Los niveles de organización estructural del DNA : Estructura Primaria Estructura Secundaria Estructura Terciaria Estructura Cuaternaria Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Nucleosomas, Cromatosomas, Solenoides y Bucles radiales. Estructura del Cromosoma. El andamiaje proteico. Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Nucleosomas Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Concepto de genoma. Niveles de organización estructural del DNA Concepto de Genoma. El genoma es el conjunto del material genético de una célula, un individuo o una especie. El genoma humano ( genoma de especie ) está constituido por el DNA de los 24 cromosomas nucleares ( ubicados en el núcleo celular ) y un cromosoma mitocondrial Los Cromosomas son moléculas lineales de DNA que se ordenan por su tamaño, del 1 al 22 ( cromosomas no sexuales o autosomas ). Se denominan con un número que corresponde con su posición en dicho orden. Los cromosomas sexuales humanos se denominan X e Y. El cromosoma mitocondrial MT es circular. Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Cada uno de los 24 cromosomas humanos ( se obvia el mitocondrial ) se puede estudiar en Metafase porque es cuando el cromosoma se encuentra mas condensado. En esta fase cada cromosoma está formado por 2 cromátidas. CROMÁTIDA Brazo q ( grande ) CENTRÓMERO Brazo p ( pequeño ) Cromosoma en Metafase ( dos cromátidas ) Cromátida Cada cromosoma tiene dos brazos denominados p y q Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Cromosoma en Interfase Desde el punto de vista de la Genética Molecular, cada cromosoma en interfase es una sola molécula de DNA ( una cromátida ). Esta molécula es extraordinariamente larga. A lo largo de esta molécula se disponen los genes de ese cromosoma. descondensación condensación Cromosoma en Interfase ( Cromatina ) Cromosoma en Metafase ( dos Cromátidas ) Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Desde el punto de vista de la Genética Molecular, cada cromosoma en interfase es una sola molécula de DNA ( una cromátida ). Esta molécula es extraordinariamente larga. A lo largo de esta molécula se disponen los genes de ese cromosoma. Chromosome # Genes # of Bases Chromosome 1 2968 279 million bases Chromosome 2 2288 251 million bases Chromosome 3 2032 221 million bases Chromosome 4 1297 197 million bases Chromosome 5 1643 198 million bases Chromosome 6 1963 176 million bases Chromosome 7 1443 163 million bases Chromosome 8 1127 148 million bases Chromosome 9 1299 140 million bases Chromosome 10 1440 143 million bases Chromosome 11 2093 Chromosome 12 1652 142 million bases Chromosome 13 748 118 million bases Chromosome 14 1098 107 million bases Chromosome 15 1122 100 million bases Chromosome 16 104 million bases Chromosome 17 1576 88 million bases Chromosome 18 766 86 million bases Chromosome 19 1454 72 million bases Chromosome 20 927 66 million bases Chromosome 21 303 45 million bases Chromosome 22 288 48 million bases Chromosome X 1184 Chromosome Y 231 51 million bases Analicemos un cromosoma en la base de Cromosomas humanos del NIH , para ver como los genes se suceden a lo largo de un cromosoma. 16569 bp Chromosome size source: International Human Genome Sequencing Consortium. Initial sequencing and analysis of the human genome. Nature 409:860-921(2001). Gene count source: Wellcome Trust. Unveiling your genome. Wellcome News Supplement Q1:13-23(2001). Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Este alto grado de empaquetamiento se puede cuantificar Este alto grado de empaquetamiento se puede cuantificar. El DNA se empaqueta entre 10.000 y 50.000. condensación X 10.000 Este empaquetamiento se realiza en niveles sucesivos. El primero de ellos es el nucleosoma : condensación X 6 Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Interacción entre DNA y proteínas Los nucleosomas son asociaciones de Proteína y DNA. La Proteína de un Nucleosoma es un cilindro compuesto por varias subunidades . El nucleo proteico del nucleosoma es un octámero formado por 2 subunidades de cada uno de los 4 tipos de Histonas siguientes : H2A, H2B, H3 y H4 Interacción entre DNA y proteínas El enrollamiento del DNA es un enrollamiento de tipo toroidal levógiro. Son equivalentes a los superenrollamientos negativos del tipo “lazo”. Hay un nucleosoma cada 200 bp. El DNA enrollado alrededor del nucleo histónico tiene una longitud de 146 bp. Lo cual permite un enrollamiento levógiro de casi 2 vueltas completas alrededor del nucleo. Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Las Histonas pueden ser modificadas covalentemente de forma reversible : Pueden ser objeto de acetilación, metilación, fosforilación, ubiquitinación y ADP-ribosilación. Estas modificaciones son requeridas durante los procesos de activación y represión que regulan la expresión de una región, y también durante la replicación. Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid