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Ricercatori UE spiegano come vengono regolati i cromosomi sessuali

Cromosomi


Identificato enzima MOF che regola l'espressione dei cromosomi sessuali in modo da bilanciare la trascrizione in maschi e femmine

Scienziati britannici e tedeschi hanno rivelato nuove informazioni su come vengono regolati i cromosomi sessuali. Essi hanno identificato l'enzima deputato ad aiutare i maschi a ovviare alla loro carenza di ormoni. Il lavoro, finanziato in parte dall'UE, è pubblicato sulla rivista Cell.

I cromosomi sono lunghi e sottili aggregati di geni che contengono le informazioni ereditarie. Essi sono composti da DNA e proteine e sono localizzati all'interno del nucleo delle nostre cellule.

In tutte le specie viventi, dagli insetti agli esseri umani, il genere sessuale è determinato dalla presenza o dall'assenza dei famosi cromosomi X e Y. Le femmine hanno due copie del cromosoma X, mentre i maschi hanno un cromosoma X e uno Y.

Poiché le femmine possiedono due copie del cromosoma X, esse possono produrre un numero doppio di proteine dai geni che si trovano in questo cromosoma rispetto ai maschi che ne possiedono soltanto una copia. Per compensare questo, vengono utilizzati dei meccanismi di dosaggio per rendere l'espressione del cromosoma X simile nei due sessi. Nella Drosophila (o moscerino della frutta) i geni collegati al cromosoma X nei maschi raddoppiano la propria attività, ovviando alla carenza nelle proteine.

La ricerca ha già identificato il meccanismo che permette la compensazione del dosaggio nei moscerini della frutta maschi, che è chiamato il complesso letale specifico del maschio (MSL).
Tuttavia, si sa poco riguardo a come funziona realmente questo meccanismo.

A questo punto sono entrati in scena i ricercatori del Laboratorio europeo di biologia molecolare (EMBL) di Heidelberg (Germania) e dell'Istituto europeo di bioinformatica-EMBL (EMBL-EBI) di Hinxton (Regno Unito). Essi hanno identificato un componente del meccanismo, un enzima chiamato MOF ("males-absent-on-the-first").

Usando dei tiling array relativi a tutto il genoma, i ricercatori hanno osservato in che modo l'enzima, che è presente in entrambi i sessi, si lega in modo differente ai cromosomi nei maschi e nelle femmine.

Sugli autosomi (cromosomi non sessuali) e sul cromosoma X nelle femmine, il MOF si lega principalmente alla parte iniziale di un gene, là dove inizia la trascrizione. La trascrizione è il processo mediante il quale il DNA di un gene viene letto per produrre un RNA messaggero. Questo messaggero viene quindi tradotto in proteine.

Sul cromosoma X nei maschi, tuttavia, il MOF si lega in prossimità della fine del gene. Si ritiene che il MOF molto probabilmente apra il DNA in prossimità della fine dei geni, per garantire che la trascrizione venga completata con successo.

"Si può immaginare la macchina di trascrizione che si muove lungo il DNA come un treno su un binario. Quando i binari sono bloccati, il treno può deragliare, con una trascrizione incompleta," ha spiegato Juanma Vaquerizas del EMBL-EBI, che ha contribuito all'analisi dei dati. "A quanto pare, il MOF tiene liberi i binari lungo tutto il cromosoma X maschile, mentre nelle femmine possono verificarsi più facilmente delle ostruzioni."

Poiché il processo di trascrizione può essere completato con successo sul cromosoma X maschile, questo cromosoma produce più proteine rispetto ai due cromosomi X femminili, nei quali la trascrizione è stata bloccata. Questo diverso modo di legarsi ai cromosomi, garantisce che la quantità di proteine prodotte dai cromosomi X in entrambi i sessi sia bilanciata.

MOF è il primo enzima nel complesso MSL a comportarsi in modo diverso se il gene bersaglio è localizzato sul cromosoma sessuale o sugli altri cromosomi nei maschi.

"MOF è conservato in tutte le specie e possiede anche un omologo umano. Poiché il meccanismo della compensazione dei dosaggi è radicalmente diverso nei mammiferi, risulterà molto interessante scoprire quale ruolo funzionale questo enzima possa svolgere in quel contesto," ha detto Paul Bertone del EMBL-EBI.

L'UE ha supportato questa ricerca attraverso la rete Epigenome nell'ambito del sesto Programma quadro (6°PQ) e una borsa Marie Curie per la formazione iniziale dei ricercatori.



Fonte: Cordis (11/06/2008)
Pubblicato in Biochimica e Biologia Cellulare
Tag: MOF, ormoni, cromosomi, trascrizione
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