CROMOSOMACROMOSOMAYY

CROMATINACROMATINA

CROMOSOMASCROMOSOMASESTRUCTURAS EN LAS QUE ESTA EMPAQUETADO EL DNA QUE ESTRUCTURAS EN LAS QUE ESTA EMPAQUETADO EL DNA QUE

CONTIENE LOS GENESCONTIENE LOS GENES

Los procariotas:Los procariotas:

El DNA consiste en una sola molécula El DNA consiste en una sola molécula doble, enlazada y enrollada (bucles)doble, enlazada y enrollada (bucles)El DNA o cromosoma es un circulo El DNA o cromosoma es un circulo cerrado covalentementecerrado covalentementeConsta de muchas asas mantenidas Consta de muchas asas mantenidas juntas por proteínas( centro proteico)juntas por proteínas( centro proteico)Esta superenrrolado o superretorcidoEsta superenrrolado o superretorcidoSe producen superespirales negativas Se producen superespirales negativas y produce una forma de DNA mas y produce una forma de DNA mas compactacompactaFormación de isomeros con topología Formación de isomeros con topología diferente: topoisómerosdiferente: topoisómerosCarece de histonasCarece de histonasEl ADN se empaqueta a HU, proteína El ADN se empaqueta a HU, proteína que facilita el doblamiento y que facilita el doblamiento y superenrollamientosuperenrollamientoSales cargadas positivamente, aminas Sales cargadas positivamente, aminas policationicas; espermidina, policationicas; espermidina, espermina, putrescinaespermina, putrescinaCompuesta por 3000 genesCompuesta por 3000 genes

CROMOSOMAS EN LOS CROMOSOMAS EN LOS EUCARIOTASEUCARIOTAS

Las células humanas contienen 600 veces Las células humanas contienen 600 veces Mas DNA que las de E.coliMas DNA que las de E.coli

Genomas extremadamente grandes, su longitud y numero varia Genomas extremadamente grandes, su longitud y numero varia dependiendo de las especies,1.7 por 10 a la 7 nucleosomasdependiendo de las especies,1.7 por 10 a la 7 nucleosomasEl ser humano tiene 23 pares de cromosomas, con un total de El ser humano tiene 23 pares de cromosomas, con un total de aproximadamente 3000 millones de pares de basesaproximadamente 3000 millones de pares de basesCada cromosoma contiene una sola molécula de DNACada cromosoma contiene una sola molécula de DNALos tamaños de los DNA asociados con cada cromosoma humano son Los tamaños de los DNA asociados con cada cromosoma humano son diferentes; el cromosoma 1 contiene la molécula de DNA mas grande 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 (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 pequeña(50 por 10 a la 6 pb), el promedio es de 1.3 por 10 a la 8 nucleótidosnucleótidosCada una de las 23 cromatidas del numero de genes humanos se estima Cada una de las 23 cromatidas del numero de genes humanos se estima entre 50,000 y 100,000 entre 50,000 y 100,000 El DNA humano es lineal, superenrolladoEl DNA humano es lineal, superenrolladoEl superenrollamiento del DNA humano se da por las relaciones de los El superenrollamiento del DNA humano se da por las relaciones de los segmentos de DNA con las proteínas de la matriz nuclearsegmentos de DNA con las proteínas de la matriz nuclear

CROMOSOMA HUMANO Y CROMOSOMA HUMANO Y NUCLEOSOMANUCLEOSOMA

La longitud total del La longitud total del DNA de las células que no DNA de las células que no

están en división es de están en división es de aproximado 1 metroaproximado 1 metroLa longitud total del La longitud total del complemento cromosómico complemento cromosómico es cerca de 115 micrases cerca de 115 micrasEl DNA en los cromosomas El DNA en los cromosomas en metafase debe acortarse en metafase debe acortarse 8 a 10,000 veces8 a 10,000 vecesSistema de Sistema de empaquetamiento muy empaquetamiento muy eficiente, ocurre en unidades eficiente, ocurre en unidades discretas, los nucleosomas discretas, los nucleosomas que contienen DNA e que contienen DNA e histonashistonas

NUCLEOSOMASNUCLEOSOMASLa molécula lineal de DNA del cromosoma La molécula lineal de DNA del cromosoma forma un complejo con histonas para forma un complejo con histonas para componer las nucleohistonascomponer las nucleohistonas

Las histonas son un grupo de proteínas Las histonas son un grupo de proteínas básicas que se encuentran en todos los básicas que se encuentran en todos los eucariotas, que empaquetan el DNAeucariotas, que empaquetan el DNA

Tienen una alta proporción de Tienen una alta proporción de aminoácidos de carga positiva (lisina y aminoácidos de carga positiva (lisina y arginina) lo que les permite unirse con arginina) lo que les permite unirse con firmeza a las cargas negativas de la doble firmeza a las cargas negativas de la doble cadenacadena

