EMPAQUETAMIENTO DEL DNA
• DNA eucariota más complejo que
procariota• Compactación de
cromatina a cromosoma es
realizada progresivamente
CROMATINA
Un poco de historia• Robert Feulgen, en 1914,
describió un método para revelar por tinción el ADN,
basado en el colorante fucsina.
• Encontró la presencia de ADN en el núcleo de todas
las células eucariotas
Un poco de historia
• Hemil Heitz en 1928, mediante coloración con colorantes básicos
diferenció dos formas:• Eucromatina
• Heterocromatina
• Si el DNA en un solo individuo existiera como una molécula linear, tendría una longitud de
5x1010 km y se extendería 100 veces la distancia de la tierra al sol.
• Por esto, el DNA debe ser compactado en el núcleo- en un complejo DNA-Pr
• El DNA de una célula se compacta para poder caber en el núcleo.
• En algunos momentos de la vida de una célula, el DNA lo encontramos en forma de cromatina y en otros como cromosomas
• El objetivo de los cromosomas es facilitar el reparto durante la división celular, pero bajo esa conformación no puede expresar la información que contiene
• Se necesita estar en forma de cromatina
¿Qué es la cromatina?
Es el complejo ADN-proteínas que se encuentra disperso dentro del núcleo.
Componentes de la cromatina
Nucleosoma
• Unidad básica de la cromatina
• Aproximadamente 200 pb de DNA están asociados
con un octámero de histona.
• Anclados por la histona H1
Nucleosoma• 146 pb hacen casi 2 vueltas completas
alrededor del octámero de histona y el resto sirve como enlace entre un nucleosoma y
otro.• Este tipo de organización permite un primer
paso de compactación del material genético, dando lugar a una estructura parecida a un
“collar de perlas”
Beads on a string
• Un segundo nivel de organización lo
constituye la fibra de 30 nm compuestas por
grupos de nucleosomas empaquetados uno
sobre otros adoptando disposiciones regulares gracias a la acción de la
histona H1
• Finalmente continúa el incremento del empaquetamiento del ADN hasta obtener los
cromosomas, que son el máximo nivel de condensación del ADN.
Diferentes niveles de condensación del DNA
Hebra simple de ADN. (2) Hebra de cromatina (ADN con histonas, "cuenta de collar"). (3) Cromatina durante la interfase con centrómero. (4) Cromatina condensada durante la profase (Dos copias de ADN están presentes). (5) Cromosoma durante la metafase
• Cromatina – Filamento de DNA y proteínas.
• Nucleosoma – Unidades de nucleoproteínas formadas cada una por histonas en
forma de disco envuelto en ácido nucléico.
• Solenoide – Anillos circulares y continuos formados cada uno por seis nucleosomas.
Niveles de condensación.
PROTEÍNAS HISTONAS
Componentes de la cromatina
• Las histonas son proteínas básicas• Baja masa molecular
• Muy conservadas evolutivamente entre los eucariotas y en algunos procariotas
• Alto contenido de lisina y arginina (aa básicos)• Carga positiva histonas interactúa
con grupo fosfato• No es relevante la secuencia de bases del DNA
Tipo de histona
Contenido de aminoácidos
Modificación
H1 Rica en lisina FosforilaciónH2A Ligeramente rica en
lisinaFosforilación,
acetilaciónH2B Ligeramente rica en
lisinaFosforilación,
acetilaciónH3 Rica en arginina Acetilación, metilación
fosforilaciónH4 Rica en arginina Acetilación, metilación
fosforilación
Histona H1 o ligadora- Proteína pequeña; un poco más grande que las del core
- Secuencia menos conservada
- Estructura típica
Acetilación:Modificación del grupo amino libre del residuo de lisina por un grupo acetilo (COCH3)Reduce carga positiva=Histona con carga neutra
Modificaciones de las histonas
Modificaciones de las histonas
