Empaquetamiento del DNA

1. Empaquetamiento del DNA

2. DNA eucariota más complejo que procariota • Compactación de cromatina a cromosoma es realizada progresivamente

3. CROMATINA

4. Un poco de historia • Robert Feulgen, en 1914, describió un método para revelar por tinción el ADN, basado en el colorante fucsina. • Encontró la presencia de ADN en el núcleo de todas las células eucariotas

5. Un poco de historia • HemilHeitz en 1928, mediante coloración con colorantes básicos diferenció dos formas: • Eucromatina • Heterocromatina

6. Si el DNA en un solo individuo existiera como una molécula linear, tendría una longitud de 5x1010 km y se extendería 100 veces la distancia de la tierra al sol. • Por esto, el DNA debe ser compactado en el núcleo- en un complejo DNA-Pr

7. El DNA de una célula se compacta para poder caber en el núcleo. • En algunos momentos de la vida de una célula, el DNA lo encontramos en forma de cromatina y en otros como cromosomas

8. El objetivo de los cromosomas es facilitar el reparto durante la división celular, pero bajo esa conformación no puede expresar la información que contiene • Se necesita estar en forma de cromatina

9. ¿Qué es la cromatina? Es el complejo ADN-proteínas que se encuentra disperso dentro del núcleo.

10. Componentes de la cromatina

11. Nucleosoma • Unidad básica de la cromatina • Aproximadamente 200 pb de DNA están asociados con un octámero de histona. • Anclados por la histona H1

12. Nucleosoma • 146 pb hacen casi 2 vueltas completas alrededor del octámero de histona y el resto sirve como enlace entre un nucleosoma y otro. • Este tipo de organización permite un primer paso de compactación del material genético, dando lugar a una estructura parecida a un “collar de perlas”

13. Beadson a string

14. Un segundo nivel de organización lo constituye la fibra de 30 nm compuestas por grupos de nucleosomas empaquetados uno sobre otros adoptando disposiciones regulares gracias a la acción de la histonaH1

15. Finalmente continúa el incremento del empaquetamiento del ADN hasta obtener los cromosomas, que son el máximo nivel de condensación del ADN.

18. Diferentes niveles de condensación del DNA Hebra simple de ADN. (2) Hebra de cromatina (ADN con histonas, "cuenta de collar"). (3) Cromatina durante la interfase con centrómero. (4) Cromatina condensada durante la profase (Dos copias de ADN están presentes). (5) Cromosoma durante la metafase

19. Niveles de condensación. • Cromatina – Filamento de DNA y proteínas. • Nucleosoma– Unidades de nucleoproteínasformadascadaunaporhistonas en forma de disco envuelto en ácidonucléico. • Solenoide – Anilloscirculares y continuosformadoscadaunoporseisnucleosomas.

20. Proteínas histonas Componentes de la cromatina

21. Las histonas son proteínas básicas • Baja masa molecular • Muy conservadas evolutivamente entre los eucariotas y en algunos procariotas • Alto contenido de lisina y arginina (aa básicos) • Carga positiva histonas interactúa con grupo fosfato • No es relevante la secuencia de bases del DNA

23. Histona H1 o ligadora • Proteína pequeña; un poco másgrande que las del core • Secuencia menos conservada • Estructura típica

24. Modificaciones de las histonas Acetilación: Modificación del grupo amino libre del residuo de lisina por un grupo acetilo (COCH3) Reduce carga positiva=Histona con carga neutra

25. Modificaciones de las histonas Metilación: Adición de grupo metil (CH3) en residuos de lisina y arginina No reduce la carga positiva

26. Modificaciones de las histonas Fosforilación Adición de grupo fosfato a residuos serina o treonina Neutraliza carga positiva de la histona Regulación de factores de transcripción

27. Remodelación de la cromatina

28. Proteínas no histonas Componentes de la cromatina

29. Menos estudiadas y poco abundantes • Función relevante en ciertas líneas celulares (espermatozoides) • Involucradas en procesos de replicación, transcripción y regulación • HMG- grupo de alta movilidad

30. Tipos de cromatina

31. Heterocromatina • Región condensada e inactiva del núcleo • Se tiñe fuertemente con las coloraciones

32. Heterocromatina Heterocromatina constitutiva Heterocromatina facultativa Diferente en los distintos tipos celulares Contiene información sobre todos aquellos genes que no se expresan Ejm: Inactivación del cromosoma X • Carece de información genética • Contiene DNA repetitivo • Ejm: telómeros

33. Propiedades de la heterocromatina • La heterocromatina está condensada • Cromofílica e inaccesible a DnasaI • Su DNA se replica más tarde • DNA metilado • Histonas hipoacetiladas • Histonas metiladas • Transcripcionalmente inactiva • No participa en la recombinación genética

34. Diferencias entre heterocromatina y eucromatina Heterocromatina Eucromatina Genes que se expresan Se descondensa en el ciclo celular • Genes inactivos • Se mantiene compacta en el ciclo celular

37. Variación en la cantidad de ADN en diferentes grupos de especies

38. Cromosomas

39. Son la forma compacta de la cromatina • Protegen ADN de daño • Facilitan segregación de la información genética • Contribuyen en la expresión de los genes y recombinación – variabilidad genética • Eucariotas poseen cromosomas lineales • Varían de 2-50, dependiendo de la especie

40. Componentes • Centrómero: Zona por la que el cromosoma interacciona con las fibras del huso acromático. • Cromátide: Una de las unidades longitudinales de un cromosoma duplicado, unida a su cromátida hermana por el centrómero. • Telómero: Extremos de los cromosomas. Regiones de ADN no codificante altamente repetitivas

41. Estructura de un cromosoma

42. Tipos de cromosomas

43. Cariotipo

44. Enfermedades de transmisión genética • Glaucoma • Anemia falciforme • Hemofilia • Sindrome de down (trisomía del cromosoma 21) • Sindrome de turner (solo 45 cromosomas-mujer) • Sindrome de klienefelter (47 cromosomas-hombre)

45. Síndrome de down

46. Síndrome de down • Retraso mental • Retraso del crecimiento • Región occipital plana • Genitales hipotróficos • Extremidades cortas

47. Síndrome de Klinefelter

48. Síndrome de Klinefelter • Manifestaciones: • Talla elevada • Alteraciones dentarias • Disminución de la líbido • Ginecomastia • Vello pubiano disminuido • Lentitud, apatía

49. Síndrome de turner

50. Síndrome de turner • Mujeres con aspecto infantil • Infertilidad • Anomalías renales • Obesidad • Hipertensión