La cromatina es un complejo de ADN y proteína que se encuentra en las células eucariotas . [1] La función principal es empaquetar moléculas largas de ADN en estructuras más compactas y densas. Esto evita que las hebras se enreden y también juega un papel importante en el refuerzo del ADN durante la división celular , la prevención de daños en el ADN y la regulación de la expresión génica y la replicación del ADN . Durante la mitosis y la meiosis , la cromatina facilita la correcta segregación de los cromosomas en la anafase.; las formas características de los cromosomas visibles durante esta etapa son el resultado de que el ADN se enrolla en cromatina altamente condensada.
Los principales componentes proteicos de la cromatina son las histonas , que se unen al ADN y funcionan como "anclas" alrededor de las cuales se enrollan las hebras. En general, hay tres niveles de organización de la cromatina:
Muchos organismos, sin embargo, no siguen este esquema de organización. Por ejemplo, los espermatozoides y los glóbulos rojos de las aves tienen una cromatina más concentrada que la mayoría de las células eucariotas, y los protozoos tripanosomátidos no condensan su cromatina en cromosomas visibles. Las células procarióticas tienen estructuras completamente diferentes para organizar su ADN (el equivalente del cromosoma procariótico se llama genóforo y está localizado dentro de la región del nucleoide ).
La estructura general de la red de cromatina depende además de la etapa del ciclo celular . Durante la interfase , la cromatina está estructuralmente suelta para permitir el acceso a las polimerasas de ARN y ADN que transcriben y replican el ADN. La estructura local de la cromatina durante la interfase depende de los genes específicos presentes en el ADN. Las regiones de ADN que contienen genes que se transcriben activamente ("encendidos") están menos compactadas y estrechamente asociadas con las polimerasas de ARN en una estructura conocida como eucromatina , mientras que las regiones que contienen genes inactivos ("apagados") generalmente están más condensadas y asociadas con Proteínas estructurales enheterocromatina _ [3] La modificación epigenética de las proteínas estructurales de la cromatina a través de la metilación y la acetilación también altera la estructura de la cromatina local y, por lo tanto, la expresión génica. La estructura de las redes de cromatina es actualmente poco conocida y sigue siendo un área activa de investigación en biología molecular .
La cromatina sufre varios cambios estructurales durante un ciclo celular . Las proteínas histonas son los empacadores y organizadores básicos de la cromatina y pueden modificarse mediante diversas modificaciones postraduccionales para alterar el empaquetamiento de la cromatina ( modificación de histonas ). La mayoría de las modificaciones ocurren en las colas de las histonas. Las consecuencias en términos de accesibilidad y compactación de la cromatina dependen tanto del aminoácido modificado como del tipo de modificación. Por ejemplo, la acetilación de histonas da como resultado el aflojamiento y una mayor accesibilidad de la cromatina para la replicación y la transcripción. La trimetilación de la lisina puede conducir a un aumento de la actividad transcripcional (trimetilación de la histona H3lisina 4) o represión transcripcional y compactación de la cromatina (trimetilación de la histona H3 lisina 9 o 27). Varios estudios sugirieron que diferentes modificaciones podrían ocurrir simultáneamente. Por ejemplo, se propuso que una estructura bivalente (con trimetilación tanto de la lisina 4 como de la 27 en la histona H3) está involucrada en el desarrollo temprano de los mamíferos. [4]
Las proteínas del grupo Polycomb juegan un papel en la regulación de genes a través de la modulación de la estructura de la cromatina. [5]