Epigenetica
Meccanismi epigenetici
Il campo dell'epigenetica è diventato un'area di interesse essenziale per gli scienziati che si occupano di cancro, malattie neurodegenerative e ricerca sulle dipendenze. I meccanismi epigenetici comportano l'attivazione o la repressione temporanea dell'espressione genica. È interessante notare che questi cambiamenti possono essere trasmessi di generazione in generazione, anche se non modificano in modo permanente la sequenza del DNA. I tre meccanismi principali dell'epigenetica sono la metilazione del DNA, la modificazione degli istoni e la regolazione dell'RNA.
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Metilazione del DNA
La metilazione del DNA è il meccanismo più noto dell'epigenetica. In genere coinvolge un enzima metiltransferasi che assiste all'aggiunta di un gruppo metile sulla quinta posizione della citosina (C5). Questa aggiunta avviene principalmente sui dinucleotidi citosina-fosfato-guanina (CpG). Tuttavia, si verifica anche una metilazione non CpG. L'analisi della metilazione del DNA viene spesso eseguita per aiutare a comprendere l'espressione genica. Esempi di questo tipo di analisi sono la quantificazione della metilazione mediante digestione del DNA e la successiva analisi mediante HPLC, spettrometria di massa o conversione con bisolfato di sodio seguita da sequenziamento e analisi mediante PCR.
Modifica degli istoni
La modificazione degli istoni è un altro meccanismo epigenetico classico. Comporta vari modi di alterare gli istoni mediante acetilazione, metilazione, fosforilazione e altri meccanismi che influenzano l'espressione genica. Gli istoni sono proteine che, insieme al DNA, costituiscono i nucleosomi. I fasci di nucleosomi creano la cromatina che costituisce i cromosomi. In generale, le modifiche degli istoni avvengono nelle code N-terminali degli istoni, con alte proporzioni di amminoacidi lisina o arginina. Un modo per studiare questa regolazione epigenetica è l'uso di saggi di immunoprecipitazione della cromatina (ChIP).
RNA Regulation
Sulla regolazione dell'RNA si sa meno rispetto agli altri meccanismi epigenetici. Si ritiene che la segnalazione dell'RNA svolga un ruolo nell'epigenetica attraverso la regolazione della struttura della cromatina. I ricercatori stanno studiando come l'mRNA e in particolare gli RNA non codificanti, come gli RNA non codificanti lunghi e i micro RNA, regolano l'espressione genica. Inoltre, i saggi di isolamento della cromatina mediante purificazione dell'RNA (ChIRP) o di immunoprecipitazione dell'RNA (RIP) possono essere utilizzati per comprendere la relazione tra cromatina e RNA e il ruolo che l'RNA ha nell'epigenetica.
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