Nutrizione ed Epigenetica PDF

Insegnamento Produzioni Animali Professore Carlotta Giromini Argomento Nutrizione ed epigenetica  Carlotta Giromini...

Insegnamento Produzioni Animali Professore Carlotta Giromini Argomento Nutrizione ed epigenetica  Carlotta Giromini Il materiale genetico è presente nel nucleo di ogni cellula eucariote Nucleosoma: centro proteico, formato da otto proteine istoniche, attorno al quale si avvolge il DNA Buchanan R., Griussem W., Jones R. (2000) Biochemistry and Molecular Biology of Plants Nutrizione ed epigenetica 2 di 19  Carlotta Giromini Buchanan R., Griussem W., Jones R. (2000) Biochemistry and Molecular Biology of Plants Nutrizione ed Epigenetica 2014 Nutrizione ed epigenetica 3 di 19  Carlotta Giromini Nutrizione ed epigenetica Conrad Waddington (1905– 1975) “the branch of biology which studies the causal interactions between genes and their products, which bring the phenotype into being” Nutrizione ed epigenetica 4 di 19  Carlotta Giromini Nutrizione ed epigenetica Cambiamenti STABILI ed EREDITABILI ma REVERSIBILI nell’espressione dei geni non Oltre 250 tipi cellulari: identico genoma - dovuti a cambiamenti alla sequenza del diverso epigenoma DNA (Waterland & Michels, 2007) La sequenza del DNA non cambia ma vengono prodotte proteine diverse Epigenoma cambia in risposta ai segnali che possono arrivare dall’interno della cellula, dalle cellule vicine o dall’ambiente esterno. Epigenoma risponde ai cambiamenti ambientali ( stress, dieta, tossine e tutti I fattori che regolano l’espressione genica) in modo dinamico Nutrizione ed epigenetica Nutrizione ed Epigenetica 5 di 19  Carlotta Giromini Nutrizione ed epigenetica meccanismi epigenetici di regolazione dell’espressione più importanti sono: -metilazione del DNA -PTM degli istoni (acetilazione,metilazione, ubiquitinazione, fosforilazione,…) -altri meccanismi (modulazione enzimatica DNMTs, miRNAs, trasposoni) Nutrizione ed epigenetica Nutrizione ed Epigenetica 6 di 19  Carlotta Giromini Metilazione del DNA Acetilazione degli istoni http://learn.genetics.utah.edu/ Nutrizione ed epigenetica Nutrizione ed Epigenetica 2014 7 di 19  Carlotta Giromini Nutrizione ed epigenetica Trascrizione del DNA dipende dal legame con le proteine istoniche (H1, H2, H3 e H4) ISTONE ACETILATO : attivazione della trascrizione del DNA Nutrizione ed epigenetica 8 di 19  Carlotta Giromini Nutrizione ed epigenetica Avviene quasi esclusivamente a livello della citosina nei mammiferi, all’interno dei Dinucleotidi CpG convertendo la citosina in 5-metilcitosina Nutrizione ed epigenetica 9 di 19  Carlotta Giromini Nutrizione ed epigenetica Nutrizione ed epigenetica 10 di 19  Carlotta Giromini Nutrizione ed epigenetica Dopo replicazione, l’enzima DNA metil-transferasi provvede al ripristino della segnatura metilica dei filamenti duplicati, garantendo così l’EREDITÀ Metiltransferasi (DNMTs) EPIGENETICA alle cellule figlie Nutrizione ed Epigenetica 2014 De novo metilasi Metilasi di mantenimento Nutrizione ed epigenetica 11 di 19  Carlotta Giromini Nutrizione ed epigenetica http://learn.genetics.utah.edu/ NUTRI-EPIGENETICA: studia come l’alimentazione e i particolari nutrienti influiscano sulla regolazione dell’ espressione genica Nutrizione ed epigenetica Nutrizione ed Epigenetica 2014 12 di 19  Carlotta Giromini Nutrizione ed epigenetica I nutrienti presenti nei cibi e nei mangimi vanno incontro a processi di assorbimento e metabolizzazione, vengono modificati e trasformati in metaboliti che servono nei diversi processi metabolici dell’organismo Alcuni nutrienti (Acido folico, Vitamine del gruppo B, S-Adenosyl methionine) sono riconosciuti come donatori di gruppi metili ed entrano nel patway metabolico Dieta ricca in nutrienti contenenti folati e donatori di gruppi metili possono alterare l’espressione genica, in particolare nelle prime fasi dello sviluppo Nutrizione ed epigenetica http://learn.genetics.utah.edu/ 13 di 19  Carlotta Giromini Nutrizione ed epigenetica NUTRIENTE FUNZIONE Nutrizione ed epigenetica Nutrizione ed Epigenetica 14 di 19  Carlotta Giromini Nutrizione ed epigenetica http://learn.genetics.utah.edu/ COLINA INTRODOTTA Nutrizione ed epigenetica CON LA DIETA 15 di 19  Carlotta Giromini Nutrizione ed epigenetica Gruppi metilici contenuti negli alimenti regolano il pathway di metilazione del DNA Nutrizione ed epigenetica 16 di 19  Carlotta Giromini Nutriente Alimento di origine Ruolo Epigenetico Sesame seeds, brazil nuts, Methionine SAM synthesis fish, peppers, spinach Leafy vegetables, sunflower Folic Acid Methionine synthesis seeds, baker's yeast Vitamin B12 Meat, liver, shellfish, milk Methionine synthesis Meats, whole grain Vitamin B6 Methionine synthesis products, vegetables, nuts Egg yolks, liver, soy, cooked Choline beef, chicken, veal and Methyl donor to SAM turkey Break down the toxic Wheat, spinach, shellfish, Betaine byproducts of SAM and sugar beets synthesis Produced in the intestine Increased histone Butyrate when dietary fiber is acetylation fermented Nutrizione ed Epigenetica 2014 Nutrizione ed epigenetica http://learn.genetics.utah.edu/ 17 di 19  Carlotta Giromini Sang-Woon Choi and Simonetta Friso. Epigenetics: A New Bridge between Nutrition and Health Adv. Nutr. 1: 8–16, 2010. Nutrizione ed epigenetica 18 di 19  Carlotta Giromini Nutrizione ed epigenetica Nutrizione ed epigenetica 19 di 19