27 Novembre 2021
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La metilazione stringe il DNA?

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Nel mondo occupato di oggi, può essere difficile trovare il tempo per fare esercizio. Diversi fattori, come i lavori sedentari e la presenza di TV e videogiochi a casa, possono contribuire all’inattività di adulti e bambini. Sia gli esperti di fitness che i professionisti medici incoraggiano a fare piccoli passi verso uno stile di vita più attivo, come usare le scale invece dell’ascensore, o andare in bicicletta invece di guidare per andare al lavoro. Ci sono già molte prove che dimostrano i benefici per la salute di uno stile di vita attivo, compresa la riduzione del rischio di malattie cardiovascolari e il miglioramento dell’umore, ma forse alcune nuove scoperte sorprendenti sugli effetti biologici dell’esercizio forniranno una spinta motivazionale in più per portarti in palestra. Queste scoperte indicano che l’esercizio fisico apporta effettivamente modifiche specifiche al nostro DNA e può influenzare la funzione dei geni nelle cellule adipose e muscolari.

Come può essere cambiato il DNA?

L’idea che il DNA possa essere alterato da qualcosa come l’esercizio fisico potrebbe sembrare un po’ confusa, dato che il DNA viene ereditato dai genitori. Tuttavia, l’eredità fornisce solo il modello genetico, o la sequenza fisica del DNA, e spetta alle cellule del corpo determinare cosa fare con esso. Questo è un compito complesso, soprattutto perché ogni cellula ha così tanto DNA da gestire. Se il DNA di una cellula media fosse disposto in linea retta, si estenderebbe per quasi 6,5 piedi, che è circa 100.000 volte più grande di una cellula media, indicando che c’è una quantità enorme di informazioni genetiche che ogni cellula deve controllare attentamente (1). Affinché tutto questo materiale entri in uno spazio così piccolo, deve essere impacchettato in una struttura compatta, il che viene realizzato avvolgendo strettamente il DNA attorno a proteine sferiche chiamate istoni (Figura 1). Le cellule approfittano di questo avvolgimento per controllare quali geni sono espressi, o “accesi” e usati per produrre proteine che funzioneranno all’interno della cellula.

Affinché un gene sia usato per produrre proteine, deve essere fisicamente accessibile al macchinario della cellula. Tale accessibilità è controllata da quanto strettamente il DNA è avvolto intorno agli istoni. Per accendere un gene, la spirale deve essere allentata, mentre stringere la spirale può reprimere o “spegnere” i geni. Gli scienziati che lavorano per capire come le cellule controllano questo avvolgimento hanno scoperto piccole molecole che si attaccano al DNA e influenzano la tenuta dell’avvolgimento (2). Una di queste molecole, chiamata gruppo metile, di solito stringe la spirale di qualsiasi gene si leghi, causandone la repressione (Figura 1). Questo evento di legame è chiamato metilazione del DNA. Un nuovo campo di ricerca chiamato epigenetica (che significa “sopra” o “al di sopra” del genoma) è emerso per studiare questo tipo di regolazione del DNA, e ha scoperto che una varietà di fattori può causare piccole molecole per legare il DNA e quindi regolare l’espressione genica, compresa la dieta, le cure parentali, e forse anche le tossine ambientali (3). Alcuni di questi eventi di legame sono stati persino scoperti essere ereditabili, cioè in grado di essere trasmessi alla prole. Questo significa che anche se la sequenza del DNA non può essere cambiata, i fattori ambientali possono giocare un ruolo nel cambiare l’attività dei geni. Recenti studi condotti da due gruppi in Svezia suggeriscono che l’esercizio potrebbe essere un altro importante fattore epigenetico, regolando la metilazione del DNA in più tipi di cellule.

Figura 1. Il DNA (viola) è strettamente arrotolato intorno agli istoni (blu) per adattarsi alla cellula. Un gene vagamente arrotolato (rosa) può essere espresso perché è fisicamente disponibile per il macchinario cellulare che produce le proteine (A). Un evento, come l’esercizio fisico, può far sì che i gruppi metilici (verdi) si leghino ai geni, il che è noto come metilazione del DNA (B). Questa metilazione fa sì che il DNA legato sia più strettamente arrotolato intorno agli istoni, reprimendo il gene e rendendolo inaccessibile al macchinario che produce le proteine (C). Figura adattata da .

L’esercizio fisico influisce sul DNA?

