Biología (08) · Unidad 6 — Citoesqueleto, matriz y núcleo
Cromatina: nucleosomas, eucromatina y heterocromatina
La cromatina es el ADN con sus proteínas. El ADN da casi dos vueltas alrededor de un octámero de histonas (dos de cada: H2A, H2B, H3 y H4) y forma el nucleosoma; la fila de nucleosomas es el «collar de perlas» de unos 10 nm, que se enrolla en una fibra de 30 nm, después en bucles, y llega a su máxima compactación en el cromosoma de la metafase. La eucromatina, más laxa, se transcribe; la heterocromatina, compacta, no.
La explicación
El problema: dos metros en un núcleo
Si se estirara el ADN de una sola célula humana, mediría unos dos metros. Y entra en un núcleo de unos pocos micrómetros. Es como meter cuarenta kilómetros de hilo finísimo en una pelota de tenis, sin que se enrede y de manera que se pueda leer cualquier pedazo cuando haga falta. La solución es enrollarlo en varios niveles sobre unas proteínas: eso es la cromatina.
La cromatina es, entonces, el ADN más las proteínas que lo empaquetan, sobre todo las histonas. Las histonas son proteínas chicas con muchos aminoácidos de carga positiva (lisina y arginina), que se pegan con fuerza al ADN, cargado negativamente por sus fosfatos.
Primer nivel: el nucleosoma
Ocho histonas forman un carretel: el octámero, con dos copias de cada una de cuatro histonas, H2A, H2B, H3 y H4. Alrededor del octámero, el ADN da casi dos vueltas (unos 147 pares de bases). Eso es un nucleosoma.
Entre un nucleosoma y el siguiente queda un tramo de ADN de unión (unas decenas de pares de bases). Contando el tramo enrollado y el de unión, hay un nucleosoma cada unos 200 pares de bases. Una quinta histona, la H1, se pega por fuera, donde el ADN entra y sale del carretel, y ayuda a compactar el nivel siguiente.
Vista al microscopio electrónico, una fila de nucleosomas parece un collar de perlas: es la fibra fina, de unos 10 nm (11 en algunos libros).
1. Dividí el largo del ADN por el largo de cada repetición (unos 200 pb): son los nucleosomas.
2. Histonas del octámero: 8 por nucleosoma.
3. H1: una por nucleosoma.
Ejemplo: 3000 pb / 200 = 15 nucleosomas → 120 histonas del octámero y 15 H1.
Los niveles siguientes
Collar de perlas (fibra fina): unos 10 nm.
Fibra de 30 nm (fibra gruesa): el collar se enrolla sobre sí mismo, con ayuda de la H1. Es el modelo clásico de los manuales.
Bucles: la fibra forma lazos sujetos a un andamio de proteínas.
Cromosoma metafásico: el máximo de compactación, cuando la célula se divide.
La cromatina alcanza su mayor condensación en la metafase de la división: los cromosomas se ven nítidos al microscopio óptico porque tienen que viajar enteros a cada célula hija sin enredarse. En la interfase, en cambio, la cromatina está mucho más suelta, porque se la está leyendo.
Un detalle del programa: cada cromátida es una sola molécula de ADN, continua de punta a punta, que se pliega con todos estos niveles (es lo que se llama modelo uninémico).
Eucromatina y heterocromatina
En un núcleo en interfase, teñido, se ven zonas claras y zonas oscuras. La diferencia es de compactación, y tiene consecuencias:
Heterocromatina: muy compactada, se tiñe mucho (oscura), suele estar contra la envoltura. Sus genes no se transcriben: están empaquetados de manera que no se pueden leer.
Hay dos clases de heterocromatina. La constitutiva está condensada siempre, en todas las células: por ejemplo, alrededor de los centrómeros y en los telómeros, regiones con secuencias repetidas y casi sin genes. La facultativa está condensada en algunas células y no en otras, según el tipo de célula o el momento.
