Co­me puoi ve­de­re nel­la ▶figura 7, la re­go­la­zio­ne dell’espressione genica può av­ve­ni­re in va­ri pun­ti del pro­ces­so di tra­scri­zio­ne e tra­du­zio­ne di un ge­ne in una pro­tei­na.

Al­cu­ni mec­ca­ni­smi re­go­la­to­ri agi­sco­no pri­ma del­la tra­scri­zio­ne mo­di­fi­can­do la strut­tu­ra del­la cromatina e dei cro­mo­so­mi; ol­tre al DNA, in­fat­ti, la cro­ma­ti­na con­tie­ne an­che una se­rie di pro­tei­ne. L’im­pac­chet­ta­men­to del DNA in nu­cleo­so­mi a ope­ra di que­ste pro­tei­ne può ren­de­re il DNA inac­ces­si­bi­le al­l’R­NA po­li­me­ra­si e al re­sto del mac­chi­na­rio coin­vol­to nel­la tra­scri­zio­ne, un po’ co­me, nei pro­ca­rio­ti, il le­ga­me del repressore all’operatore im­pe­di­sce la tra­scri­zio­ne del­l’o­pe­ro­ne lac (co­me ab­bia­mo vi­sto nel ca­pi­to­lo pre­ce­den­te). La tra­scri­zio­ne di un ge­ne eu­ca­rio­ti­co di­pen­de dal­la strut­tu­ra del­la cro­ma­ti­na, sia a li­vel­lo lo­ca­le sia a li­vel­lo del­l’in­te­ro cro­mo­so­ma.

Nei cro­mo­so­mi de­gli eu­ca­rio­ti il DNA è av­vol­to at­tor­no a pro­tei­ne chia­ma­te isto­ni a for­ma­re una strut­tu­ra det­ta nu­cleo­so­ma. I nu­cleo­so­mi bloc­ca­no tan­to l’i­ni­zio quan­to l’al­lun­ga­men­to del­la tra­scri­zio­ne. In un pro­ces­so de­fi­ni­to rimodellamento della cromatina, que­sti due bloc­chi ven­go­no ri­mos­si da due di­ver­si ti­pi di pro­tei­ne di ri­mo­del­la­men­to (▶figura 8).

In un nu­cleo in interfase, co­lo­ra­to e os­ser­va­to al mi­cro­sco­pio, si di­stin­guo­no due ti­pi di cro­ma­ti­na: l’eu­cro­ma­ti­na, di­sper­sa e de­bol­men­te co­lo­ra­ta, e l’ete­ro­cro­ma­ti­na, con­den­sa­ta e co­lo­ra­ta in­ten­sa­men­te. L’eu­cro­ma­ti­na con­tie­ne DNA che vie­ne tra­scrit­to in mR­NA, men­tre l’e­te­ro­cro­ma­ti­na con­tie­ne ge­ni che di so­li­to non ven­go­no tra­scrit­ti.

L’e­sem­pio for­se più ecla­tan­te di ete­ro­cro­ma­ti­na si os­ser­va nel cro­mo­so­ma X inat­ti­vo dei mam­mi­fe­ri. Una fem­mi­na di mam­mi­fe­ro pos­sie­de due cro­mo­so­mi X, men­tre un ma­schio pos­sie­de un X e un Y. Di con­se­guen­za, tra ma­schi e fem­mi­ne esi­ste una no­te­vo­le dif­fe­ren­za per quan­to ri­guar­da il «do­sag­gio» dei ge­ni as­so­cia­ti al cro­mo­so­ma X: ogni cel­lu­la fem­mi­ni­le li pos­sie­de in du­pli­ce co­pia e quin­di po­treb­be pro­dur­re il dop­pio del­le re­la­ti­ve pro­tei­ne ri­spet­to al­le cel­lu­le ma­schi­li. Cio­no­no­stan­te, per il 75% dei ge­ni si­tua­ti sul cro­mo­so­ma X di so­li­to la tra­scri­zio­ne è la stes­sa nei ma­schi e nel­le fem­mi­ne. Com’è pos­si­bi­le?

Nel 1961, Ma­ry Lyon, Lia­ne Rus­sel ed Er­ne­st Beu­tler ar­ri­va­ro­no in­di­pen­den­te­men­te a una stes­sa spie­ga­zio­ne: du­ran­te le pri­me fa­si del­lo svi­lup­po em­brio­na­le di una fem­mi­na, uno dei due cro­mo­so­mi X ri­ma­ne in gran par­te inat­ti­vo dal pun­to di vi­sta tra­scri­zio­na­le. In una da­ta cel­lu­la em­brio­na­le, e in tut­te quel­le che ne de­ri­va­no, la «scel­ta» del­la co­pia da inat­ti­va­re è ca­sua­le. Ri­cor­da che uno dei due cro­mo­so­mi X de­ri­va dal pa­dre e l’al­tro dal­la ma­dre: di con­se­guen­za, in una cel­lu­la em­brio­na­le il cro­mo­so­ma X tra­scrit­to può es­se­re quel­lo pa­ter­no, men­tre nel­la cel­lu­la adia­cen­te può es­se­re quel­lo ma­ter­no.

Nel­le cel­lu­le del­le fem­mi­ne uma­ne, du­ran­te l’in­ter­fa­se è vi­si­bi­le al microscopio ottico un par­ti­co­la­re cor­po nu­clea­re co­lo­ra­bi­le, de­no­mi­na­to corpo di Barr dal no­me del suo sco­pri­to­re, Mur­ray Barr (▶figura 9). Que­sta mas­sa di ete­ro­cro­ma­ti­na, as­sen­te nei ma­schi, cor­ri­spon­de al cro­mo­so­ma X inat­ti­vo. La con­den­sa­zio­ne in cor­po di Barr del cro­mo­so­ma X inat­ti­vo fa sì che il suo DNA ri­sul­ti inac­ces­si­bi­le al mac­chi­na­rio mo­le­co­la­re del­la tra­scri­zio­ne.