IL RUOLO DEGLI ELEMENTI TRASPONIBILI COME REGOLATORI DEL GENOMA

Gli elementi trasponibili (Transposable elements, TE), noti anche come trasposoni, costituiscono uno dei principali componenti del genoma umano. Nel corso della loro evoluzione, si sono integrati e spostati da un locus all'altro nei genomi ospiti, in concomitanza all'evoluzione dei vertebrati. Le loro inserzioni sono per lo più definite neutre o lievemente deleterie per il genoma, poiché una loro inserzione porterebbe ad una interruzione del gene codificante dell’ospite ed instabilità genomica. Per tanto il genoma ha adottato dei meccanismi di difesa, con lo scopo di silenziare gli elementi trasponibili e renderli inoffensivi. Un’importante meccanismo di controllo, è il silenzamento epigenetico, mediato dalla deposizione di segni biochimici, attraverso la metilazione del DNA e le modifiche repressive degli istoni. Studi, hanno evidenziato, che questi meccanismi di silenziamento hanno un impatto sullo stato della cromatina, portando alla formazione dell’eterocromatina, una struttura più condensata che impedisce l’accesso ai fattori di trascrizione (TF), con conseguente alterazione dell’espressione genica dell’ospite. Gli scienziati hanno rivolto la loro attenzione, sul ruolo evolutivo, dipendente dall’età, degli elementi trasponibili, nei confronti della regolazione epigenetica. Osservando che nel meccanismo di regolazione, facendo riferimento alla loro età evolutiva, gli elementi trasponibili presentano differenti tipologie di silenziamento, notando inoltre diverse risposte in una loro possibile de-repressione. Gli elementi trasponibili possono agire come modellatori della cromatina, ed fonti di elementi cis-regolatorie, la cui acquisizione di queste funzioni è avuta nel corso della loro evoluzione nel genoma eucariotico, ma non tutti possono presentare queste caratteristiche, specificamente una classe di elementi trasponibili, definiti evolutivamente vecchi. La regolazione dei trasposoni avviene anche nelle cellule della linea germinale, poiché delle loro inserzioni o mutazioni in queste cellule, porterebbero a casi di infertilità e sterilità, essendo delle cellule ereditarie. La particolarità di questi sistemi è nella loro capacità del riconoscimento sequenza - specifico dei trasposoni target. Questi meccanismi molecolari sono, il sistema mediato da piccoli RNA-non codificanti associato alle proteine PIWI, una sottofamiglia delle Argonaute, noto come PIWI-piRNA, ed Il sistema KRAB-ZFPs, meccanismo di repressione osservato sia nella linea germinale che in quella somatica. I due sistemi molecolari furono osservati nel sistema di mammifero, di preciso nel topo, e di Drosophila. In particolare, la Drosophila non presenta il sistema KRAB-ZFP, ma solo PIWI-piRNA. L’azione di questi meccanismi di controllo nei confronti degli elementi trasponibili, si possono estendere anche per decine di kilobasi (kb) dal loro sito target; permettendo ai trasposoni non solo di modificare lo stato della cromatina, ma anche il complesso spaziale, con il conseguente ricablaggio dell’architettura nucleare e dell’espressione genica.