Hay cinco tipos de moléculas de Hay cinco tipos de moléculas de histonas;H1, H2A, H2B, H3 Y H4histonas;H1, H2A, H2B, H3 Y H4

La estructura de las histonas es La estructura de las histonas es semejante con diferencias a semejante con diferencias a modificaciones químicas; fosforilación, modificaciones químicas; fosforilación, acetilacion, metilacion ,ADP,ribosilacionacetilacion, metilacion ,ADP,ribosilacion

Las modificaciones regulan la Las modificaciones regulan la accesibilidad del DNA a los factores de accesibilidad del DNA a los factores de trascripcióntrascripción

NUCLEOSOMANUCLEOSOMACONTIENE HISTONAS Y DNACONTIENE HISTONAS Y DNA

Es la unidad de Es la unidad de organización de la organización de la cromatinacromatinaSon cuatro las histonas Son cuatro las histonas centrales,las cuales se centrales,las cuales se conservan de una espesie a conservan de una espesie a otraotraEstas cuatro histonas Estas cuatro histonas centrales están sujetas a centrales están sujetas a por lo menos cinco tipos de por lo menos cinco tipos de modificaciones covalentesmodificaciones covalentesLas histonas actúan entre si Las histonas actúan entre si en formas muy especificas, en formas muy especificas, formando; tetrámeros, formando; tetrámeros, dimero u octamerosdimero u octamerosLa histona 1 no es necesaria La histona 1 no es necesaria para la reconstitución del para la reconstitución del nucleosoma nucleosoma

HISTONAS MODIFICADASHISTONAS MODIFICADASPOSIBLES FUNCIONESPOSIBLES FUNCIONES

o Acetilacion de histonas H3 y H4 se relaciona con la activación o Acetilacion de histonas H3 y H4 se relaciona con la activación o desactivación de la trascripción de genesdesactivación de la trascripción de genes

o La acetilación de las histonas centrales esta vinculada con el La acetilación de las histonas centrales esta vinculada con el ensamble cromosómico durante la replicación del DNAensamble cromosómico durante la replicación del DNA

o La fosforilación de la H1 se vincula con la condensación de los La fosforilación de la H1 se vincula con la condensación de los cromosomas durante el ciclo de replicación cromosomas durante el ciclo de replicación

o La ADP- ribosilacion de las histonas se relaciona con la reparacion La ADP- ribosilacion de las histonas se relaciona con la reparacion del DNAdel DNA

o La metilación de las histona esta relacionada con la activación y La metilación de las histona esta relacionada con la activación y represión de la trascripción de genesrepresión de la trascripción de genes

NUCLEOSOMA NUCLEOSOMA El nucleosoma es la El nucleosoma es la subunidad fundamental del subunidad fundamental del DNA e histonas en los DNA e histonas en los cromosomas en interfasecromosomas en interfase

Un nucleosoma presenta Un nucleosoma presenta alrededor de 146 pares de alrededor de 146 pares de bases de DNA enroscados bases de DNA enroscados dos veces alrededor de un dos veces alrededor de un octamero de octamero de histonas,formado por dos histonas,formado por dos moléculas de cada una de moléculas de cada una de las histonas centraleslas histonas centrales

El octamero de histonas El octamero de histonas forma un cilindro de 11 nm forma un cilindro de 11 nm de diámetro y 6 nm de de diámetro y 6 nm de alturaaltura

EL DNA SE ORGANIZA EN EL DNA SE ORGANIZA EN CROMOSOMASCROMOSOMAS

• En la metafase, los cromosomas de los En la metafase, los cromosomas de los mamíferos poseen una simetría doblemamíferos poseen una simetría doble

• Un par de cromatidas hermanas Un par de cromatidas hermanas idénticas conectadas a un centrómero: idénticas conectadas a un centrómero: cuya posición relativa es característica cuya posición relativa es característica para un cromosoma determinado, es para un cromosoma determinado, es una región rica en adenina y timina, una región rica en adenina y timina, tamaño variable:10 a la 2 y 10 a la6 tamaño variable:10 a la 2 y 10 a la6 pares de bases.- Se asocia a proteínas pares de bases.- Se asocia a proteínas no histonas para formar el cinetocoro no histonas para formar el cinetocoro (sitio de unión para el uso mitotico)(sitio de unión para el uso mitotico)

• El extremo de cada cromosoma El extremo de cada cromosoma contiene estructuras denominadas contiene estructuras denominadas telomeros;consisten en secuencias telomeros;consisten en secuencias cortas, repetidas, ricas en TG.- la cortas, repetidas, ricas en TG.- la telomerasa; cataliza su síntesis y telomerasa; cataliza su síntesis y longitudlongitud

