CROMOSOMA Y CROMATINA

CROMOSOMA Se le denomina a la molécula de acido nucleico que actúa como depositaria de la información genética en una célula eucariota y procariota El material genético de un organismo constituye su genoma(conjunto único y completo de información genética),en los eucariotas este material genético se encuentra distribuido en los cromosomas

CROMOSOMAS ESTRUCTURAS EN LAS QUE ESTA EMPAQUETADO EL DNA QUE CONTIENE LOS GENES Los procariotas:nucleoide El DNA consiste en una sola molécula doble, enlazada y enrollada (bucles) El DNA o cromosoma es un circulo cerrado covalentemente Consta de muchas asas mantenidas juntas por proteínas( centro proteico) Esta superenrrolado o superretorcido Se producen superespirales negativas y produce una forma de DNA mas compacta Formación de isómeros con topología diferente: topoisómeros Carece de histonas El ADN se empaqueta a HU, proteína que facilita el doblamiento y superenrollamiento Sales cargadas positivamente, aminas policationicas; espermidina, espermina, putrescina Compuesta por 3000 genes

CROMOSOMAS EN LOS EUCARIOTAS Las células humanas contienen 600 veces Mas DNA que las de E.coli(4,6millones de pares de bases) Genomas extremadamente grandes, su longitud y numero varia dependiendo de las especies,1.7 por 10 a la 7 nucleosomas El ser humano tiene 23 pares de cromosomas, con un total de aproximadamente 3200 millones de pares de bases Cada cromosoma contiene una sola molécula de DNA Los tamaños de los DNA asociados con cada cromosoma humano son diferentes; el cromosoma 1 contiene la molécula de DNA mas grande (250por 10 a la 6pb) y el cromosoma 23 la molécula de DNA mas pequeña(50 por 10 a la 6 pb), el promedio es de 1.3 por 10 a la 8 nucleótidos Cada una de las 23 cromatidas del numero de genes humanos se estima entre 50,000 y 100,000 El DNA humano es lineal, superenrollado El superenrollamiento del DNA humano se da por las relaciones de los segmentos de DNA con las proteínas de la matriz nuclear

CROMOSOMA HUMANO Y NUCLEOSOMA La longitud total del DNA de las células que no están en división es de aproximado 1 metro La longitud total del complemento cromosómico es cerca de 115 micras El DNA en los cromosomas en metafase debe acortarse 8 a 10,000 veces Sistema de empaquetamiento muy eficiente, ocurre en unidades discretas, los nucleosomas que contienen DNA e histonas

NUCLEOSOMAS La molécula lineal de DNA del cromosoma forma un complejo con histonas para componer las nucleohistonas Las histonas son un grupo de proteínas básicas que se encuentran en todos los eucariotas, que empaquetan el DNA Tienen una alta proporción de aminoácidos de carga positiva (lisina y arginina) lo que les permite unirse con firmeza a las cargas negativas de la doble cadena Hay cinco tipos de moléculas de histonas;H1, H2A, H2B, H3 Y H4 La estructura de las histonas es semejante con diferencias a modificaciones químicas; fosforilación, acetilacion, metilacion ,ADP,ribosilacion Las modificaciones regulan la accesibilidad del DNA a los factores de trascripción

HISTONAS MODIFICADAS POSIBLES FUNCIONES Acetilación de histonas H3 y H4 se relaciona con la activación o desactivación de la trascripción de genes La acetilación de las histonas centrales esta vinculada con el ensamble cromosómico durante la replicación del DNA La fosforilación de la H1 se vincula con la condensación de los cromosomas durante el ciclo de replicación La ADP- ribosilacion de las histonas se relaciona con la reparación del DNA La metilación de las histona esta relacionada con la activación y represión de la trascripción de genes

NUCLEOSOMA CONTIENE HISTONAS Y DNA Es la unidad de estructural de la cromatina Son cuatro las histonas centrales,las cuales se conservan de una espesie a otra Estas cuatro histonas centrales están sujetas a por lo menos cinco tipos de modificaciones covalentes Las histonas actúan entre si en formas muy especificas, formando; tetrámeros, dimero u octameros La histona 1 no es necesaria para la reconstitución del nucleosoma

