C1 b 07-cromat
2 recomendaciones859 vistas
El documento describe los diferentes niveles de compactación del ADN en bacterias, eucariotas y en los cromosomas metafásicos. El ADN se compacta en nucleosomas mediante la asociación con histonas, formando una fibra de cromatina de 30 nm. Esta fibra se enrolla en bucles anclados a una matriz proteica nuclear, formando dominios independientes de regulación. La máxima compactación ocurre en los cromosomas metafásicos para la segregación del material genético durante la división celular.
C1 b 07-cromat
- 1. 1 Organización del material hereditario • Necesidad de compactación Volumen limitado Neutralización de cargas del ADN • Organización funcional del ADN Mecanismos de segregación en duplicación Accesibilidad de proteínas reguladoras de la expresión génica
- 2. 2 El genoma bacteriano incluye un cromosoma circular y moléculas pequeñas circulares (plásmidos). No existe núcleo definido. ADN en “región nucleoide”. Varios dominios de 40-80 Kb superenrollados asociado a ARN y proteínas El nucleoide bacteriano
- 3. 3 El genoma nuclear humano comprende 46 moléculas de ADN lineales El largo sumado de este ADN es más de 1.5 metros El diámetro del núcleo es aprox. 10 nm 10,000 nm El núcleo eucariota
- 4. 4 Cromatina complejo compuesto por ADN y proteínas Eucromatina zonas menos condensadas Heterocromatina zonas más condensadas Toda la cromatina se condensa previamente a la división celular El nucleo interfásico
- 5. 5 Durante la división se visualizan cromosomas individuales. Los cromosomas metafásicos son la forma más condensada de la cromatina. Los cromosomas son herramientas de segregación del material hereditario Cuáles son los pasos de compactación? El ciclo celular
- 6. 6 A partir de núcleos aislados se puede aislarse cromatina Al microscopio electrónico se observan fibras de 30 nm y collar de cuentas de 10 nm La cromatina: microscopía
- 7. 7 Análisis bioquímico Cantidades similares de ADN y proteínas Digestión de ADN con nucleasas repetidos de 160-200pb Proteínas básicas – HISTONAS La cromatina: bioquímica
- 8. 8 • Proteínas básicas pequeñas • Altamente conservadas • Centro globular y colas ricas en Lys y Arg • Sitios de acetilación de Lys en colas N terminales (+) • Sitios de fosforilación en Ser en colas de H1 Las histonas Histone Fold H2A/H2B Dimer “handshake” H1 H2B H2A H3 H4 hélice variable conservado
- 9. 9 Las histonas H2A y H2B forman un dímero. Dos H3 y dos H4 forman un tetrámero. Dos dímeros H2A-H2B y un tetrámero H3-H4 forman un octámero con forma de disco aplanado. El octámero de histonas
- 10. 10 • Sobre el octámero se enrolla el ADN. • Cada octámero organiza 145 pb en 1 ¾ vuelta. • 48 nm ADN en un disco de 6x11nm. • Sitios distantes en el ADN se aproximan (accesibilidad). • Otros sitios quedan cubiertos (en la cara interna). El nucleosoma
- 11. 11 • Cargadas positivamente • Pasan entre las vueltas de ADN • Contactan con el ADN adyacente y del octámero próximo Las colas de las histonas del core
- 12. 12 • No forma parte del octámero • Organiza el ADN a la entrada y salida del octámero La histona H1
- 13. 13 Hélice nucleosomal 6 nucleosomas por vuelta El solenoide
- 14. 14 • La modificación de histonas es VITAL en la expresión génica. • La acetilación y desacetilación de histonas es cíclica. Cuentas 10 nm • Colas cargadas + Se unen al ADN de nucleosomes adyacentes • Alto nivel de histona H1 NO es posible la transcripción Fibra de 30 nm • Colas acetiladas NO se unen al ADN • Bajo nivel de histona H1 Existe transcripción génica Correlación Estructura-Función
- 15. 15 + 2M NaCl histonas Eliminación de histonas (Tratamiento con detergentes leves o altas concentraciones salinas) Matriz nuclear proteica y bucles de ADN unidos a la matriz Matriz nuclear DNA loops Proteínas no histonas en la cromatina
- 16. 16 Igual tratamiento en cromosomas metafásicos revela un esqueleto proteico del cromosoma (scaffold) del que salen bucles de ADN de 30 a 100 Kb. La matriz nuclear proteica es el scaffold durante la interfase. El andamiaje (scaffold)
- 17. 17 Existen regiones de ADN que se unen al scaffold: SARs (scaffold attachment regions) MARs (matrix attachment regions) SARs=MARs Bucles de cromatina Loops of 30 – 90 kb
- 18. 18 Bucles como dominios de cromatina Cada bucle fijado al scaffold puede presentar una estructura diferente, mas o menos condensada. Pueden ser dominios funcionalmente independientes.