El ejemplo de manual de heterocromatina facultativa es el corpúsculo de Barr. En las células de las hembras de mamífero, que tienen dos cromosomas X, uno de los dos se condensa entero y queda inactivo; se ve como un grumo oscuro pegado a la envoltura. Regla: corpúsculos de Barr = cantidad de X − 1. Así, una célula XX tiene uno; una XY, ninguno.
1. ¿Clara y laxa, con genes que se leen? Eucromatina.
2. ¿Oscura y compacta? Heterocromatina.
3. ¿Está igual en todas las células (centrómeros, telómeros)? Constitutiva. ¿Depende de la célula (el X inactivo)? Facultativa.
Un tramo de ADN de 2000 pares de bases está empaquetado en nucleosomas, con una repetición (ADN enrollado + ADN de unión) de unos 200 pares de bases. ¿Cuántos nucleosomas tiene? ¿Cuántas moléculas de histona forman sus octámeros, y cuántas H1 hay? ¿De cada tipo de histona del octámero, cuántas moléculas?
El dato que decide: cada nucleosoma ocupa unos 200 pb y tiene un octámero (2 × H2A, 2 × H2B, 2 × H3, 2 × H4) más una H1 por fuera.
Histonas de los octámeros: 10 × 8 = 80.
H1: una por nucleosoma = 10.
Por tipo: 10 nucleosomas × 2 = 20 de H2A, 20 de H2B, 20 de H3 y 20 de H4 (y 20 + 20 + 20 + 20 = 80, coincide).
De dónde sale el 200: unos 147 pb dan casi dos vueltas al octámero y el resto es ADN de unión hasta el próximo nucleosoma. En distintas células la repetición varía un poco; para las cuentas se usa la que da el problema.
Lo que muestra el ejercicio: la mitad del peso de la cromatina es proteína. Las histonas no son un adorno: están por todos lados, cada pocos cientos de bases.
Dónde se pierde el punto: en contar 4 histonas por nucleosoma (los tipos, no las moléculas) o en meter la H1 dentro del octámero y dar 9 por nucleosoma.
Al teñir el núcleo de una célula de mucosa bucal de una mujer se ve un grumo oscuro pegado a la envoltura, que no aparece en las células de un hombre. ¿Qué es, por qué está ahí y qué se puede predecir para una persona con cromosomas XXY y otra con XXX?
Qué es: un corpúsculo de Barr, un cromosoma X entero condensado como heterocromatina e inactivo.
Qué clase de heterocromatina es. Facultativa: el mismo cromosoma X está activo en otras células (en una célula XY, por ejemplo, el único X está activo).
La regla. Corpúsculos = X − 1.
XXY: 2 − 1 = 1 corpúsculo.
XXX: 3 − 1 = 2 corpúsculos.
Lo que enseña: la condensación no es sólo una forma de guardar el ADN: también es una manera de apagar genes. La heterocromatina no se transcribe.
Dónde se pierde el punto: en contar el corpúsculo como «el cromosoma Y» o en usar la cantidad total de X en lugar de X − 1.
Dónde se cae la mayoría
- Decir que el octámero tiene ocho histonas distintas. Son cuatro tipos (H2A, H2B, H3, H4), dos copias de cada una.
- Poner la H1 dentro del octámero. La H1 se pega por fuera, en el ADN de unión.
- Creer que la cromatina está más condensada en la interfase. La máxima condensación es en la metafase de la división.
- Confundir cuál se transcribe. La eucromatina, laxa, se transcribe; la heterocromatina, compacta, no.
- Contar los corpúsculos de Barr como la cantidad de X. Son los X menos uno: la célula deja activo un solo X.
Hasta acá la explicación. La práctica es la otra mitad: 7 ejercicios de este tema, en cuatro niveles, que no te dicen sólo si está bien al final sino que te corrigen en cada paso y te explican por qué. Además trae una animación que muestra la idea en movimiento.
Practicar Cromatina: nucleosomas, eucromatina y heterocromatina →Dónde entra este tema en el parcial
- Segundo parcial — El epitelio de la tráquea15 puntos · resuelto paso a paso
Los otros temas de la unidad 6
Citoesqueleto, matriz y núcleo