è dovuta
La sindrome di Rett
-patologia genetica neurologica legata al cromosoma X
(Femmine eterozigoti—-> malate
Maschi (emizigoti per l’X)—-> muoiono)
-è legata all’assenza della proteina MeCP2 che lega la citosina metilata per silenziare dei geni specifici che possono essere dannosi per il sistema nervoso
Dimmi 2 metodi per riconoscere le sequenze di DNA metilate
1)immunoprecipitazione del DNA metilate (MeDIP)—-> Questo metodo utilizza un anticorpo anti-5-metilcitosina per immunoprecipitare il DNA metilato.
Dopo aver frammentato il DNA in frammenti di 500-800 basi, l’anticorpo si lega alla citosina metilata
e le sequenze metilate vengono isolate. Il limite di questo approccio è che si immunoprecipitano
frammenti di DNA relativamente lunghi e non si riesce a determinare con precisione quali singole
citosine nel frammento sono effettivamente metilate.
Ad esempio, un frammento potrebbe contenere più
siti CpG metilati, ma non possiamo sapere quale di
queste citosine specifiche è effettivamente metilata.
2)seuqenziamento con bisolfito—-> Il bisolfito converte le citosine in timine, ma lascia intatte
le citosine metilate. Il sequenziamento del DNA prima e
dopo il trattamento con bisolfito permette di identificare
quali citosine sono metilate, poiché quelle che non si
convertono (restano come C) sono metilate, mentre quelle
che si convertono (diventano T) sono non metilate. Questo metodo più preciso, perché ci permette di capire con precisione quale C è metilata
