La mayoría de las nuevas ideas están equivocadas. ALGO SOBRE LOS DOGMAS La mayoría de las nuevas ideas están equivocadas. La mayoría de las viejas ideas, están también equivocadas, con la excepción de que al haber sido depuradas por el tiempo, una vieja idea se juzga mejor que una nueva idea. El problema real es que la mayoría de las nuevas ideas son viejas, con lo cual una idea puede fallar dos veces

Heitz (1929) HETEROCHROMATIN: HETEROCROMATINA Según un Alumno Heterocromatina -"hetero" significa mezcla, es decir, es ADN más histonas Eucromatina - "eu" significa que es ADN verdadero, o sea, puro. Según un Texto Heitz (1929) HETEROCHROMATIN: That portion of the nuclear chromatin which demonstrated its allocycly by maintaining a condensed state. The remainder of the nuclear chromatin was extending to what it was termed the euchromatin state. Es decir Fracción de la cromatina que mantiene un estado de condensación permanente a lo largo del ciclo de división celular.

Frecuencia de repetición 25 500.000 350 30 Componente intermedio 45 1 rápido lento Porcentaje de genoma Frecuencia de repetición CURVAS COT CINÉTICA DE RE- ASOCIACION DEL DNA DESNATURALIZADO

Momentos históricos cruciales en el estudio de la Heterocromatina Heitz (1929) describe e introduce el término heterocromatina (Platas del genero Pellia) Cooper (1959) La heterocromatina y la eucromatina difieren en su conformación biofísica y en la expresión de su información, pero no en la estructura básica de organización en su DNA (Drosophila). Lyon, 1961; Grumbach et al, 1963; Brown and Chandra, 1973): Relacionan heterocromatinización con actividades génicas en relación con cromosomas sexuales. Lima-De-Faria, 1959: Replicación tardía del DNA heterocromático Frenster, 1971: No existe síntesis de RNA o es muy baja Pardue, 1969 Hibridación in situ con secuencias de DNA específicas Sumner, 1970: Visualiza en cromosomas la heterocromatina constitutiva HUGO: La incluye en DNA-basura

Las secuencias de DNA de la Heterocromatina son inactivas CARACTERISTICAS BASICAS DE LA HETEROCROMATINA HETEROPICNOSIS ALOCICLIA Las secuencias de DNA de la Heterocromatina son inactivas Reprimida independientemente de que contenga DNA codificante Formada por DNA incapaz de transcribir Heterocromatina condensada tejido-específica Heterocromatinización facultativa Heterocromatina constitutiva

Complejidad en la Definición Cromatina – Complejo de DNA/proteína que configura los cromosomas. Heterocromatina – Fracción de la cromatina que presenta alta condensación durante el ciclo de división celular. Presenta tinción elevada con distintos colorantes. Eucromatina – Fracción de la cromatina que se condensa y descondensa a lo largo del ciclo de división celular. Presenta tinción tenue con distintos colorantes. Heterocromatina constitutiva– Fracción de la cromatina que presenta una alta condensación en todas las fases del ciclo de división y en todas las células del organismo. Localización preferente: centrómeros, regiones distales y NORs. Heterocromatina facultativa- Fracción de la cromatina que se presenta con una alta o baja condensación dependiendo del estado de diferenciación celular o del tipo de célula.

Heterocromatina condensada tejido-específica Eyprepocnemis plorans

Heterocromatina condensada tejido-específica

Heterocromatina condensada tejido-específica

La heterocromatinización específica de tejido puede ser un proceso reversible Linfocito normal Linfocito 24 horas deFitohemaglutinina

Heterocromatinización Facultativa Heterocromatinización de segmentos cromosómicos o cromosomas completos que se condensan e inactivan en etapas tempranas del desarrollo y permanecen inactivos durante muchas generaciones celulares. Suelen relacionarse con los cromosomas sexuales Sistemas muy presentes en el control del determinismo del sexo en insectos Sistemas de determinismo cromosómico múltiple (X1,X2/Y) Relacionados con procesos de “imprinting” cromosómico.

El sistema de determinismo del sexo en los Coccidos Lecanoide Comstockiella Diaspididos Se diferencian por el momento de la eliminación de un genoma durante los ciclos de división celular Control del sexo por heterocromatinización de un genoma parental

En Drosophila melanogaster Resultados experimentales de Bridges Conclusión: X/A = 0,5 X/A = 1 0,5 < X/A < 1 Intersexo

Heterocromatinización en mamíferos Muy diferente en cada grupo evolutivo Eutheria Mamíferos placentados Methateria Marsupiales Prototheria Monotremas

Mamíferos Placentados Un cromosoma X funcionalmente reprimido, transcripcionalmente casi inactivo y al azar en las primeras etapas del desarrollo. ¡ Luego, NO ! No todo el X es inactivo. Genes activos en el segmento de apareamiento con el Y. ¿Fenotipos anormales por X extra? X0/XXX/XXY

Mamíferos Placentados Un cromosoma X funcionalmente reprimido, transcripcionalmente casi inactivo y al azar en las primeras etapas del desarrollo. ¡ Luego, NO ! No todo el X es inactivo. Genes activos en el segmento de apareamiento con el Y. ¿Fenotipos anormales por X extra? X0/XXX/XXY