- 19. 19 Visualización in vivo de niveles superiores de compactación: cromosomas plumulados Lampbrush chromosomes: Cromosomas meióticos apareados parcialmente condensados y pausados durante la profase meiótica para sintetizar ARNs y proteinas a ser almacenadas para el desarrollo temprano del huevo.
- 20. 20 cromátida radial loop chrosomosome model 1μm 10μm cromátidas Cromosomamitótico Los bucles de ADN fijados al scaffold se pliegan formando una superhélice Dominios condensados
- 21. 21 Forma de máxima compactación de la cromatina Unidad estructural segregacional de la información hereditaria El cromosoma metafásico Constricción secundaria Región organizadora nucleolar Con genes ribosomales Centrómero Constricción primaria Sitio de unión de proteínas que forman cinetocoro Brazos Porciones del cromosoma entre el centrómero y el telómero
- 22. 22 Unidad funcional de la información hereditaria Centrómero Constricción primaria Rico en secuencias repetidas Sitio de unión de proteínas que forman cinetocoro Función = segregación Telómeros Regiones terminales de los cromosomas Secuencias repetidas particulares Mecanismo de duplicación particular Función = Integridad cromosómica Orígenes de replicación ARS (sec. de replicación autónomas) Varios por cromosoma Función = replicación El cromosoma
- 23. 23 Citogenética: técnicas de estudio de los cromosomas La CITOGENETICA analiza la cantidad y morfología de los cromosomas. Los cromosomas se pueden describir en base a la posición del centromero. Bandeo cromosómico: Tratamiento desnaturalizante o enzimático del cromosoma y posterior tinción. Cada cromosoma revela un patrón específico de bandas claras y oscuras.
- 24. 24 Revelan diferencias estructurales en la cromatina que constituye cada banda. Tratamiento desnaturalizante o enzimático y tinción Bandas oscuras y claras (1-10 Mb) •Bandeo G • tratamiento con tripsina Bandas claras zonas activas replicación temprana Bandas oscuras zonas inactivas replicación tardía •Bandeo R • patrón opuesto a Bandeo G •Bandeo C • heterocromatina constitutiva • pericentromérica Técnicas de bandeo cromosómico
- 25. 25 FISH Hibridación in situ sobre cromosomas con sondas fluorescentes Técnicas de localización cromosómicas Cariotipo Espectral Múltiple FISH con sondas específicas de cada cromosoma marcadas con un fluorocromo diferente.
- 26. 26 Tamaño compacto DNA longitud compactado Núcleo (humano) 2 x 23 = 46 cromosomas 92 moléculas ADN 10 μm esfera 12,000 Mbp 4 m DNA 400,000 x Cromosma mitótico 2 cromátides, 1 μm espesor 2 moléculas ADN 10 μm forma X 2x 130 Mbp 2x 43 mm DNA 10,000 x Dominio de ADN Bucle de AND anclado 1 replicón ? 60 nm x 0.5 μm 60 kbp 20 μm DNA 35 x Fibra de cromatina approx. 6 nucleosomas por vuelta of 11 nm 30 nm diámetro 1200 bp 400 nm DNA 35 x nucleosoma disco 1 ¾ vueltas de ADN (146 bp) + ADN linker 6 x 11 nm 200 bp 66 nm DNA 6 - 11 x Par de bases 0.33 x 1.1 nm 1 bp 0.33 nm DNA 1 x Compactación debida a histonas Compactación debida al scaffold / matriz nuclear Niveles de compactación
- 27. 27 Compactación Neutralización de cargas del ADN mecanismos de segrega- ción en duplicación Represor transcripcional Dominios topológicos independientes ( Regulación independiente) Problemas Que sucede durante la duplicación y la transcripción? Correlación estructura-función