• Acortamiento del telomero: malignidad Acortamiento del telomero: malignidad y y envejecimiento,telomerasa;quimioteraenvejecimiento,telomerasa;quimioterapia y desarrollo de fármacos.pia y desarrollo de fármacos.

cromosomascromosomas• Los cromosomas se ven como Los cromosomas se ven como

estructuras separadas solo estructuras separadas solo durante la mitosis durante la mitosis

• La observación con microscopio La observación con microscopio óptico de mil aumentos permite óptico de mil aumentos permite reconocer como estructuras reconocer como estructuras individuales en forma de bastónindividuales en forma de bastón

• Los cromosomas difieren unos de Los cromosomas difieren unos de otros en la longitud, el tamaño, y otros en la longitud, el tamaño, y el ordenamiento de sus bandas el ordenamiento de sus bandas transversales oscuras y transversales oscuras y claras( patrón de bandas), así claras( patrón de bandas), así como el punto de fijación del como el punto de fijación del huso( centrómero)huso( centrómero)

• En el humano no existen los En el humano no existen los cromosomas telocéntricoscromosomas telocéntricos

CROMOSOMASCROMOSOMAS

La cromatina: consiste en moléculas de DNA de cadena La cromatina: consiste en moléculas de DNA de cadena doble, muy largas y una masa casi Igual de proteínas doble, muy largas y una masa casi Igual de proteínas básicas, pequeñas, llamadas Histonas, una menor básicas, pequeñas, llamadas Histonas, una menor cantidad de proteínas no histonas y una pequeña cantidad de proteínas no histonas y una pequeña cantidad de RNA.cantidad de RNA.

Proteínas no histonas ; participan En la duplicación del Proteínas no histonas ; participan En la duplicación del DNA; topoisomerasas, proteinas de trascripción; RNA DNA; topoisomerasas, proteinas de trascripción; RNA polimerasa)polimerasa)

En la microscopia electrónica la cromatina tiene aspecto En la microscopia electrónica la cromatina tiene aspecto de cuentas, cada una de estas cuentas es un nucleosomade cuentas, cada una de estas cuentas es un nucleosoma

un segmento de cromatina presenta varios nucleosomas un segmento de cromatina presenta varios nucleosomas conectados por los denominados conectores(LINKER) de conectados por los denominados conectores(LINKER) de DNA DNA

la mayor parte del DNA se repite en una de estas la mayor parte del DNA se repite en una de estas estructuras , da una apariencia de cuerdas en una estructuras , da una apariencia de cuerdas en una cuerda, separación entre nucleosomas de 30 pbcuerda, separación entre nucleosomas de 30 pb

CROMATINACROMATINA La cromatina aparece en diferentes La cromatina aparece en diferentes

formas;formas;

1.1. La condensada (plegada con La condensada (plegada con firmeza), la mayor parte de la firmeza), la mayor parte de la cromatina aparece como fibras de cromatina aparece como fibras de 30nm de diámetro (300-500 A°)30nm de diámetro (300-500 A°)

2.2. La menos condensada (plegada de La menos condensada (plegada de manera parcial);una fibra de 250 manera parcial);una fibra de 250 A°A°

3.3. La forma extendida o desplegada; La forma extendida o desplegada; perlas en un collar,las fibras de perlas en un collar,las fibras de cromatina de 100A°, nucleosomas cromatina de 100A°, nucleosomas separados por una pequeña separados por una pequeña distancia( 30 pb de DNA)distancia( 30 pb de DNA)

La longitud de cada molécula de DNA La longitud de cada molécula de DNA Debe comprimirse unas 8ooo veces Debe comprimirse unas 8ooo veces

paraparaGenerar la estructura del cromosomaGenerar la estructura del cromosoma

CROMATINACROMATINALA EXTENCION Y LA EXTENCION Y CONDENSACION CONDENSACION

o En peso la cromatina En peso la cromatina humana tiene alrededor de humana tiene alrededor de 35% de DNA, 5% de RNA y 35% de DNA, 5% de RNA y 6o% de RNA.6o% de RNA.

o La condensación y La condensación y extensión completa del extensión completa del DNA lineal en los DNA lineal en los cromosomas ocurre en cromosomas ocurre en cuestión de horas durante cuestión de horas durante el ciclo normal de el ciclo normal de duplicación celularduplicación celular

o Andamiaje nuclear; o Andamiaje nuclear; o matriz de soporte, formado matriz de soporte, formado por proteínas a las cuales por proteínas a las cuales se une la fibra 30 nmse une la fibra 30 nm

