Cromatina y Cromosomas: Conceptos Clave

El Núcleo Celular

• El núcleo celular está rodeado por la envoltura nuclear, una doble membrana perforada por numerosos poros nucleares.
• Estos poros actúan como compuertas selectivas para el intercambio de sustancias entre el citoplasma y el núcleo.
• La envoltura nuclear está sostenida por filamentos intermedios dependientes del citoesqueleto y la lámina nuclear, ubicada en la superficie interna.
• La lámina nuclear provee soporte interno al núcleo.
• El nucleoplasma, el medio interno del núcleo, contiene los solutos disueltos y un esqueleto filamentoso que soporta cromosomas y complejos proteicos involucrados en la replicación y transcripción del ADN.

Estructura Nuclear

• La envoltura nuclear es una doble membrana con poros nucleares que permiten el paso selectivo de proteínas y ARN.
• La lámina nuclear ayuda a proveer soporte estructural a la envoltura nuclear.
• El nucleoplasma es el líquido del núcleo que contiene las sustancias disueltas, incluyendo el ADN y los ARN.

Funciones del Núcleo

• Almacenar la información genética (ADN).
• Recuperar la información del ADN en forma de ARN.
• Dirigir y regular las actividades citoplasmáticas a través de las proteínas producidas a partir de la información genética.
• Especificar todas las proteínas que forman un organismo.
• Contiene información sobre cuándo, dónde y en qué cantidad deben producirse las proteínas.

Procesos Nucleares

• La duplicación del ADN y su ensamblaje con histonas para formar cromatina.
• La transcripción de genes a ARN, y el procesamiento de éste a sus formas maduras para la traducción.
• La regulación de la expresión génica.

Funciones de la Envoltura Nuclear

• Impide la entrada de ribosomas activos al núcleo.
• Permite la salida de subunidades ribosómicas formadas en el nucléolo.
• Permite la entrada de RNA polimerasa, DNA polimerasa e histonas, sintetizadas en el citoplasma.

Complejo del Poro Nuclear (CPN)

• El número de complejos de poro nuclear varía según la actividad celular.
• Formado por ocho columnas proteicas que forman las paredes laterales del poro.
• Un anillo externo y otro interno, con estructura octamérica.
• Proteínas de anclaje que fijan cada columna proteica al espacio perinuclear.
• Proteínas radiales que se proyectan desde las columnas hacia la luz del poro.
• Proteínas fibrilares en la canastilla o cesta.
• Un poro central o abertura.

Transporte a través del Poro

• Los complejos de poro nuclear hacen de la envoltura nuclear una barrera selectiva entre el núcleo y el citoplasma.
• Las proteínas sintetizadas en el citoplasma contienen una señal de localización nuclear (NSL).
• Los ARN salen del núcleo a través del complejo de poro con una proteína especial que posee una señal nuclear de exportación (NES).
• Las moléculas de mayor tamaño requieren de una proteína "transbordadora" o carioportina (importinas, exportinas y transportinas).

Cromosomas y Cromatina

• El núcleo contiene los cromosomas de la célula.
• Cada cromosoma consiste en una molécula única de ADN con una cantidad equivalente de proteínas.
• El ADN con sus proteínas asociadas se denomina cromatina.

Proteínas presentes en la cromatina

• La mayor parte de las proteínas de la cromatina consisten en copias múltiples de cinco clases de histonas (básicas).
• Las histonas son ricas en residuos de arginina y lisina cargados positivamente que se unen estrechamente a los grupos fosfatos (cargados negativamente) del ADN, dentro del nucleosoma.
• La cromatina también contiene pequeñas cantidades de proteínas no histónicas y RNP, que incluyen factores de transcripción.

Tipos de Cromatina

• La eucromatina es la cromatina laxa, de localización central.
• La heterocromatina es la cromatina densa, ubicada en la periferia del núcleo.