I ricercatori della Lund University in Svezia hanno deciso di indagare se l’esercizio cardiovascolare può apportare modifiche al DNA (4). Hanno reclutato 23 uomini sani, ma sedentari, sulla trentina e hanno chiesto loro di seguire una lezione di spinning e due di aerobica ogni settimana per un periodo di sei mesi. Agli uomini è stato chiesto di non cambiare nient’altro del loro stile di vita, compresa la loro dieta e il livello di attività quotidiana. Come previsto, gli uomini avevano un girovita più piccolo, una migliore pressione sanguigna e pesi più bassi alla fine dello studio, nonostante solo due lezioni di esercizio a settimana in media. I ricercatori hanno anche raccolto un campione di cellule di grasso dagli uomini prima e dopo il programma di sei mesi. Hanno poi confrontato le cellule di grasso prima e dopo l’esercizio regolare per cercare cambiamenti nella metilazione del DNA. Hanno scoperto che migliaia di geni hanno mostrato modelli di metilazione alterati dopo l’esercizio, con la maggior parte dei geni aggiungendo gruppi metilici e un piccolo numero perdendo gruppi metilici. Hanno anche scoperto che quasi 200 di questi geni metilati erano funzionalmente repressi, compresi i geni precedentemente collegati all’obesità o al diabete di tipo 2. Mentre non è ancora noto per quanto tempo questi cambiamenti persistono o cosa fanno specificamente alle cellule di grasso, questi dati intriganti suggeriscono che l’esercizio può esercitare effetti benefici spegnendo o impedendo l’attivazione di geni potenzialmente dannosi.

Le cellule grasse non sono l’unico tipo di cellule che mostrano cambiamenti nella metilazione del DNA dopo l’esercizio. Cambiamenti nel legame dei gruppi metilici sono stati osservati anche nelle cellule muscolari. Uno studio recente condotto presso il Karolinska Institute in Svezia ha mostrato che i gruppi metilici sono stati rimossi da geni specifici nelle cellule muscolari immediatamente dopo l’esercizio, in particolare dai geni che regolano il metabolismo cellulare, il che suggerisce che questi geni sono stati accesi; tuttavia, questo effetto era temporaneo e le cellule sono tornate alla linea di base poche ore dopo (5). Lo stesso laboratorio della Lund University che ha studiato le cellule di grasso ha anche esaminato i cambiamenti nella metilazione del DNA nelle cellule muscolari dopo il programma di sei mesi. In questo caso, i ricercatori hanno scoperto che oltre 100 geni hanno mostrato una metilazione ridotta, indicando l’attivazione dell’espressione genica (6). Alcuni dei geni attivati erano quelli coinvolti nel fornire energia alla cellula, come i geni coinvolti nella funzione mitocondriale. Le cellule muscolari hanno avuto più mitocondri dopo sei mesi di esercizio, che i ricercatori suggeriscono potrebbe essere collegato alla metilazione ridotta, anche se questo rimane da dimostrare. Ulteriori studi che indagano come le cellule rispondono ai cambiamenti nella metilazione e se il DNA in altri tipi di cellule è influenzato dall’esercizio consentirà una migliore comprensione di questo fenomeno.

Questi studi suggeriscono che l’esercizio fisico influisce sul DNA e indicano che i cambiamenti nella funzione genica potrebbero essere correlati agli effetti benefici dell’esercizio sulla salute. Poiché è stato dimostrato che anche lo stato alimentare modifica i geni attraverso mezzi epigenetici, è sempre più chiaro che vivere uno stile di vita sano potrebbe avere un impatto diretto sul DNA. Tuttavia, c’è ancora molto lavoro da fare per capire cosa significano biologicamente queste modifiche genetiche, così come se sono mantenute se l’esercizio cessa, e se queste modifiche possono essere ereditate. La ricerca futura nel campo eccitante dell’epigenetica può iniziare a fornire risposte a queste domande, oltre a importanti informazioni su come altri fattori ambientali potrebbero modellare il DNA.

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Cosa fa la metilazione al DNA?

La metilazione del DNA è un processo biologico attraverso il quale vengono aggiunti gruppi metilici alla molecola del DNA. La metilazione può cambiare l’attività di un segmento di DNA senza cambiarne la sequenza. Quando si trova nel promotore di un gene, la metilazione del DNA agisce tipicamente per reprimere la trascrizione del gene.

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La metilazione del DNA allenta il DNA?

La metilazione e la demetilazione degli istoni spegne e accende i geni nel DNA, rispettivamente, o allentando le loro code, permettendo così ai fattori di trascrizione e ad altre proteine di accedere al DNA, o inglobando le loro code intorno al DNA, limitando così l’accesso al DNA.

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La metilazione stringe o allenta il DNA?

La metilazione del DNA accende o spegne i geni Un modo in cui le cellule possono allentare o stringere il DNA per accendere o spegnere i geni è qualcosa chiamato epigenetica. … La metilazione è un modo epigenetico per influenzare un gene (vedi immagine a destra). La metilazione si riferisce ad un gruppo metile posto su un gene o tolto da esso.

