Clase 5 Estructura del Cromosoma Procariota.pdf

Clase 5. Organización de los Cromosomas Dra. Melissa Colón Cesario Adaptado de clase Prof. Iván Dávila Marcano Departamento de Biología UPR-Humacao 1 Introducción Cromosomas Estructuras que contienen el material genético. Están formados de ADN y Proteínas. Localización: Procariotas ! En el citoplasm...

Clase 5. Organización de los Cromosomas Dra. Melissa Colón Cesario Adaptado de clase Prof. Iván Dávila Marcano Departamento de Biología UPR-Humacao 1 Introducción Cromosomas Estructuras que contienen el material genético. Están formados de ADN y Proteínas. Localización: Procariotas ! En el citoplasma en la región del nucleoide. Eucariotas ! Núcleo, Mitocondrias y/o cloroplastos Genoma Formado por todo el material genético que un organismo contiene. Bacterias – Típicamente un cromosoma circular. En eucariotas se refiere al set completo de cromosomas del núcleo. Nota: Eucariotas tienen un genoma mitocondrial. Las plantas tienen genoma del cloroplasto y mitocondria. 2 Introducción ¿Cuál es la función principal del Genoma? Almacenar información Secuencia de bases ¿Qué procesos estarán determinados por la secuencia de bases? Síntesis de RNA y proteínas celulares Replicación de los cromosomas Segregación adecuada de los cromosomas Condensación de los cromosomas 3 Cromosoma Procariota Estará localizado en la región del citoplasma conocida como nucleoide. El nucleoide no está unido o rodeado por la membrana. El DNA está en contacto directo con citoplasma. Codifica para unos miles de diferentes genes Figura 10.3 4 Variación del Genoma Bacteriano ¿Qué tiene esta tabla diferente a lo aprendido por ustedes hasta ahora? 5 Cromosoma Procariota El cromosoma bacteriano típico contiene diferentes tipos de secuencias: Secuencias de genes estructurales Codifican para proteínas. Componen la mayor parte del DNA bacteriano. Regiones intergénicas Regiones del DNA que no se traducen en proteínas. Figura 10.4 6 Cromosoma Procariota El cromosoma bacteriano típico contiene diferentes tipos de secuencias: Secuencias repetidas Funcionan para los dobleces del DNA. Replicación del DNA Transcripción del DNA Recombinación del DNA Figura 10.4 7 Cromosoma Procariota Microscopia electrónica de E. coli a la que se le causó la lisis (rompimiento de membrana). Observe la fibra que sale de ella. Es el cromosoma circular de la bacteria. 8 Cromosoma Procariota La figura de la derecha muestra de manera proporcional el cromosoma circular de E. coli y la bacteria dentro de la cual se encontraría. La línea alrededor de la figura es el cromosoma y el punto en la parte superior izquierda es la bacteria. Problema ¿Cómo empacar ese cromosoma en una región pequeña de la célula? 9 Cromosoma Procariota DNA se encuentra asociado a proteínas de unión (“DNA binding proteins”): Ejemplos HU y H Pequeñas Abundantes en la célula Alto contenido de amino ácidos con carga positiva. ¿Por qué estas proteínas tienden a tener carga positiva? Facilita unión a grupos fosfatos negativos del DNA Estructuralmente semejantes a las histonas 10 Cromosoma Procariota Para localizarse dentro de la célula el DNA debe compactarse alrededor de 1000 veces. Causa la formación de lazos laterales llamados dominios. Se estabilizan por la acción de HU y H-NS Los dominios laterales giran sobre si mismos por la acción de las proteínas estructurales de mantenimiento cromosomal (SMC) 11 Cromosoma Procariota Súper-enroscamiento del DNA mostrando la reducción en espacio ocupado. 12 13 Súper enroscamiento afecta la función del DNA En bacterias el DNA está súper enroscado negativamente. En E. coli, hay un súper enroscamiento negativo por cada 40 vueltas de la doble hélice. Este súper enroscamiento negativo tiene dos efectos mayores: Ayuda a compactar el cromosoma. Crea tensión que se puede liberar por la separación de las cadenas. This enhances DNA replication and transcription 14 Súper enroscamiento afecta la función del DNA El control del proceso es mediado por dos enzimas principales. DNA girasa o DNA topoisomerasa II Causa súper enroscamiento negativo usando energía del ATP. Relaja súper enroscamientos positivos cuando ocurren. DNA topoisomerasa I Relaja súper enroscamientos negativos Genera un corte en una de las cadenas permitiendo que la molécula de DNA rote y libera la tensión. 15 Función Girasa en Super Enroscamiento Figure 10.9 Copyright ©The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display 17 Inhibidores de Girasas La habilidad de la girasa de introducir super enroscamientos negativos es vital para la supervivencia de las bacterias. Bloquear la función de esta enzima es una forma de curar o aliviar enfermedades bacterianas. 18 Inhibidores de Girasas Medicamentos principales con efecto de inhibición de girasas y otras topoisomerasas. Quinolonas Ej. Cipro (Ciprofloxacin) Se utiliza para tratar diferentes bacterias, ántrax (Bacillus anthracis) y algunas cepas de peste bubónica (Yersinia pestis). Cumarinas No inhiben las topoisomerasas eucarióticas. 19 Referencias Brooker, R.J. 2015. Genetics: Analysis and Principles. 5ta Edición. McGraw Hill, Publ. New York, NY, USA. Pierce, B.A. 2006. Genetics: A Conceptual Aproach, 2da Edición. W.H. Freeman and Company, New York, NY, USA. Sanders, M. F. y J. L. Bowman. 2012. Genetic Analisis: An Integrated Approach. Pearson Publ., New York, N.Y., USA. 20