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Il nucleo è il centro di comando della cellula e ospita il suo DNA sotto forma di cromosomi. Questi cromosomi non sono semplici filamenti di codice genetico; sono strutture complesse in cui il DNA è avvolto attorno alle proteine istoniche e ulteriormente compattato da proteine non istoniche. Questo confezionamento consente alla cellula di regolare l'accesso alle sue istruzioni genetiche, consentendo un controllo preciso sull'espressione genetica, sulla replicazione del DNA e sulla segregazione cromosomica.
A livello molecolare, un cromosoma è un insieme altamente organizzato di DNA e proteine. Le eliche del DNA si avvolgono attorno ai nucleosomi ottamerici (istoni centrali), formando la cromatina “perline su un filo”. Durante i periodi di trascrizione attiva, la cromatina viene rilassata (eucromatina), consentendo ai fattori di trascrizione e alla RNA polimerasi di legarsi. Al contrario, durante la replicazione o la mitosi, la cromatina si condensa in strutture densamente impaccate (eterocromatina), che sono essenziali per un'accurata segregazione cromosomica.
Le cellule progrediscono attraverso una sequenza strettamente regolata nota come ciclo cellulare, costituita da due fasi principali:
Durante la mitosi, ciascun cromosoma si ripiega in una struttura altamente compatta a forma di X. Questa condensazione è mediata da proteine come condensine e coesine, che legano insieme i cromatidi fratelli fino all'anafase. La forma compatta riduce la probabilità di rotture del DNA e facilita il rapido movimento dei cromosomi verso i poli del fuso.
Nell'interfase, i cromosomi non sono condensati, formando fibre estese di circa 30 nm di diametro. Questa conformazione rilassata espone il DNA al meccanismo di trascrizione, consentendo la sintesi dell'RNA messaggero (mRNA) che trasporta le informazioni codificanti le proteine ai ribosomi.
Incorporato all'interno del nucleo, il nucleolo è la struttura subnucleare più grande e il sito della trascrizione dell'RNA ribosomiale (rRNA) e dell'assemblaggio dei ribosomi. A differenza dei cromosomi, il DNA nucleolare codifica solo i geni rRNA, non i geni codificanti proteine. L'rRNA si combina con le proteine per formare subunità ribosomiali che infine vengono esportate nel citoplasma per assemblare ribosomi funzionali.
Per approfondimenti più dettagliati, consulta la revisione delle informazioni del Centro nazionale per le biotecnologie sull'organizzazione della cromatina qui .
