Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
DNA y estructura de cromosoma - Coggle Diagram
DNA y estructura de cromosoma
Células procariotas y eucariotas
Los eucariotas tienen genomas grandes en comparación con los procariotas. Para insertar sus genomas en una célula, los eucariotas deben empaquetar su DNA firmemente dentro del núcleo. Para hacer esto, el DNA se envuelve alrededor de proteínas llamadas histonas para formar nucleosomas, la unidad principal del empaquetado del DNA. Luego, los nucleosomas se envuelven en fibras apretadas conocidas como cromatina.
Podemos obtener información expresando el genoma en términos de longitud. Si dispusiéramos el DNA de una sola célula humana, como una célula de la piel, en línea recta, tendría dos metros de largo, más de dos metros y medio.
Los nucleosomas
Los nucleosomas son actores clave en el empaquetado del DNA.
Cada nucleosoma consiste en DNA envuelto alrededor de un núcleo de ocho proteínas histonas. Cada núcleo consta de 4 tipos diferentes de histonas: H2A, H2B, H3 Y H, cada una de las cuales existe en dos copias. Otro tipo de histona, H1, se une tanto al nucleosoma como al DNA enlazado y estabilizando a la estructura.
El ADN se vuelve más compacto a medida que los nucleosomas y el ADN enlazador se envuelven en fibras de cromatina. Las fibras de cromatina o eucromatina no condensada tienen un diámetro de aproximadamente 10 nm. En estas fibras, los nucleosomas se asemejan a perlas en un hilo. A medida que el ADN continúa condensándose, las fibras de 10 nm se enrollan en hebras de aproximadamente 30 nm de grosor, que a su vez forman bucles que forman fibras de 300 nm de grosor.
El DNA como plantilla genética
Las moléculas de DNA proporcionan una base para los mecanismos de la herencia: las cuatro bases nucleotídicas y su naturaleza bicatenaria.
El modelo de DNA de Watson -Crick propuso que las dos hebras de ADN son antiparalelas, lo que significa que el extremo 3 'de una hebra se enfrenta al extremo 5' de la otra.
Meselson y Stahl cultivaron E. coli durante varias generaciones en un medio que contenía un isótopo de nitrógeno "pesado", 15N. Con el tiempo, el nitrógeno pesado se incorporó a las bases de nucleótidos nitrogenados y, por tanto, al ADN.
Organización de genes
Los genes mismos consisten en exones que codifican proteínas e intrones no codificadores. Los intrones se eliminan una vez que la secuencia se transcribe en ARNm, dejando solo exones que codifican proteínas.
Exones
Codifican proteínas
series expresadas
se conservan en la creación del ARN maduro.
Intrones
No codifican
series de intervención
no cifran directamente para las proteínas.
La posición de la cromatina afecta la expresión genética
La cromatina es un gran complejo de ADN y proteínas que se encuentra en el núcleo.
info...
La ubicación tridimensional de la cromatina en el núcleo afecta el tiempo y el alcance de la expresión génica en eucariotas.
Varios TAD se acumulan para formar regiones cromosómicas.
La periferia del núcleo es el órgano de la terapia transcripcional, mientras que el interior de la célula es la región relativamente activa.
La cromatina se reposiciona dinámicamente en el núcleo.
Envasado de cromatina
Cada célula somática humana contiene 6 mil millones de pares de bases de ADN.
Los nucleosomas son las unidades funcionales básicas y repetidas de la cromatina.
Los núcleos se envuelven en filamentos de 30 nm, llamados así porque su diámetro es de aproximadamente 30 nanómetros.
La cromatina en sí está empaquetada en estructuras de orden superior.
El envasado de cromatina es un área de investigación activa.
Estructura cromosómica
De esta forma...
El centrómero es una hebra de ADN que se une a las cromátidas hermanas.
Un cromosoma eucariota funcional debe contener tres componentes: centrómeros, telómeros e múltiples fontes de replicación.
Los telómeros consisten en secuencias de nucleótidos repetidas no codificantes.
