lunes, 18 de enero de 2016

Empaquetamiento del genoma

Empaquetamiento del Genoma
El ADN ácido desoxirribonucleico es el material genético de todos los organismos. Para dividir y transmitir el material genético, la cromatina se condensa en paquetes compactos denominados cromosomas. Los cromosomas están formados por dos brazos unidos por dos centrómeros. El ADN se empaquetaasociándose con proteínasnormalmentehistonas.

Niveles del empaquetamientodel ADN
  • El ADN consigue una elevada condensación gracias a los diferentes niveles estructurales que presenta, aunque en todas las células eucariotas, el ADN se empaqueta aún más, gracias a su unión con las histonas.
  • En el caso de los espermatozoides, las cadenas de ADN se unen a otro tipo de proteínas, llamadas protaminas. Gracias a esta asociación podemos distinguir distintos niveles de empaquetamiento:
Primer nivel de empaquetamiento o fibra de cromatina de 100 A
  • La doble hélice de ADN se enrolla alrededor de unas proteínas globulares, llamadas histonas (agrupadas de ocho en ocho), dando dos vueltas alrededor de ellas, ayudadas por otra proteína, la histona H1. Estaestrutura se denominanucleosoma.
  • El conjunto de estas estructuras, si no se encuentran más plegadas, se denomina collar de perlas.
  • Este collar de perlas se encuentra en el núcleo durante la interfase del ciclo celular de todas las células eucariotas.
  • Estructuralmente esta fibra de cromatina está constituida por una sucesión de nucleosomas
  • El ADN que hay entre un octámero y el siguiente se denomina ADN espaciador.
Segundo nivel de empaquetamiento o fibra de cromatina de 300 A
  • El siguiente proceso de enrollamiento será formar fibras de 30 nm de grosor llamados solenoides, que se forma al enrollarse el collar de perlas formando una especie de espiral.
  • En cada vuelta hay seis nucleosomas y seis histonas que se agrupan entre sí y constituyen el eje central de la fibra.
Tercer nivel de empaquetamiento
  • Posteriormente esa estructura de solenoides formará bucles, denominados dominios estructurales en forma de bucle, Cada seis bucles se empaquetan y se asocian a un esqueleto nuclear formando un rosetón
  • Treinta rosetones forman una espiral y veinte espirales forman una cromátida del cromosoma.
  • Estos bucles quedan estabilizados por un andamio proteico o armazón nuclear.


Nucleosoma
  • Es la  unidad básica de organización de la cromatina.
  • Están unidas entre sí por el filamento de ADN que se va enrollando a su alrededor, como bolas en una cuerda, y esto da lugar a la fibra de cromatina de 10 nm de diámetro.
  • Constituye la base del primer nivel de compactación del ADN en la cromatina dentro del núcleo interfásico (cuando la célula no se divide).

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Estructura

El nucleosoma es una estructura nuclear en la que dos vueltas de ADN (unos 83 nucleótidos por vuelta) se enrollan alrededor de un cilindro formado por 8 histonas.
Partículas que conforma el nucleosoma
  • El core o partícula central del nucleosoma: llamado nucleosomacore es una estructura nucleoproteica compuesta de 147 pares de bases (pb) DNA. Se encuentra arrollada en un super hélice levógira de 1,7 vueltas alrededor de un octámero de proteínas, formado por dos copias de cada una de las histonas H3, H4,H2A y H2B . El ADN se enrolla en el core (140 pb)
  • Región de enlace, ligado o linker: el resto del ADN (60 pb) forma parte del ligador y esta interacciona con la histona H1
Función
Condensar el ADN en una fibra de 11nm de ancho  que se asemeja al mencionado collar de perlas ,donde cada nucleosoma sería una perla y el ADN de enlace, el cordón con el cual están unidas estas perlas.

  • Las histonas son proteínas con carga positiva a pH fisiológico, por su alto contenido de aminoácidos básicos como la lisina y la arginina, se pueden asociar con las moléculas de ADN de carga negativa.
  • Una parte de ADN de doble cadena de aproximadamente 146pb se enrolla dando 1,6 vueltas al octámero.
  • Los tipos de histona son: H1, H2A, H2B, H3 Y H4.
  • Dos moléculas de histona H2A, H2B, H3 Y H4 se unen para formar un octámero de histonas.

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