CROMATINACROMATINAREGIONES ACTIVAS E REGIONES ACTIVAS E

INACTIVASINACTIVASo El DNA de la cromatina activa (eucromatina) El DNA de la cromatina activa (eucromatina)

transcripcionalmente, que contiene genes activos, transcripcionalmente, que contiene genes activos, contiene regiones( cerca de 100,000 pb de largo) contiene regiones( cerca de 100,000 pb de largo) que son sensibles a la digestión de las que son sensibles a la digestión de las nucleasas;DNAsa Inucleasas;DNAsa I

o Dentro de regiones grandes existen segmentos mas Dentro de regiones grandes existen segmentos mas cortos , de 100 a 300 pb , que presentan una cortos , de 100 a 300 pb , que presentan una sensibilidad 10 veces mayor a la DNAsa I (sitios sensibilidad 10 veces mayor a la DNAsa I (sitios hipersensibles),importancia de las proteínas no hipersensibles),importancia de las proteínas no histonas y acceso a la cadena de moldehistonas y acceso a la cadena de molde

o La eucromatina adquiere una tinsion menos densaLa eucromatina adquiere una tinsion menos densa

CROMATINACROMATINAREGIONES ACTIVAS E REGIONES ACTIVAS E

INACTIVASINACTIVAS La cromatina transcripcionalmente inactiva esta La cromatina transcripcionalmente inactiva esta

densamente empacada durante la interfase y densamente empacada durante la interfase y se conoce como heterocromatina, dos tipos;se conoce como heterocromatina, dos tipos;

o Heterocromatina constitutiva; siempre esta Heterocromatina constitutiva; siempre esta condensada, inactiva, se encuentra en las condensada, inactiva, se encuentra en las regiones cercanas al centrómero cromosómico regiones cercanas al centrómero cromosómico y en los extremos ;telomerosy en los extremos ;telomeros

o Heterocromatina facultativa; en ocasiones esta Heterocromatina facultativa; en ocasiones esta condensada, pero en otras se transcribe en condensada, pero en otras se transcribe en forma activa ( no condensada), se ve como forma activa ( no condensada), se ve como eucromatina eucromatina

EUCROMATINA Y EUCROMATINA Y HETEROCROMATINAHETEROCROMATINA

CARIOTIPOCARIOTIPO Cariotipo: se refiere al Cariotipo: se refiere al

ordenamiento y numeración de ordenamiento y numeración de los cromosomas en pares los cromosomas en pares homólogos, de acuerdo a una homólogos, de acuerdo a una convención convención

La base del ordenamiento es el La base del ordenamiento es el tamaño de cada cromosoma, la tamaño de cada cromosoma, la posición del centrómero el patrón posición del centrómero el patrón de bandas especificode bandas especifico

El hombre( Homo sapiens) posee El hombre( Homo sapiens) posee 22 pares de 22 pares de cromosomas( autosomas)y en cromosomas( autosomas)y en adición, las mujeres tienen 2 adición, las mujeres tienen 2 cromosomas x y los varones cromosomas x y los varones poseen un cromosoma x y otro y ( poseen un cromosoma x y otro y ( cariotipo 46,XX o 46, XY)cariotipo 46,XX o 46, XY)

Los 22 pares de autosomas se Los 22 pares de autosomas se dividen en 7 grupos (A-G)dividen en 7 grupos (A-G)

PRINCIPALES TIPOS DE BANDAS PRINCIPALES TIPOS DE BANDAS EN LOS CROMOSOMASEN LOS CROMOSOMAS

Preparaciones y Preparaciones y procedimientos de tinción es procedimientos de tinción es posible distinguir al posible distinguir al microscopio óptico las bandas microscopio óptico las bandas claras y oscuras en metafase y claras y oscuras en metafase y prometafaseprometafase

Cada cromosoma y cada Cada cromosoma y cada segmento cromosómico tiene segmento cromosómico tiene un patrón de bandas un patrón de bandas reconociblereconocible

La posibilidad de identificar La posibilidad de identificar cada región de un cromosoma cada región de un cromosoma y muchas bandas permite y muchas bandas permite establecer puntos de establecer puntos de separación y localizar los separación y localizar los genes según la región y el genes según la región y el numero de banda en el que se numero de banda en el que se ubican en el cromosomaubican en el cromosoma

PAREONES DE BANDAS G Y R PAREONES DE BANDAS G Y R DE LOS CROMOSOMAS EN DE LOS CROMOSOMAS EN

METAFASEMETAFASE

PATRONES DE BANDAS G Y R PATRONES DE BANDAS G Y R EN LOS CROMOSOMAS EN EN LOS CROMOSOMAS EN

METAFASEMETAFASE

DESIGNACION DE LAS DESIGNACION DE LAS ABERRACIONES ABERRACIONES CROMOSOMICASCROMOSOMICAS

Abreviadas de Abreviadas de acuerdo con el acuerdo con el sistema sistema internacional de internacional de nomenclatura de nomenclatura de citogenética citogenética humanahumana