Los cromosomas eucariotas también deben tener múltiples orígenes para la replicación, que es la secuencia de nucleótidos que determina dónde comienza la replicación del ADN.
Cariotipo
La tinción da como resultado un patrón de bandas distinto que revela diferentes características, como el número, la forma y el tipo de cromosomas.
El cariograma puede detectar trastornos genéticos
Para facilitar la creación de prototipos, se hizo una imagen de los cromosomas teñidos y se identificaron cromosomas individuales y se cortaron de la imagen.
El método de tinción altamente sensible ayuda a determinar la base genética de la enfermedad.
Replicación cromosómica
Antes de que una célula pueda dividirse, debe transcribir correctamente todos sus cromosomas, incluido el ADN, las histonas y las proteínas no histonas asociadas a él.
A medida que ocurre la replicación del ADN, se sintetizan nuevas proteínas de histonas y se forman nuevas moléculas de histonas centrales.
El proceso de replicación del ADN que comienza a partir de ciertas secuencias de nucleótidos se denomina origen de replicación.
Algunos nucleótidos pueden servir como fuentes de replicación, pero estas secuencias no están bien definidas.
Las histonas son proteínas encargadas de encapsular el ADN con cromatina y, por tanto, en los cromosomas.
Variación de efecto de posición
En 1928, se observó que, si bien algunas regiones de la cromatina se estrechan y se extienden hasta el núcleo de la interfaz, otras no.
La eucromatina es una región de cromatina ligeramente teñida, rica en genes y débilmente unida.
la heterocromatina es una cromatina compacta, rica en repeticiones, con tinción oscura y pobre en genes.
Se ha confirmado que la heterocromatina es cromatina reprimida transcripcionalmente y la eucromatina como cromatina transcripcionalmente activa.
En los seres humanos, la metilación del complejo HUSH contribuye a la proliferación de heterocromatina y, por lo tanto, conduce a un cambio en el efecto de sitio.
El nucleosoma
El DNA de una célula humana mide aproximadamente dos metros de largo y está empaquetado en un núcleo.
El ADN se envuelve dos veces alrededor de un complejo de proteínas conocido como núcleo de histonas, que está formado por 8 proteínas de histonas.
Los nucleosomas se pueden envolver más para lograr una mayor compactación.
La forma más compacta de DNA es el cromosoma que se puede ver al microscopio en la célula en división.
Las histonas son proteínas altamente conservadas.
La partícula del núcleo del nucleosoma
Los nucleosomas son complejos de histonas de ADN, en los que la hebra de ADN se envuelve alrededor del núcleo de histonas.
Las proteínas del núcleo de histonas comparten un motivo estructural conservado conocido como "pliegues de histonas" y tienen una región de cola extendida móvil.
Cada histona se adhiere a tres pequeños surcos sucesivos en el ADN.
El núcleo de la histona es un octámero que contiene dos copias de las proteínas histonas H2A, H2B, H3 y H4.
Las proteínas histonas contienen varias isoformas o variantes como H2A.1, H2A.2, H2A.X, H3.3 o CENP-A.
Remodelación de nucleosomas
Los nucleosomas son la unidad básica de compactación de cromatina.
Uno de los complejos regenerativos más conocidos es Swi / Snf, que se identificó originalmente en la levadura.
Se han propuesto dos modelos para explicar el deslizamiento del núcleo: difusión helicoidal y difusión de bucle / abultamiento.
Las células eucariotas contienen enzimas especializadas llamadas enzimas de remodelación nucleolar dependientes de ATP.
Durante el desarrollo embrionario, el fracaso de la remodelación del nucleosoma puede afectar la viabilidad y causar defectos morfológicos.
Modificación de histonas
Las proteínas histonas tienen un extremo N flexible que se extiende desde el núcleo.
La combinación específica de estas modificaciones constituye 'códigos de histonas' que afectan el plegamiento de la cromatina y la expresión de genes específicos de tejido.
La acetilación aumenta la carga negativa de las histonas.