Filogenia: Sistema ZW ancestral para todos los amniotas y retenido en aves. En Theria y Monotremas se tiende a un sistema de tipo XY. El gen SRY se da después de la división entre Theria y Monotrema El origen del gen SRY al parecer fue una duplicación de genes del cromosoma X ligados al gen SOX3 alrededor de 159 millones de años

Ocurre en mamíferos pero no en aves (ZW hembra / ZZ macho) Compensación de dosis No es universal. Ocurre en mamíferos pero no en aves (ZW hembra / ZZ macho) Mamíferos: Corpúsculo de Barr (1949, cromatina muy condensada perteneciente al cromosoma X. Hipótesis de M. Lyon: Todos los X menos 1 de una célula se inactivan al azar dando lugar al corpúsculo de Barr Un centro de inactivación del X inicia la heterocromatinización. Mosaicismo: hembras heterocigotas muestran un patrón de expresión en mosaico de cada uno de sus alelos. Ejemplo: gen de ausencia de glándulas sudoríparas en mujeres, gata color calicó Corpúsculo de Barr

Ejemplos de mosaicismo ligados al cromomosoma X en hembras Propiedades X inactivos Alta metilación en CG-DNA (sensibles a 5-azacitidina) Histonas metiladas X activos Sensibles a DNA-asa Ejemplos de mosaicismo ligados al cromomosoma X en hembras Gata calicó Patrón de ausencia de glándulas sudoríparas en hembras heterocigotas para el gen de la displasia ectodermal Mosaicismo: hembras heterocigotas muestran un patrón de expresión en mosaico de cada uno de sus alelos. Ejemplo: gen de ausencia de glándulas sudoríparas en mujeres, gata color calicó

Methateria (Marsupiales) El cromosoma X parental se inactiva No origina un cromocentro en interfase. El nivel de inactivación varia entre tejidos La situación es mucho mas compleja por existir determinación cromosómica múltiple para el sexo

Prototheria (Monotremas) Cromosomas sexuales mínimamente diferenciados o determinación cromosómica del sexo múltiple. La inactivación parece implicar a las regiones cromosómicas diferenciadas, donde se ha visto que existen procesos de asincronía en la replicación. Tienen un cromosoma pero Y no poseen el gen SRY Mecanismo de determinación sexual parece estar mediado por DMRT1

Genéticas: selección de genes supresores de la recombinación En general, en mamíferos, se podría asumir que la heterocromatinización del cromosoma X en un fenómeno epigenético y que sigue un modelo de inactivación del cromosoma paterno, incompleta y específica de tejido. Evolución: tendencia a la supresión del entrecruzamiento entre los cromosomas sexuales. Genéticas: selección de genes supresores de la recombinación Estructurales: Cromosomas sexuales idénticos pero cambian los tiempos de replicación (Ofidios) Incidencia de Inversiones

Heterocromatina constitutiva Fracción de la cromatina que se presenta condensada a lo largo del ciclo de división y está presente en todas y cada una de las células de un organismo. Fracción de la cromatina que es positiva a la técnica de Bandeado C.

La excepción ……… Parascaris univalens

METAFASE MITÓTICA HUMANA - BANDEO C El bandeo C tiñe regiones de heterocromatina constitutiva Células en interfase En humanos las regiones de heterocromatina constitutiva ocupan preferentemente posiciones centroméricas y pericentroméricas

Hibridación in situ en cromosomas de ratón

Heterocromatina Constitutiva y DNA DNA Satélite b) DNA Altamente Repetido c) Asociado a Bandas C Pero..... a’) DNA sátelites crípticos b’) Mus musculus (Sat+Banda Principal) c´) Histonas, rDNA, Familias Alu

Heterocromatina Constitutiva y Proteínas Histone acetylase (HATs) / Histone deacetylase (HDACs)

Red Alpha satellite DNA Green Anti-CENP

Modelos básicos de organización de la heterocromatina

Tomate

Histonas Acetilación Metilacion Silent Information Regulator Deacetilación Demetilación

Metilacion Histone H3

Patrones de Replicación Lima de Faria (1968) en Melanoplus diferentialis y el cromosoma X La Heterocromatina tiene replicación tardía. No todo el DNA de replicación tardía es heterocromatina. Existen casos donde la HC tiene replicación temprana (genero Vipera) Naja naja naja TEMPRANA Naja naja kahoutia TARDÍA Briofitas del genero Pellia TEMPRANA Los tiempos de replicación de la HC suelen ser más cortos que los de la eucromatina (tanto la de replicación tardía como temprana)

El daño que ocurre en el ADN afecta de forma homogénea a regiones eucromáticas y heterocromáticas siempre que el inductor del daño afecte al cromosoma en la fase de replicación.

La heterocromatina constitutiva en muy heterogénea y polimórfica Principio de la Equilocalidad Dominios de HC con características comunes ocupan regiones cromosómicas similares

Alphoid-Human

Silene latifolia 

TEL-CHO Sat-Alfa Humano

Toro-Varios