Cromosomi, cromatina e nucleosoma

All'interno della cellula, il DNA è associato con proteine in un complesso chiamato cromosoma. Questa organizzazione generale si ha sia nelle cellule procariotiche che eucariotiche ed anche nei virus. Il compattamento del DNA nei cromosomi è essenziale per alcune importanti funzioni. Il cromosoma è un sistema di condensazione per il DNA che deve essere contenuto nella cellula e che permette di proteggere il DNA stesso da possibili danni. Molecole di DNA completamente nude sono, nella cellula, relativamente instabili. Al contrario, il DNA organizzato nel cromosoma è molto stabile è ciò permette all'informazione contenuta nella molecola di essere correttamente espressa; inoltre soltanto il DNA compattato nel cromosoma può essere trasmesso efficacemente a entrambe le cellule figlie ad ogni evento di divisione cellulare. Comunque, un cromosoma eucariotico è costituito per metà anche da proteine. Nelle cellule eucariotiche, l'associazione del DNA con alcune di queste proteine forma una struttura chiamata cromatina. La maggior parte di queste proteine, gli istoni, sono di piccole dimensioni ed hanno caratteristiche basiche. Sebbene, non sono così abbondanti come gli istoni, esistono altre proteine associate al cromosoma: le proteine non istoniche. Molte di queste proteine legano il DNA e regolano le reazioni di trascrizione, replicazione, riparazione e ricombinazione del DNA. Quindi, la gran parte del compattamento del DNA nelle cellule umane (e in tutte le altre cellule eucariotiche) è il risultato di una regolare associazione del polimero con gli istoni a formare una struttura che viene chiamata nucleosoma. La formazione dei nucleosomi è il primo stadio di un processo che permette al DNA di essere ripiegato in una struttura più compatta che ne riduce la lunghezza lineare di circa 10000 volte. Inoltre, anche se le cellule procariotiche possiedono di norma un genoma più piccolo rispetto a quello degli eucarioti, la necessità di compattare il loro DNA è sostanzialmente la stessa. Come il cromosoma procariotico venga condensato, però, è ancora poco chiaro: i batteri non contengono istoni o nucleosomi, ma piccole proteine basiche che possono avere funzione similare.