Metilación: Adición de grupo metil (CH3) en residuos de lisina y argininaNo reduce la carga positiva
Modificaciones de las histonas
Fosforilación Adición de grupo fosfato a residuos serina o treoninaNeutraliza carga positiva de la histonaRegulación de factores de transcripción
Remodelación de la cromatina
PROTEÍNAS NO HISTONAS
Componentes de la cromatina
• Menos estudiadas y poco abundantes• Función relevante en ciertas líneas celulares
(espermatozoides)• Involucradas en procesos de replicación,
transcripción y regulación• HMG- grupo de alta movilidad
Tipos de cromatinaCromatina
Heterocromatina
Constitutiva
Facultativa
Eucromatina
Activa
Heterocromatina
• Región condensada e inactiva del núcleo• Se tiñe fuertemente con las coloraciones
Heterocromatina constitutiva
• Carece de información genética
• Contiene DNA repetitivo• Ejm: telómeros
Heterocromatina facultativa
• Diferente en los distintos tipos celulares
• Contiene información sobre todos aquellos
genes que no se expresan
• Ejm: Inactivación del cromosoma X
Heterocromatina
Propiedades de la heterocromatina
1. La heterocromatina está condensada– Cromofílica e inaccesible a DnasaI
2. Su DNA se replica más tarde3. DNA metilado4. Histonas hipoacetiladas5. Histonas metiladas6. Transcripcionalmente inactiva7. No participa en la recombinación genética
Diferencias entre heterocromatina
y eucromatina
Heterocromatina • Genes inactivos
• Se mantiene compacta en el
ciclo celular
Eucromatina • Genes que se
expresan• Se descondensa en
el ciclo celular
Variación en la cantidad de ADN en diferentes grupos de especies
Cromosomas
• Son la forma compacta de la cromatina• Protegen ADN de daño • Facilitan segregación de la información
genética• Contribuyen en la expresión de los genes y
recombinación – variabilidad genética• Eucariotas poseen cromosomas lineales• Varían de 2-50, dependiendo de la especie
Componentes • Centrómero: Zona por la que el cromosoma
interacciona con las fibras del huso acromático.
• Cromátide: Una de las unidades longitudinales de un cromosoma duplicado, unida a su cromátida hermana por el centrómero.
• Telómero: Extremos de los cromosomas. Regiones de ADN no codificante altamente
repetitivas
Estructura de un
cromosoma
Tipos de cromosomas
Enfermedades de transmisión genética
• Glaucoma• Anemia falciforme• Hemofilia• Sindrome de down (trisomía del cromosoma
21)• Sindrome de turner (solo 45 cromosomas-
mujer)• Sindrome de klienefelter (47 cromosomas-
hombre)
Síndrome de down
• Retraso mental• Retraso del crecimiento• Región occipital plana• Genitales hipotróficos• Extremidades cortas
Síndrome de Klinefelter
Síndrome de Klinefelter
• Manifestaciones:– Talla elevada– Alteraciones dentarias– Disminución de la líbido– Ginecomastia – Vello pubiano disminuido– Lentitud, apatía
Síndrome de turner
• Mujeres con aspecto infantil
• Infertilidad • Anomalías renales• Obesidad• Hipertensión
• Hombre• En el hombre existen 23 pares es
decir, tiene 46 cromosomas• Gato• En el gato existen 19 pares de
cromosomas, por lo tanto tiene 38 cromosomas.
• Mosca de la fruta• Tiene 4 pares, o sea tiene 8
cromosomas• Rana• Tiene 13 pares, 26 cromosomas• Caballo• Tiene 33 pares, o sea tiene 66
cromosomas• Paloma• Tiene 40 pares, tiene 80
cromosomas
GalloTiene 39 pares de cromosomas, o sea, 78 cromosomasRatón Tiene 20 pares de cromosomas, 40 cromosomas en totalRataTiene 21 pares de cromosomas, 42 cromosomasHamsterTiene 22 pares de cromosomas, o sea tiene 44 cromosomasConejoTiene 22 pares, o sea 44 cromosomasCerdoTiene 18 pares, 36 cromosomas
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