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La metilazione influenza la replicazione del DNA?

Ora i ricercatori dimostrano che la perdita di metilazione del DNA in tutto il genoma cambia la tempistica della replicazione del DNA e altera la forma della compartimentazione 3-D del DNA, che aiuta a guidare l’espressione genica.

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Come fa la metilazione del DNA a mettere a tacere un gene?

La metilazione del DNA regola l’espressione genica reclutando proteine coinvolte nella repressione genica o inibendo il legame dei fattori di trascrizione al DNA. Di conseguenza, le cellule differenziate sviluppano un modello stabile e unico di metilazione del DNA che regola la trascrizione dei geni tessuto-specifici.

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Che effetto ha la metilazione sul DNA quizlet?

La metilazione blocca il sito promotore a cui si legano i fattori di trascrizione, fermando l’espressione genica. Le alterazioni dei modelli di metilazione del DNA giocano un ruolo importante nell’insorgenza del cancro.

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La metilazione del DNA è reversibile?

Il modello di metilazione del DNA gioca un ruolo importante nella regolazione di diverse funzioni del genoma. … Quindi, contrariamente al modello comunemente accettato, la metilazione del DNA è un segnale reversibile, simile ad altre modifiche biochimiche fisiologiche.

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Perché la metilazione è necessaria per la replicazione del DNA?

La metilazione del DNA è essenziale per il silenziamento degli elementi retrovirali, la regolazione dell’espressione genica tessuto-specifica, l’imprinting genomico e l’inattivazione del cromosoma X. È importante notare che la metilazione del DNA in diverse regioni genomiche può esercitare diverse influenze sulle attività geniche in base alla sequenza genetica sottostante.

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Che effetto ha la metilazione del DNA sulla biologia di masterizzazione?

La metilazione del DNA riduce la trascrizione, mentre l’acetilazione degli istoni promuove la trascrizione. La metilazione del DNA e l’acetilazione degli istoni riducono entrambe la trascrizione. La metilazione del DNA riduce la trascrizione e l’acetilazione degli istoni promuove la trascrizione.

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Cosa può succedere quando il DNA è ipermetilato?

La metilazione del DNA, un processo di aggiunta di un gruppo metile al DNA fatto da una metiltransferasi del DNA è un’alterazione ereditabile (epigenetica) che porta al cancro, all’aterosclerosi, ai disturbi nervosi (disturbi di Imprinting) e alle malattie cardiovascolari.

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Come la metilazione diminuisce l’espressione genica?

Lettura della metilazione del DNA Mentre la metilazione del DNA può di per sé ridurre l’espressione genica compromettendo il legame degli attivatori trascrizionali, una seconda classe di proteine con un’alta affinità per il 5mC inibisce il legame dei fattori di trascrizione.

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La metilazione accende o spegne i geni?

Metilazione del DNA In genere, questo gruppo viene aggiunto a luoghi specifici del DNA, dove blocca le proteine che si attaccano al DNA per “leggere” il gene. Questo gruppo chimico può essere rimosso attraverso un processo chiamato demetilazione. Tipicamente, la metilazione spegne i geni “off” e la demetilazione li accende.

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Come viene rimossa la metilazione dal DNA?

Processi passivi Il DNA metilato può essere perso dal genoma bloccando il suo macchinario di mantenimento nelle cellule che si dividono. Quindi, l’inibizione enzimatica, la perdita di espressione o l’esclusione delle metiltransferasi del DNA di mantenimento porteranno inevitabilmente a una progressiva diluizione dei segni 5mC alla duplicazione del DNA.

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Come viene mantenuta la metilazione dopo la replicazione del DNA?

La metilazione del DNA è mantenuta da tre diversi percorsi: Metilazione CG da parte di DNA METHYLTRANSFERASE 1 (MET1), metilazione CHG da CHROMOMETHYLASE (CMT3), una metiltransferasi del DNA specifica della pianta, e metilazione CHH asimmetrica attraverso la metilazione de novo da parte di DOMAINS REARRANGED METHYLTRANSFERASE 2 (DRM2) (Law & Jacobsen, …

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Cosa fa il meccanismo di metilazione del DNA usato dagli eucarioti?

La metilazione del DNA è un meccanismo usato dagli eucarioti per fare cosa? La metilazione del DNA, che comporta l’attaccamento di gruppi metilici a certe basi, è un meccanismo di inattivazione a lungo termine dei geni durante lo sviluppo. … i miRNA possono efficacemente “silenziare” i geni legandosi ai trascritti dell’mRNA.

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