Los dominios de heterocromatina constitutivos son regiones de ADN que se encuentran en todos los cromosomas de eucariotas. [2] La mayor parte de la heterocromatina constitutiva se encuentra en las regiones pericentroméricas de los cromosomas, pero también se encuentra en los telómeros y en todos los cromosomas. [2] En los seres humanos, se encuentra significativamente más heterocromatina constitutiva en los cromosomas 1, 9, 16, 19 e Y. [3] La heterocromatina constitutiva se compone principalmente de repeticiones en tándem de alto número de copias conocidas como repeticiones de satélites, repeticiones de minisatélites y microsatélites y transposón repite. En los seres humanos, estas regiones representan alrededor de 200 Mb o el 6,5% del total.genoma humano , pero su composición repetida los hace difíciles de secuenciar, por lo que solo se han secuenciado pequeñas regiones.
Visualización de heterocromatina constitutiva es posible mediante el uso de la técnica de bandas C- . Las regiones que se tiñen más oscuras son regiones de heterocromatina constitutiva. [4] La heterocromatina constitutiva se tiñe más oscura debido a la naturaleza altamente condensada del ADN.
La heterocromatina constitutiva no debe confundirse con la heterocromatina facultativa , que es menos condensada, menos estable y mucho menos polimórfica , y que no se tiñe cuando se utiliza la técnica de bandas C.
Función
La heterocromatina constitutiva se encuentra más comúnmente en la periferia del núcleo unido a la membrana nuclear. Esto concentra el ADN eucromático en el centro del núcleo donde se puede transcribir activamente. Durante la mitosis se cree que la heterocromatina constitutiva es necesaria para la segregación adecuada de las cromátidas hermanas y la función del centrómero. [6] Las secuencias repetidas que se encuentran en los pericentrómeros no se conservan en muchas especies y dependen más de modificaciones epigenéticas para la regulación, mientras que los telómeros muestran secuencias más conservadas. [2]
Se pensaba que la heterocromatina constitutiva estaba relativamente desprovista de genes, pero los investigadores han encontrado más de 450 genes en el ADN heterocromático de Drosophila melanogaster . [5] Estas regiones están altamente condensadas y modificadas epigenéticamente para evitar la transcripción. Para que los genes se transcriban, deben tener un mecanismo para superar el silenciamiento que ocurre en el resto de la heterocromatina. Hay muchos modelos propuestos sobre cómo se expresan los genes en estas regiones, incluidos los modelos de aislamiento, negación, integración, explotación y restricción de TE. [ aclaración necesaria ]
Cuando los genes se colocan cerca de una región de heterocromatina constitutiva, su transcripción generalmente se silencia. Esto se conoce como abigarramiento por efecto de posición y puede conducir a un fenotipo de mosaico .
Replicación y epigenética
La heterocromatina constitutiva se replica tarde en la fase S del ciclo celular y no participa en la recombinación meiótica.
Las modificaciones de histonas son una de las principales formas en que la célula condensa la heterocromatina constitutiva. [7] Las tres modificaciones más comunes en la heterocromatina constitutiva son la hipoacetilación de histonas , la metilación de histonas H3-Lys9 (H3K9) y la metilación de citosina . Estas modificaciones también se encuentran en otros tipos de ADN, pero con mucha menos frecuencia. La metilación de citosina es el tipo más común, aunque no se encuentra en todos los eucariotas. En los seres humanos hay un aumento de la metilación en los centrómeros y telómeros, que están compuestos de heterocromatina constitutiva. Estas modificaciones pueden persistir tanto por mitosis como por meiosis y son hereditarias .
SUV39H1 es una histona metiltransferasa que metila H3K9, proporcionando un sitio de unión para la proteína heterocromatina 1 (HP1). HP1 participa en el proceso de condensación de la cromatina que hace que el ADN sea inaccesible para la transcripción. [8] [9]
Enfermedades
Los trastornos genéticos que resultan de mutaciones que involucran la heterocromatina constitutiva tienden a afectar la diferenciación celular y se heredan con un patrón autosómico recesivo. [6] Los trastornos incluyen el síndrome de Roberts y el síndrome de ICF .
Algunos cánceres están asociados con anomalías en la heterocromatina constitutiva y las proteínas involucradas en su formación y mantenimiento. El cáncer de mama está relacionado con una disminución de la proteína alfa HP1 , mientras que el linfoma no Hodgkin está relacionado con la hipometilación del genoma y especialmente de las regiones satélites. [ cita requerida ]
Referencias
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