ATTIVAZIONE TESSUTO SPECIFICA DEI GENI GLOBINICI.
I geni, si attivano e si disattivano in differenti stadi dello sviluppo di un organismo. Sulla base degli eperimenti condotti da Groudine e Weintraub, coltivando cellule di embrione di pollo, si è visto che cellule progenitrici isolate da embrioni di 23 ore, sintetizzavano emoglobina per poi differenziarsi dopo alcuni giorni in eritroblasti. Isolando il DNA delle cellule progenitrici e degli eritroblasti si è potuto porre in evidenza che esiste una differenza di attivazione dei geni globinici tra le due specie. I geni non espressi delle cellule progenitrici differiscono da quelli degli eritroblasti per diverse caratteristiche: diverso grado di metilazione del DNA, diversa sensibilità agli enzimi e proteine non istoniche associate. Analizziamo per punti:
L’unica base modificata nel DNA dei vertebrati è la 5-metil citosina con il cui dinucleotide CpG (coppia citosina guanina) risulta metilato dal 20 all' 80% a seconda del tessuto e della specie. Riassumendo i geni per le globine alfa e beta risultano essere metilate nelle cellule progenitrici, sottometilate negli eritroblasti poichè un grado poco elevato di metilazione è correlato con l’espressione trascrizionale.
Diversa sensibilità agli enzimi è stata accertata con enzimi di restrizione HPA II e MSPI. Il primo non taglia il metilato mentre il secondo taglia il metilato e il non. Questi enzimi riconoscono la sequenza CCGG e presentano una specificità differente a seconda se "C" interno è metilato o meno. La metilazione rende queste sequenze resistenti al taglio di HPAII, ma non a quello di MSPI cosicchè un DNA non completamente metilato esibirà lo stesso comportamento elettroforetico di frammenti di restrizione, una volta digerito con MSPI e HPAII. Nel caso in cui una o più sequenze CCGG fossero metilate si osserverebbero andamenti diversi dei frammenti di restrizione confrontando i digesti ottenuti con ciascun enzima. Quindi è possibile stabilire lo stato di metilazione del DNA, una delle metodiche più studiate è la Southern blotting.
Il DNA presente all’estremità 5’ dei geni eucariotici impegnati nella trascrizione è estremamente sensibile alla digestione con Dnasi I.
Questi siti non sono presenti nelle cellule progenitrici. Un’altra caratteristica importante dei geni attivi è quella di essere più sensibile al taglio della Dnasi I su singolo filamento.
L’attività dell’enzima è più funzionale quando i geni attivi su singoli filamenti sono associati a proteine non istoniche appartenenti al gruppo HMG(proteine non istonoiche a basso peso molecolare e alta mobilità elettroforetica) note come HMG14 e HMG17. Non è ancora possibile stabilire chiare relazioni di causa ed effetto tra stato di metilazione di DNA, associazione con le HMG e sensibilità a determinati enzimi. Per esempio non è ancora possibile dire se le HMG si leghino preferenzialmente a DNA sottometilato o se il legame con le HMG impedisca la metilazione.