Estructura de los Cromosomas BMC-2024 PDF

E S T R U C T U R A DE LOS CROMOSOMAS BMC-2024 Dra Laura Mejía Contenido I. Introducción II. Ultraestructura de los cromosomas a. Proteínas empaquetadoras b. Niveles de organización en el empaquetamiento de los cromosomas c. Scaffold de los cromosomas...

E S T R U C T U R A DE LOS CROMOSOMAS BMC-2024 Dra Laura Mejía Contenido I. Introducción II. Ultraestructura de los cromosomas a. Proteínas empaquetadoras b. Niveles de organización en el empaquetamiento de los cromosomas c. Scaffold de los cromosomas: concepto, composición, interés III. Partes generales de los cromosomas metafásicos IV. Clasificación de los cromosomas V. Características de los tipos de cromatina I. Introducción En las células somáticas humanas existen 2 metros de ADN dentro de un núcleo de 10 micrómetros de diámetro. Introducción Los CROMOSOMAS se componen de ADN y proteínas relacionadas, que en conjunto se conocen como CROMATINA. Hay muchas proteínas asociadas al ADN; algunas de ellas permiten su empaquetamiento en el núcleo celular. El ADN realiza todas sus funciones en la célula mientras permanece asociado a proteínas. I. Introducción Los Cromosomas están formados por ADN + proteínas relacionadas que en conjunto se llama cromatina Introducción Los cromosomas son estructuras muy dinámicas Se “estiran” o “encogen”, cambian su nivel de empaquetamiento según se requiera para el funcionamiento celular. I. Introducción Los cromosomas varían de acuerdo al estadio en que se encuentra la célula I. Introducción El mayor estado de compactación de los cromosomas lo encontramos durante la metafase (mitosis) I. Introducción Del empaquetamiento de la cromatina se puede entonces afirmar que: Es muy ordenado Involucra a diversas proteínas Le confiere estabilidad al ADN Protege al ADN contra agentes mutagénicos Varía según la etapa en que se encuentre la célula II. Ultraestructura de los Cromosomas DEFINICIÓN Se refiere a los detalles moleculares que explican la estructura de los cromosomas, es decir, que describe como están interaccionando las proteínas y el ADN. INTERÉS Permite explicar el diferente grado de empaquetamiento en el que puede encontrarse la cromatina en las células, y por lo tanto, el diferente aspecto que pueden presentar los cromosomas. NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS CROMOSOMAS El nivel mínimo de organización cromosómica es el NUCLEOSOMA Está compuesto por ADN que rodea a PROTEÍNAS RELACIONADAS organizando y empaquetando el material genético formando fibras de cromatina  1. HISTONAS Pequeñas, básicas y cargadas positivamente Contenido alto de arginina y lisina Misma proporción histona – ADN TIPOS:  Histonas del centro del nucleosoma: H2A, H2B, H3 Y H4  Histona H1 (de union) PROTEÍNAS EMPAQUETADORAS OCTÁMERO DE HISTONAS 14  2- NO HISTONAS Acídicas Ejemplos Topoisomerasa II Proteínas de la familia SMC (mantenimiento estructural de los cromosomas) Protaminas (en el espermatozoide).  1er Nivel  Nucleosomas que forman una fibra de cromatina de 10 nm de grosor 10 nm - Está formado por una sucesión de nucleosomas NIVELES DE N u ORGANIZACIÓN c l e o s o m a 2H2A, 2H2B, 2H3, 2H4 Octámero de histonas 1er Nivel  fibra de cromatina de 10 nm de grosor.  Participan las histonas nucleosómicas.  Permite que el ADN ocupe una longitud 7 veces menor.  146 pares de bases se enrollan en aproximadamente dos vueltas.  Su aspecto al microscopio electrónico es el de un collar de cuentas.  Cada cromosoma contiene miles de nucleosomas.  