NUCLEOSOMA El nucleosoma es la subunidad fundamental del DNA e histonas en los cromosomas en interfase Un nucleosoma presenta alrededor de 146 pares de bases de DNA enroscados dos veces alrededor de un octamero de histonas,formado por dos moléculas de cada una de las histonas centrales El octamero de histonas forma un cilindro de 11 nm de diámetro y 6 nm de altura

ASPECTO DE UN CROMOSOMA METAFASICO TIPICO CADA CROMOSOMA ESTA FORMADO POR DOS CROMATIDAS,CONSTITUIDA CADA UNA POR UNA MOLECULA DE DNA TRES ELEMENTOS FUNCIONALES ORIGENES DE REPLICACION; DONDE SE INICIA LA SINTESIS DEL DNA,LOS CROMOSOMAS EUCARIOTAS TIENEN MULTIPLES ORIGENES DE REPLICACION EL CENTROMERO; CONSISTE EN UNA SECUENCIA DE DNA QUE ACTUA COMO PUNTO DE UNION DE LAS PROTEINAS QUE FIJAN AL CROMOSAOMA A LOS MICROTUBULOS DEL HUSO MITOTICO DURANTE LA DIVISION CELULAR TELOMEROS; EN LOS EXTTREMOS CONSISTEN EN SECUENCIAS C FUNCION ESTABILIZADORA

EL DNA SE ORGANIZA EN CROMOSOMAS En la metafase, los cromosomas de los mamíferos poseen una simetría doble Un par de cromatidas hermanas idénticas conectadas a un centrómero: cuya posición relativa es característica para un cromosoma determinado, es una región rica en adenina y timina, tamaño variable:10 a la 2 y 10 a la6 pares de bases.- Se asocia a proteínas no histonas para formar el cinetocoro (sitio de unión para el uso mitotico) El extremo de cada cromosoma contiene estructuras denominadas telomeros;consisten en secuencias cortas, repetidas, ricas en TG.- la telomerasa; cataliza su síntesis y longitud Acortamiento del telomero: malignidad y envejecimiento,telomerasa;quimioterapia y desarrollo de fármacos.

cromosomas Los cromosomas se ven como estructuras separadas solo durante la mitosis La observación con microscopio óptico de mil aumentos permite reconocer como estructuras individuales en forma de bastón Los cromosomas difieren unos de otros en la longitud, el tamaño, y el ordenamiento de sus bandas transversales oscuras y claras( patrón de bandas), así como el punto de fijación del huso( centrómero) En el humano no existen los cromosomas telocéntricos

CROMOSOMAS La cromatina: consiste en moléculas de DNA de cadena doble, muy largas y una masa casi Igual de proteínas básicas, pequeñas, llamadas Histonas, una menor cantidad de proteínas no histonas y una pequeña cantidad de RNA. Proteínas no histonas ; participan En la duplicación del DNA; topoisomerasas, proteinas de trascripción; RNA polimerasa,helicasa,primasas) En la microscopia electrónica la cromatina tiene aspecto de collar de cuentas, cada una de estas cuentas es un nucleosoma un segmento de cromatina presenta varios nucleosomas conectados por los denominados conectores(LINKER) de DNA la mayor parte del DNA se repite en una de estas estructuras , da una apariencia de cuerdas en una cuerda, separación entre nucleosomas de 30 pb

ESTRUCTURA DE CUENTA DE COLLAR DE LA CROMATINA La fibra de cromatina aparece como una cadena lineal de nucleosomas densamente empaquetados que forman un filamento de 10 a 11 nm de diámetro La formación de los nucleosomas convierte la molécula de DNA en una hebra de cromatinas de aproximadamente un tercio de su longitud original Primer nivel de empaquetamiento del DNA

