Ecco come è fatto e come funziona un cromosoma quando non è a forma di X e Y

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Lunedì 08 APRILE 2013
Ecco come è fatto e come funziona un cromosoma quando non è a forma di X e Y

Normalmente non “a bastoncini” come molti lo immaginano, ma sciolto in una matassa. Oggi il caos del groviglio cromosomico è stato “misurato” e gli scienziati ne hanno svelato il segreto: i geni sono in realtà organizzati in regioni, che potrebbero avere un ruolo funzionale. Ne parla una ricerca italiana della Sissa.

Sebbene la forma più conosciuta dei cromosomi sia quella a forma di “X” o di “Y”, in realtà all’interno delle cellule – e più precisamente nel citoplasma all’interno del nucleo – il Dna la maggior parte del tempo è in forma “sciolta”, simile a un groviglio, ed è così anche quando avvengono i processi di trascrizione, ovvero quando secondo le istruzioni in esso contenute vengono prodotte delle proteine. A un occhio inesperto il filamento di genoma aggrovigliato potrebbe sembrare aggrovigliarsi in maniera casuale, ma i biologi dicono il contrario: anche se una componente di caos nella matassa c’è, le misurazioni sperimentali hanno identificato delle regioni che tendono a contenere geni specifici. Grazie a queste misurazioni – condotte alla Sissa di Trieste – si sono ottenute delle mappe del cromosoma nella sua forma sciolta.

Cristian Micheletti, fisico della Scuola Internazionale Superiori di Studi avanzati di Trieste, ha infatti coordinato un gruppo di ricerca internazionale - in cui spiccano Marco Di Stefano e Angelo Rosa - che ha escogitato un metodo ingegnoso: da un lato ha permesso di verificare le misure sperimentali note e dall’altro di trovare dati a supporto di una teoria che spiega perché la matassa del DNA è organizzata in regioni. “Usando la vasta mole di dati pubblici sull’espressione genica, abbiamo identificato delle famiglie di geni co-regolati all’interno di un cromosoma”, ha spiegato Micheletti. I geni co-regolati codificano “in concerto”, ma come questa sincronizzazione avvenga è misterioso, dato che spesso i geni si trovano molto lontani sul filamento di DNA. “Le ipotesi principali sono due: o esistono dei ‘messaggeri’ che fanno la spola da un gene all’altro e coordinano l’attività, oppure il filamento di DNA ripiegandosi nel groviglio porta i geni della stessa famiglia vicini fisicamente”.

Partendo dalla seconda ipotesi, Micheletti e colleghi hanno utilizzato il computer, forzando un modello numerico di DNA ad avvicinare i geni co-regolati. “I risultati della simulazione hanno fornito una mappa dell’organizzazione dei cromosomi molto simile a quella ottenuta sperimentalmente”, spiega Micheletti. “Inoltre il modello è riuscito a mettere vicini i geni della stessa famiglia, come gli chiedevamo di fare, nell’80% dei casi, cioè senza grande sforzo, il che supporta la validità dell’ipotesi e l’efficacia della simulazione”.