Permite la actividad génica, es decir, la expresión de los genes presentes en ella (demostrado in vitro). 2º Nivel  fibra de cromatina de 30 nm de grosor. Disposición de proteínas no histonas en la fibra de cromatina de 30 nm. Modelo en zigzag 2º Nivel  fibra de  Modelo en zigzag: es el modelo que está en más concordancia con los datos que se dispone. cromatina de 30 nm  La histona H1 y las colas de las histonas nucleosómicas de grosor. colaboran con la disposición de zigzag de los nucleosomas.  Permite que el ADN ocupe una longitud 40 veces menor. 3er Nivel  fibra de  Es el resultado de que la fibra de 30 nm se disponga cromatina de 300 en forma de asas (loops) nm de grosor  Proteínas no histonas son las que hacen esto posible  ¿Qué es? Es el armazón (esqueleto) proteico que queda al descubierto cuando a los cromosomas con el máximo grado de empaquetamiento (los cromosomas metafásicos) se les quitan las histonas. SCAFFOLD DE ¿Qué proteínas lo componen? LOS Está compuesto por todas las proteínas no histonas que CROMOSOMAS participan en el empaquetamiento del ADN. ¿Qué interés tiene? Algunos agentes antitumorales ejercen su efecto bloqueando el empaquetamiento de los cromosomas al unirse a proteínas del scaffold. SCAFFOLD DE LOS CROMOSOMAS 4° Nivel  fibra de cromatina de 700 nm de grosor  Disposición helicoidal de la fibra de 300 nm.  Participan proteínas no histonas Grado de empaquetamiento: 10,000 veces. Resumen de los niveles de empaquetamiento Identifique esta estructura y sus componentes  Identifique los niveles de empaquetamiento del ADN  Telómero Satélite Constricción Brazo p secundaria III. Partes de los Cromosomas Centrómero (constricción primaria) Metafásicos Brazo q Telómero Cromátide  IV. Clasificación de los Cromosomas 1.Metacéntricos Ej. 1, 3, 19 2.Submetacéntricos Ej. 2, X 3.Acrocéntricos -Con satélites: 13, 14, 15, 21, 22 -Sin satélites:Y Método de tinción: Giemsa V. Tipos de Cromatina Los tipos de cromatina se descubrieron al observar los núcleos de células en interfase con el microscopio electrónico de transmisión: EUCROMATINA HETEROCROMATINA  HETEROCROMATINA EUCROMATINA -Se observa como zonas oscuras en el -Se observa como zonas claras en interior del núcleo. el interior del núcleo. -Está más condensada. -Está menos condensada. -Contiene secuencias preferentemente -Contiene secuencias inactivas. preferentemente activas. CANTIDADES PRESENTES EN LAS CÉLULAS Hepatocito Eosinófilo TIPOS DE HETEROCROMATINA  Heterocromatina Constitutiva: Regiones del ADN que se encuentran muy empaquetadas e inactivas en TODAS LAS CÉLULAS de un organismo. Representa regiones en el ADN que NO SE EXPRESAN, pero son importantes para la integridad de los cromosomas o el adecuado reparto de éstos durante la división celular. Se ubican en los centrómeros y telómeros de los cromosomas.  TIPOS DE HETEROCROMATINA  Heterocromatina Facultativa Regiones del ADN que se encuentran muy empaquetadas e inactivas en una célula, pero no lo están en otras. Contienen genes que en esa célula no se están expresando. Su cantidad es diferente según el tipo celular. El ejemplo más típico es lo que sucede con UNO de los CORPÚSCULOS DE cromosomas X en las células BARR humanas femeninas  corpúsculo de Barr.  Ejemplo H. Facultativa: PROCESO DE LIONIZACIÓN Inactivación aleatoria del cromosoma X durante el período embrionario  BIOLOGÍA CELULAR Y MOLECULAR capítulo 12, páginas 481-487 BIBLIOGRAFÍA: Video: Inactivación del Cromosoma X https://www.youtube.com/watch?v=fb5mher6_3U 42