Meccanismi Epigenetici

Il campo dell’Epigenetica comprende diversi meccanismi, tra cui la metilazione del DNA, la modificazione degli istoni e i microRNA. La metilazione del DNA è una modificazione covalente, ereditabile dalle cellule somatiche dopo la divisione cellulare. La 5-metil-citosina (5MeC) rappresenta il 2-5% di tutte le citosine presenti nel genoma dei mammiferi ed è presente principalmente nei dinucleotidi CpG. La metilazione del DNA è coinvolta nella regolazione di numerosi processi cellulari, compresi la struttura e la rimodellazione della cromatina, l’inattivazione del cromosoma X, l’impronta genomica, la stabilità del cromosoma e la trascrizione genica. In generale, l’ipermetilazione del promotore genico è associata a una diminuzione dell’espressione del gene.

Gli istoni sono proteine globulari che subiscono modificazioni post-traduzionali che alterano la loro interazione con il DNA e con altre proteine nucleari. Gli istoni H3 e H4 hanno lunghe code che sporgono dal nucleosoma e possono essere covalentemente modificate mediante acetilazione, metilazione, ubiquitinazione, fosforilazione, sumoilazione, citrullinazione e ADP-ribosilazione, influenzando così la struttura della cromatina e l’espressione genica.

I microRNA (miRNA) sono RNA a singolo filamento, lunghi 21-23 nucleotidi, che vengono trascritti dal DNA ma non tradotti in proteine (RNA non codificanti); I miRNA maturi sono parzialmente complementari a una o più molecole di RNA messaggero (mRNA). La principale funzione dei miRNA è quella di regolare negativamente l’espressione genica interferendo con le funzioni dell’mRNA. Alcuni fattori ambientali sono stati collegati ad alterazioni aberranti nelle vie epigenetiche sia in studi sperimentali che epidemiologici. Inoltre, i meccanismi epigenetici possono mediare le risposte a determinate sostanze chimiche e veicolare specifici meccanismi di tossicità. Mentre sono ben noti i meccanismi d’azione di alcuni di questi agenti, per altri il modo di azione resta da chiarire completamente. Poiché queste modifiche epigenetiche sono di piccola entità, sono potenzialmente cumulative e possono svilupparsi nel tempo, potrebbe essere difficile stabilire le relazioni causa-effetto tra fattori ambientali, modifiche epigenetiche e malattie.

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