Alcuni potenziatori, come puoi immaginare, sono vicini ai geni che controllano o si trovano sul DNA all’interno del genoma. Ma altri si trovano molto distanti dal genoma, forse a milioni di nucleotidi, con più geni in mezzo.
L’esistenza dei cosiddetti potenziatori della “distanza” “sembra assurda”, ha detto Bickmore. “Come si ottengono queste informazioni da lì a qui, al gene che deve essere attivato? Questa è una domanda in gran parte senza risposta.”
Una delle risposte si presenta sotto forma di un loop.
I potenziatori distali vengono portati al gene che regolano Grandi trappole del DNA O, più precisamente, l’assemblaggio della cromatina, del DNA e delle proteine che lo compongono mentre viene svolto da un gomitolo di lana. Gli anelli sono creati da un motore proteico chiamato coesione, che muove il filamento di DNA su e giù e lo svolge secondo necessità.
Dopo che la coesione forma un anello per legare insieme gli elementi, cosa succede allora? Una volta si pensava che restassero uniti o si assemblassero in una macchina molecolare, ma non è così. Invece, i componenti formano una massa sciolta ma densa in cui interagiscono debolmente, momentaneamente e indiscriminatamente: una sorta di comitato, a volte chiamato condensato.
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Questi hub di trascrizione sono altamente fluidi e differiscono da una cellula all’altra. “C’è un po’ di estrusione del loop qui, la cella successiva potrebbe essere qui, e il tutto cambia molto rapidamente”, ha detto Bickmore. Anche se le cellule sono identiche – due cellule della pelle, per esempio – esattamente il meccanismo di regolazione genetica in un dato momento non è mai lo stesso in due di esse.
Gli anse della cromatina sono uno dei motivi per cui la trascrizione di un gene dipende dalla forma e dalla struttura della cromatina che lo circonda.
Immagine del libro di testo Un cromosoma è una delle 46 unità in cui sono divisi i nostri geni: Un ammasso compatto di cromatina a forma di X. Ma ogni volta che una cellula non si divide attivamente, la sua cromatina appare come un groviglio. Ma c’è ordine nel caos. Alcune parti della cromatina sono densamente raggruppate in una forma chiamata eterocromatina. Il DNA condensato è relativamente inaccessibile ai fattori di trascrizione; I geni che lo contengono vengono solitamente silenziati. Nel frattempo, altri componenti sono relativamente sciolti, aperti e accessibili: questo si chiama eucromatina.