CROMATINA La cromatina aparece en diferentes formas; La condensada (plegada con firmeza), la mayor parte de la cromatina aparece como fibras de 30nm de diámetro (300-500 A°) La menos condensada (plegada de manera parcial);una fibra de 250 A° La forma extendida o desplegada; perlas en un collar,las fibras de cromatina de 100A°, nucleosomas separados por una pequeña distancia( 30 pb de DNA) La longitud de cada molécula de DNA Debe comprimirse unas 8ooo veces para Generar la estructura del cromosoma

CROMATINA LA EXTENCION Y CONDENSACION En peso la cromatina humana tiene alrededor de 35% de DNA, 5% de RNA y 6o% de proteinas La condensación y extensión completa del DNA lineal en los cromosomas ocurre en cuestión de horas durante el ciclo normal de duplicación celular Andamiaje nuclear; o matriz de soporte, formado por proteínas a las cuales se une la fibra 30 nm

NIVEL DE ORGANIZACIÓN DE LA CROMATINA El nivel mas simple es una estructura helicoidal formada por DNA de doble cadena El DNA forma complejos con las histonas , dando lugar a los Nucleosomas El nucleosoma se pliega y forma el selenoide ,con 6 o 7 nucleosomas por vuelta para formar una fibra de 30nm Se forman bucles con longitud promedio de 300nm El enrollamiento denso de las fibras de 300nm constituyen la cromatida con un espesor de 700nm El cromosoma metafasico esta constituido por dos cromatidas

CROMATINA REGIONES ACTIVAS E INACTIVAS El DNA de la cromatina activa (eucromatina) transcripcionalmente, que contiene genes activos, contiene regiones( cerca de 100,000 pb de largo) que son sensibles a la digestión de las nucleasas;DNAsa I Dentro de regiones grandes existen segmentos mas cortos , de 100 a 300 pb , que presentan una sensibilidad 10 veces mayor a la DNAsa I (sitios hipersensibles),importancia de las proteínas no histonas y acceso a la cadena de molde La eucromatina adquiere una tinsion menos densa

CROMATINA REGIONES ACTIVAS E INACTIVAS La cromatina transcripcionalmente inactiva esta densamente empacada durante la interfase y se conoce como heterocromatina, dos tipos; Heterocromatina constitutiva; siempre esta condensada, inactiva, se encuentra en las regiones cercanas al centrómero cromosómico y en los extremos ;telomeros Heterocromatina facultativa; en ocasiones esta condensada, pero en otras se transcribe en forma activa ( no condensada), se ve como eucromatina

EUCROMATINA Y HETEROCROMATINA

ESTRUCTURA DE LOS CROMOSOMAS Cromosoma: a la molécula de acido nucleico que actúa como depositaria de la información genética en una célula eucariota y procariota, un virus o un orgánulo Diploides; contienen dos juegos completos de cromosomas, agrupados por parejas Haploide; el numero de cromosomas del conjunto genómico(se designa como n )

CARIOTIPO Cariotipo: se refiere al ordenamiento y numeración de los cromosomas en pares homólogos, de acuerdo a una convención La base del ordenamiento es el tamaño de cada cromosoma, la posición del centrómero el patrón de bandas especifico El hombre( Homo sapiens) posee 22 pares de cromosomas( autosomas)y en adición, las mujeres tienen 2 cromosomas x y los varones poseen un cromosoma x y otro y ( cariotipo 46,XX o 46, XY) Los 22 pares de autosomas se dividen en 7 grupos (A-G)

PRINCIPALES TIPOS DE BANDAS EN LOS CROMOSOMAS Preparaciones y procedimientos de tinción es posible distinguir al microscopio óptico las bandas claras y oscuras en metafase y prometafase Cada cromosoma y cada segmento cromosómico tiene un patrón de bandas reconocible La posibilidad de identificar cada región de un cromosoma y muchas bandas permite establecer puntos de separación y localizar los genes según la región y el numero de banda en el que se ubican en el cromosoma

PATRONES DE BANDAS G Y R DE LOS CROMOSOMAS EN METAFASE

PATRONES DE BANDAS G Y R EN LOS CROMOSOMAS EN METAFASE

DESIGNACION DE LAS ABERRACIONES CROMOSOMICAS Abreviadas de acuerdo con el sistema internacional de nomenclatura de citogenética humana