La estructura cromosómica eucariota se refiere a los niveles de empaquetamiento de las moléculas de ADN en bruto a las estructuras cromosómicas que se observan durante la metafase en la mitosis o la meiosis . Los cromosomas contienen largas hebras de ADN que contienen información genética. En comparación con los cromosomas procariotas, los cromosomas eucariotas son mucho más grandes en tamaño y son cromosomas lineales. [1] Los cromosomas eucariotas también se almacenan en el núcleo de la célula, mientras que los cromosomas de las células procariotas no se almacenan en un núcleo.
Historia
Algunos de los primeros científicos que reconocen las estructuras ahora conocidos como cromosomas fueron Schleiden , Virchow , y Bütschli, O . El término fue acuñado por Heinrich Wilhelm Gottfried von Waldeyer-Hartz , refiriéndose al término cromatina , fue introducido por Walther Flemming.
En la década de 1900, muchos científicos concluyeron las mismas ideas de herencia que Gregor Mendel tenía anteriormente. Los científicos también descubrieron que las células vegetales y animales tienen un compartimento central llamado núcleo . Pronto se dieron cuenta de que los cromosomas se encontraban dentro del núcleo y contenían información diferente para muchos rasgos diferentes.
Estructura
En eucariotas, como los humanos, aproximadamente 3.200 millones de nucleótidos se distribuyen en 23 cromosomas diferentes (los machos tienen un cromosoma Y en lugar de X en comparación con las hembras). Cada cromosoma consiste en una molécula de ADN lineal enormemente larga asociada con proteínas que pliegan y empaquetan el fino hilo de ADN en una estructura más compacta. [2]
El nucleosoma consiste en una doble hélice de ADN unida a un octámero de histonas centrales (2 dímeros de H2A y H2B, y un tetrámero H3 / H4). Aproximadamente 147 pares de bases de ADN se enrollan alrededor de 1 octamer, y ~ 20 pares de bases se secuestran mediante la adición de la histona enlazadora (H1), y varias longitudes de ADN "enlazador" (~ 0-100 pb) separan los nucleosomas. La doble hélice fue descubierta en 1953 por James Watson y Francis Crick. Otros investigadores hicieron hallazgos muy importantes, pero inconexos, sobre la composición del ADN. Pero dependía de Watson y Crick reunir todos esos hallazgos para llegar a un modelo de ADN. Más tarde, el químico Alexander Todd determinó que la columna vertebral de una molécula de ADN contenía grupos de azúcar fosfato y desoxirribosa repetidos. El bioquímico Erwin Chargaff descubrió que la adenina y la timina siempre se emparejaban, mientras que la citosina y la guanina siempre se emparejaban. Las imágenes de rayos X de alta resolución del ADN que fueron obtenidas por Maurice Wilkins y Rosalind Franklin sugirieron una forma helicoidal o de sacacorchos. [3]
El empaquetamiento del ADN se ve facilitado por la distribución de la carga electrostática: los grupos fosfato hacen que el ADN tenga una carga negativa, mientras que las histonas están cargadas positivamente. La mayoría de las células eucariotas contienen histonas (con algunas excepciones), así como el reino Archaea . Las histonas son moléculas cargadas positivamente ya que contienen lisina y arginina en grandes cantidades y el ADN está cargado negativamente. Así que forman un fuerte enlace iónico entre ellos para formar el nucleosoma. El empaque también se logra mediante proteínas especializadas que se unen y pliegan el ADN. Esto genera una serie de bucles y espirales que proporcionan niveles de organización cada vez más altos y evitan que el ADN se enrede y sea inmanejable. Este complejo de ADN y proteínas se llama cromatina. [4] Pero además de las proteínas involucradas con el empaquetamiento, los cromosomas están asociados con proteínas involucradas con la replicación del ADN, la reparación del ADN y la expresión génica. [5]
Por lo general, muchas personas piensan que la estructura de un cromosoma tiene forma de "X". Pero esto solo está presente cuando la célula se divide. Los investigadores ahora han podido modelar la estructura de los cromosomas cuando están activos. Esto es extremadamente importante porque la forma en que el ADN se pliega en las estructuras cromosómicas está relacionada con la forma en que se usa el ADN. Los científicos han podido desarrollar las estructuras tridimensionales de los cromosomas en una sola célula. Los científicos utilizaron cientos de mediciones de dónde se acercan las diferentes partes del ADN para ayudar a crear este modelo. Esta investigación fue realizada por científicos del Departamento de Bioquímica de Cambridge, en colaboración con otros del Instituto Babraham y el Instituto Weizmann. [6]
Referencias
- ^ Alberts; Rebuznar; Hopkins; Johnson; Luis; Raff; Roberts; Walter. Biología celular esencial (4ª ed.). Garland Science . Consultado el 15 de septiembre de 2014 .
- ^ "Estructura cromosómica eucariota" . www.ndsu.edu . Consultado el 15 de septiembre de 2014 .
- ^ "Los papeles de Francis Crick". : El descubrimiento de la doble hélice, 1951-1953. Np, nd Web. 16 de noviembre de 2014.
- ^ "Estructura cromosómica eucariota" . SciencePrimer . Consultado el 15 de septiembre de 2014 .
- ^ "Cromosoma" . www.nature.com . Consultado el 15 de septiembre de 2014 .
- ^ "Estructura de los cromosomas revelada". Universidad de Cambridge. Np, 30 de septiembre de 2013. Web. 16 de noviembre de 2014.