Condensación de la Cromatina

• Alrededor de 60 pares de bases de ADN unen cada nucleosoma con el próximo creando el ADN espaciador.
• La histona H1, une los nucleosomas y los mantiene agrupados creando la fibra de 10nm.
• Los nucleosomas de la fibra de 10nm se organizan en una estructura de fibra de 30 nm (solenoide).
• La fibra de 30 nm se organiza en bucles, que interaccionan con las proteínas de la matriz nuclear o andamiaje nuclear ("scaffold").

Modelo de Empaquetamiento de la cromatina

• Cada bucle de cromatina representa un dominio funcional o unidad de replicación y contiene aproximadamente 100.000 pares de bases.

Empaquetamiento de la fibra de 30 nm

• El grado de condensación de los dominios de cromatina se mantiene principalmente por la asociación con la matriz nuclear y proteínas asociadas como la topoisomerasa II.
• El nucléolo está formado por regiones de cromatina de los pares de cromosomas 13,14, 15, 21 y 22 en humanos
• El nucléolo es donde se sintetizan, procesan y ensamblan los ARNr.

Las Bandas en los Cromosomas

• Las coloraciones especiales revelan diferencias estructurales importantes en los cromosomas que son de importancia funcional para la célula
• Las bandas oscuras corresponden a cromatina condensada.
• Las bandas claras corresponden a cromatina laxa.

Estructuras localizadas en la Cromatina Nuclear

• Cromátida
• Centrómero
• Telómero
• Constricciones Secundarias

Los Cromosomas Aparecen Ocupando Lugares Específicos

• Los cromosomas humanos 13, 14, 15, 21 y 22 contienen genes que codifican ARNr en humanos.

Identificación de Cromosomas

• La técnica tradicional para distinguir cromosomas es teñirlos con tintes que producen un patrón de bandas en cromosomas mitóticos.
• Los cambios en el patrón de bandas pueden indicar alteraciones estructurales en los cromosomas.

Clasificación de los Cromosomas Según la Posición del Centrómero

• Metacéntricos: El centrómero está en el centro, dividiendo el cromosoma en dos brazos de igual longitud.
• Submetacéntricos: El centrómero está desplazado del centro, resultando en brazos de longitud desigual.
• Acrocéntricos: El centrómero está muy cerca del extremo del cromosoma, dejando un brazo muy corto y otro largo.
• Telocéntricos: El centrómero está en el extremo del cromosoma, y no hay brazo corto visible.

Partes de un Cromosoma Mitótico

• Todas las especies tienen un número característico de pares de cromosomas homólogos.
• El número diploide (2n) del ser humano es 46.
• Cada una de las cromátidas hermanas es un cromosoma completo

El Número de Cromosomas en Eucariotas

• El número de cromosomas varía entre las diferentes especies eucariotas.

El Cinetocoro

• El cinetocoro es una estructura proteica discoidal asociada al centrómero.
• Ayuda a separar las cromátidas hermanas durante la división celular.
• Es el sitio de unión con los microtúbulos del huso mitótico, que mueven a los cromosomas durante la anafase.
• Las proteínas del cinetocoro proveen la plataforma para ensamblar y movilizar las proteínas del huso mitótico.

El Cariotipo

• El cariotipo es una representación gráfica de los cromosomas de una célula somática.
• El cariotipo humano contiene 23 pares de cromosomas, 22 pares de autosomas y un par de cromosomas sexuales (XX en mujeres y XY en hombres).
• El análisis del cariotipo permite comparar cromosomas por su longitud, ubicación del centrómero y los patrones de las bandas G.

El Nucléolo

• El nucléolo es un aglomerado de fibras de cromatina de distintos cromosomas implicados en la formación de subunidades ribosómicas.
• En el nucléolo se sintetiza, procesa y ensambla el ARNr.

Este cuestionario explora conceptos esenciales sobre la cromatina y los cromosomas. Se abordan temas como la condensación de la cromatina, la función del nucléolo y las características de los cromosomas. Ideal para estudiantes de biología celular que buscan profundizar en estos temas.