Un genoma humano diploide consta de alrededor de 6 mil millones de pares de bases empaquetados en 23 cromosomas dentro del núcleo. Las histonas son las proteínas involucradas en el empaquetado compacto del ADN en un espacio microscópico. La cromatina es el complejo ADN-proteína resultante. La unidad básica de repetición de la cromatina es el nucleosoma. El nucleosoma consiste en una longitud de ADN enrollada alrededor de un núcleo de histona.. Las histonas son proteínas con carga positiva y el ADN tiene carga negativa. El núcleo de la histona está formado por un octámero de proteína, que combina dos de cada cuatro histonas, H2A, H2B, H3 y H4. Cada cromosoma consta de miles de nucleosomas que están interconectados por tramos de ADN. La estructura de los nucleosomas le da a la cromatina una apariencia de cuentas en hilo.

Áreas clave cubiertas

1. ¿Qué son las histonas? - Definición, Tipos, Rol 2. ¿Cómo se relacionan las histonas con los nucleosomas? - Formación de nucleosomas

Términos clave: cromatina, cromatosoma, ADN, núcleo de histona, ADN enlazador, nucleosoma

¿Qué son las histonas?

Las histonas son tipos básicos de proteínas que se encuentran en la cromatina. Son proteínas pequeñas con carga positiva. H1, H2A, H2B, H3 y H4 son tipos de histonas. En el núcleo, están asociados con el ADN, lo que ayuda a condensarlo en cromatina. Todos los tipos de histonas están involucrados en la formación del núcleo de histonas alrededor del cual se envuelve el ADN. La formación de un octámero de histonas se muestra en la figura 1.

Figura 1: Formación del núcleo de histonas

Las histonas juegan un papel importante en la regulación de genes al formar dos tipos de cromatina conocidas como eucromatina y heterocromatina. La eucromatina contiene ADN suelto; por tanto, muestra altas tasas de expresión. Sin embargo, la heterocromatina contiene ADN muy empaquetado. Por tanto, los genes de la heterocromatina rara vez se expresan.

¿Cómo se relacionan las histonas con los nucleosomas?

El ADN son moléculas cargadas negativamente debido a la presencia de un grupo fosfato en el esqueleto de azúcar-fosfato. Por lo tanto, las histonas cargadas positivamente pueden unirse al ADN de una manera muy estrecha. La estructura altamente condensada del ADN se forma al envolver el ADN alrededor de los núcleos de las proteínas histonas. El ADN envuelto alrededor de un núcleo de histona se muestra en la figura 2.

Figura 2: Nucleosoma

Nucleosoma sirve como la unidad básica estructural y repetitiva de la cromatina, generando las perlas en una apariencia de cuerda. Está formado por un núcleo de histona y un tramo de ADN envuelto a su alrededor. Un octámero de histonas o núcleo de histonas se forma combinando dos de los cuatro tipos de histonas, H2A, H2B, H3 y H4. Un tramo de ADN de 146 pares de bases se envuelve alrededor de la histona para formar un nucleosoma. Este tramo de ADN envuelve aproximadamente 1,7 vueltas en el octámero de histonas. Luego, otro tipo de histona conocida como H1 se une al núcleo de la histona, lo que permite otros 20 pares de bases de ADN. Esto da como resultado la envoltura de un tramo de ADN en dos rondas completas alrededor del núcleo de histonas. Esta estructura se conoce como cromatosoma. Por lo tanto, un tramo de ADN de 166 pares de bases se envuelve alrededor de un cromatosoma. La estructura del cromatosoma se muestra en la figura 3.

Figura 3: Cromatosoma

Cada cromosoma está formado por miles de nucleosomas que están unidos por tramos de ADN conocidos como ADN enlazador. El ADN enlazador consta de 20 pares de bases. Esto forma largas cadenas de nucleosomas que dan a las perlas una estructura de picadura bajo el microscopio.

El empaquetado de ADN en nucleosomas acorta siete veces la longitud de la cadena de ADN. El diámetro de la fibra de cromatina formada es de 20 nm. Sin embargo, la cromatina se enrolla aún más en una fibra de 30 nm, formando una estructura de orden superior.

Conclusión

La cromatina es la estructura condensada del ADN formada por una secuencia de nucleosomas que están interconectados entre sí. Los nucleosomas son la unidad estructural de la cromatina. Consiste en un tramo de ADN envuelto alrededor de un núcleo de histona. El núcleo de las histonas está formado por ocho proteínas histonas. Por tanto, las histonas son la estructura central de los nucleosomas.

Referencia:

1. "Empaquetado de ADN: nucleosomas y cromatina". Nature News, Nature Publishing Group, disponible aquí.

Imagen de cortesía:

1. "Estructura del nucleosoma" Por Richard Wheeler (Zephyris) - Wikipedia en inglés (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia 2. "Nucleosoma 1KX5 codificado por colores" Por Zephyris en la Wikipedia en inglés (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia 3. “Organización de nucleosomas” Por Darekk2 - Trabajo propio (CC BY-SA 3.0) vía Commons Wikimedia

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