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In questo articolo parlo di un nuovo ruolo della Vitamina C (acido L-ascorbico), relativo all’attivazione della trascrizione dei geni contenuti nel DNA mitocondriale ed alla replicazione del DNA mitocondriale
Vitamina C e modulazione genetica mitocondriale
Le cellule eurocariotiche, di animali, piante e funghi silenziano i loro geni attraverso la metilazione della citosina; gli enzimi che metilano il DNA delle cellule eucariotiche si chiamano CITOSINE METIL-TRASFERASI.
Le cellule dei batteri silenziano i geni attraverso la metilazione dell’adenina, attraverso l’enzima N-6 adenosina metiltrasferasi (METTL).
Quindi cellule eucariotiche e batteri silenziano il DNA in modo completamente diverso: I primi metilano la citosina del DNA, mentre i secondi metilano l’adenina del DNA.
Sappiamo che i mitocondri che sono organelli presenti all’interno delle cellule eucariotiche, assomigliano a tanti piccoli batteri che vivono in simbiosi con l’ospite. i mitocondri sono organelli dotati quasi di vita semi-autonoma, èd hanno molte caratteristiche in comune con i batteri; per esempio: contengono centinaia di copie di DNA mitocondriale distinto da quello nucleare, e sono anche di forma circolare, proprio come quello batterico; I mitocondri possiedono i ribosomi mitocondriali, che li consentono di sintetizzare in autonomia 13 proteine mitocondriali e 22 rRNA mitocondriali. La membrana mitocondriale contiene la cardiolipina che è un fosfolipide che si trova solo all’interno delle membrane cellulari dei batteri. I Mitocondri sintetizzano le loro poche proteine, in modo quasi identico ai batteri, ossia le proteine sintetizzate dai mitocondri, iniziano tutte con una formil-metionina. Infine i mitoocndri al pari dei batteri sono sensibili alla maggior parte degli antibiotici, e sono in grado di produrre la melatonina, l’antiossidante mitocondriale più potente che si conosca.
Quindi i mitocondri sono “dei veri e propri batteri semi-autonomi”, ed i biologi ipotizzano che si sono evoluti dal batterio viola Rhodospirillum rubrum, entrato in simbiosi con un grande archeobatterio.
Il Professor Ziyang Hao, et al, ha scoperto che i mitocondri regolano l’espressione epigenetica del loro genoma, allo stesso modo dei batteri: Invece di silenziare i geni attraverso la metilazione della citosina, lo fanno attraverso la metilazione dell’adenina in posizione -6.
Quindi i mitocondri silenziano la trascrizione dei propri geni e la replicazione del loro genoma, attraverso la metilazione dell’adenina.
La metilazione dell’adenina in posizione-6 è promossa dall’enzima METTL4 (EC2.1.1.72); Quindi una eccessiva metilazione, sopprime la respirazione e biogenesi mitocondriale.
Il genoma circolare dei mitocondri è avvolta attorno alla proteina TFAM. La proteina TFAM è chiamata “Fattore di trascrizione mitocondriale”; La proteina TFAM è “analoga agli istoni del DNA nucleare”, ossia ha la principale funzione di avvolgere il DNA mitocondriale. Quando il DNA mitocondriale subisce delle modifiche epigenetiche, come la metilazione dell’adenina, il TFAM blocca la trascrizione dei geni mitocondriali e la replicazione del genoma; Quindi una eccessiva metilazione del DNA mitocondriale, promuove l’invecchiamento e la disfunzione mitocondriale, perché i mitocondri non possono generare nuove copie di DNA, e nuove subunità proteiche della catena di trasporto degli elettroni.
Ricordiamo che una dieta troppo ricca di metionina, potenzia la metilazione e può accelerare l’invecchiamento.
Nei mitocondri esiste anche un enzima che riattiva i geni silenziati, eliminando i gruppi metilici dall’adenina. L’enzima che toglie i metili dall’adenina del DNA mitocondriale si chiama ALKBH4, ed è un enzima che funziona con l’acido alfa-chetoglutarico e la Vitamina C (acido L-ascorbico). Quindi la Vitamina C contribuisce a ringiovanire ed ossigenare gli organi e tessuti, perché attraverso l’enzima ALKBH4 (EC1.14.11.51), elimina il gruppo metile dalle adenine del DNA mitocondriale. Quando ALKB4, ossida ed elimina i gruppi metilici dall’adenina, riattiva il TFAM (fattore di trascrizione mitocondriale), ad avviare l’espressione dei geni mitocondriali e la replicazione di nuovo DNA, contribuendo a rafforzare la respirazione cellulare, ed a ringiovanire ed incrementare la popolazione dei mitocondri. Più mitocondri significa migliore funzione cellulare e quindi migliore benessere e salute.
Fonte Bibliografica (Vitamina C e modulazione genetica mitocondriale)
- Hao Z, Wu T, Cui X, Zhu P, Tan C, Dou X, Hsu KW, Lin YT, Peng PH, Zhang LS, Gao Y, Hu L, Sun HL, Zhu A, Liu J, Wu KJ, He C. N6-Deoxyadenosine Methylation in Mammalian Mitochondrial DNA. Mol Cell. 2020 May 7;78(3):382-395.e8. doi: 10.1016/j.molcel.2020.02.018. Epub 2020 Mar 16. PMID: 32183942; PMCID: PMC7214128.
- Tran KA, Dillingham CM, Sridharan R. The role of α-ketoglutarate-dependent proteins in pluripotency acquisition and maintenance. J Biol Chem. 2019 Apr 5;294(14):5408-5419. doi: 10.1074/jbc.TM118.000831. Epub 2018 Sep 4. PMID: 30181211; PMCID: PMC6462505.