La cromatina suprimida, también conocida como otra cromatina, está altamente metilada.
Difusión de modificaciones de cromatina
Las proteínas histonas de los nucleosomas se modifican después de la traducción para aumentar o disminuir la accesibilidad del ADN.
Las enzimas comúnmente escritas son la histona metiltransferasa y la histona acetiltransferasa.
Las histonas PTM son reversibles y pueden ser eliminadas por otro grupo de enzimas conocidas como 'borradores'.
El complejo proteico involucrado en la modificación de la histona se denomina complejo "lector-escritor".
Los complejos de lector y escritor etiquetan regiones de eucromatina y regiones de heterocromatina en cromatina.
Cromosomas de Lampbrush
En 1882, se observaron cromosomas en forma de cepillo en huevos de salamandra.
Los bucles se asemejan a las bocanadas de los cromosomas politénicos.
Los glóbulos blancos meióticos forman cromosomas grandes, aproximadamente 30 veces el tamaño de los cromosomas mitóticos normales.
Los LBC constan de dos pares de cromátidas conjugadas.
LBC se utilizó como modelo constructivo para estudiar el análisis citogenético y la regulación epigenética de la estructura de la cromatina y la expresión génica.
Cromosomas politeno
Los cromosomas politénicos son cromosomas gigantes en interfase con varias cadenas de ADN colocadas una al lado de la otra.
Cambiar la presión de la cromatina puede resultar en diferentes concentraciones de cromatina a lo largo del cromosoma de politeno.
Las regiones entre las bandas se denominan regiones entre bandas o regiones entre cromómeros.
Los cromosomas politenos se observan con frecuencia en las células de las glándulas salivales en Drosophila.
La región entre dominios forma estructuras extendidas llamadas infiltrados de libre rodadura para permitir la síntesis de ARN.
Variantes de histonas en el centrómero
Las variantes de histonas son proteínas de histonas con diferencias estructurales y de secuencia.
Los estudios in vitro han demostrado que los nucleosomas centrales forman octámeros con dos copias de CENP-A, así como con dos copias de las histonas H2A, H2B y H4.
La alteración de las funciones de CENP-A se asocia con inestabilidad cromosómica y cáncer.
Las modificaciones postraduccionales específicas en las variantes de histonas permiten una mayor complejidad cromosómica y la regulación de la expresión génica específica de tejido.
Herencia de estructuras de cromatina
La genética es el estudio de los cambios genéticos en el fenotipo de las células sin alterar la secuencia del ADN.
En los nucleosomas, el ADN y las histonas están químicamente alterados.
Las histonas son esenciales para la herencia epigenética.
Estos incluyen compensación de dosis y preservación de estructuras cromosómicas como telómeros y centrómeros.
Las modificaciones postraduccionales de histonas o codones de histonas están relacionadas con la maquinaria transcripcional.
Eucromatina y Heterocromatina
las cromatinas se clasifican en dos formas primarias:
Heterocromatina
es...
Heterocromatina basal: esta región es más densa que la cromatina verdadera, pero a diferencia de las formaciones de heterocromatina, la lisina está en la posición 27 de la cola de la histona H3 di- o trimetilada (H3K27me3).
Estructura de heterocromatina: es una región muy pequeña de cromosomas que se concentra principalmente en el centrómero y los telómeros.
Eucromatina
es...
Durante la interfase, la eucromatina se puede encontrar dispersa por todo el núcleo celular.
La eucromatina es el área menos densa de cromatina y las manchas son más claras.
Glosario
Palabras...
Cromatina: Es una sustancia presente en el núcleo de la célula que forma una sustancia cromosómica durante el período de interfase; Está formado por ADN unido a proteínas.
Eucromatina: Representa la cromatina transcrita en la interfaz.
Cromátida: Los hilos que componen los cromosomas que son visibles durante las transformaciones y transiciones en la división celular.
Heterocromatina: Son regiones de cromatina más compactas, concentradas y empaquetadas, muy teñidas con tinciones de ADN.