EL GENOMA EUCARIOTICO

cada celula somatica eucariota nucleada tiene el mismo patron

genoma → serie de datos geneticos, en forma colectiva

→ ORGANIZACIÓN FÍSICA

El genoma esta en dos compartimentos:

1. nucleo → 20k-25k genes codificados en el ADN en una serie de cromosomas lineales (origin mom/dad)

2. mitocondrias → 37 genes, funcion mitocondrial normal (oirgin = only mom)

→ ADN nuclear eucariotico se vincula con distintas proteinas haciendo la cromatina

cromatina → estructura compleja (ADN nu.eu. + proteinas), permite configuraciones de la molecula de ADN y tipos de control unicos.

A. BLOQUES DE CONSTRUCCIÓN DE ADN

CODIGO GENETICO CONTENIDO EN EL ADN → hecho de 4 bases (letras) divididas en 2 grupos:

→ el esqueleto tiene moleculas de un azucar de cinco carbonos (pentosa) unidas a un nucleosido (A, G, C, T)

→ moleculas pentosas tienen union asimetrica con grupos fosfato (enlaces fosfodiester)

→ enlaces de hidrogeno - entre nucleotidos (C + G) (A + T) interact para establizar y hacer la escructura de doble helice

B. HISTONAS

histonas → grupo heterogeneo de proteinas basicas con relacion entre si; arginina y lisina

- se encatgan de la compactacion de la cromatina

C. COMPACTACION DEL ADN

nucleo de una celula humana → 6um de diamentro

hay 4 niveles de compactacion del ADN (al menos):

1. nucleosoma

2. solenoide

3. dominios estructurales

4. cromosoma metafisico

nucleosoma → se estructura la condensación de mayor orden de la cromatina. se regulan la expresion o actividad genetica.

region central de la nucelosoma esta conformada por ocho proteinas histonas:

1. H2A (2 moleculas)

2. H2B (2 moleculas)

3. H3 (2 moleculas)

4. H4 (2 moleculas)

(con ADN de coble cadena en torno a ella)

D. MODIFICACIÓN DE HISTONAS

cada histona tiene:

• centro → dominio estructurado

• ‘cola’ → aminoterminal no estructurado

la modificacion enzimatica de las colas aminoterminales cambian la carga electrca neta y configuracion de las histonas

1. eucromatina y heterocromatina: compactacion del ADN en el cromosoma, se usa para clasifiacr la cromatina.

heterocomatina → las regiones con condensación de la cromatina (inactividad genetica)

2. nucleo con actividad transcripcional: dna tenso mas obscuro

eucromatina → regiones de cromatina con compactacion menos intensa (corresponde a estructuras de cromatina desenrolladas) se puede trancribir dna relajado mas blanco

E. ESTRUCTURA DEL CROMOSOMA

cada cromosoma esta hecho por un complejo no covalente integrado por ADN de doble cadena lineal y proteinas histonas asociadas.

→ los cromosomas necesitan 3 elementos secuanciales (como unidades indepen)

1. telomeros

2. centromeros

3. miotica

telomeros → repeticiones hexamericas de ADN (loc extremos de los cromosomas - para porteger contra degradacion)

centromeros → permites a los husos mioticos unirse al cromosomas durante division celular

miotica → cubierta nuclear se degrada y cromosomas se separan hacia los polos opuestos (para formar celulas hijas)

• en el origen de la replicacion se observa una asociacion entre proteinas

cromatina conjunto de cromosomas

→ ORGANIZACION DE LA INFORMACION

• genes del genoma humano → 20k - 25k

ploidia → numero de copias de cromosomas que contiene una celula.

diploides → cada nucleo cuenta con dos copias de cada cromosoma (una de mommy, otra de daddy)

casi todas las celulas somaticas enn el organismo son diploides

haploides → tienen solo una sola copia de cada cromosoma ej: gametos

(fun fact → nuestro genoma tiene el mismo numero de genes que la mosca de fruta, pero obvio es mucho mas complpejo)

proteoma → grupo completo de proteinas elaboradas por un organismo

• el adn eucariotico del genoma puede clasificarse como:

1. copia unica

2. secuendia de repeticion de adn

A. SECUENCIAS UNICAS DEL ADN

el adn o genes de secuencia unica suele codificar info de productos proteicos especificos

→ genes del genoma humana se dividen en 4 categorias:

B. SECUENCIA DE REPETICIÓN

→ las secuencias de repeticion no codifican proteinas, constituyen por lo menos 50% del genoma humano

→ no parece tener funciones directas, pero son relevantes para la estructura y la dinaminca de los cromosomas

dos clases principales de las secuencia:

1. adn satelital

2. lines y sines

adn satelital:

→ repeticion intensa

→ tiende a estar concentrada y repetirse (en tandem)

→ por lo general; no se transcriben y hay entre 1 a 10 millones por genoma haploide

→ se relacionan con a) centrometros y b) telomeras de los cromosomas

las secuencias del adn satelital catalogo con base en el numero de pares de bases que contienen la secuencia de repeticion:

i. satelite alfa: secuencia de 171 bp que se extienden varios millones

ii. minisatelite: 20 a 70 bp de longitud (algunos miles)

iii. microsatelite: repeticion de tan solo 2, 3, 4 bp de longitus (algunos cientos)

→ los tripletes de repeticion : secuencias microsatelitales que existen en ciertos genes y pueden sufrir expansion

lines y sines:

→secuencias no consentradas y secuencias unicas

→ existen menos de 106 copias por genoma haploide

→ se transcriben en Aarn

i. lines (long interspersed elements) → 7k bp y 20-50k copias

ii. sines ( short interspersed elements) → 90 a 500 bp y 100k copias

→ ORGANIZACION FUNCIONAL

en las cells las funciones suelen estar codificadas por genes

• los genes estan en los cromosomas y mitocondrias

A. GENES

un gen es la region de secuencia completa needes para generar un producto funiconal

→ included regiones promotoras y de control que se usan para transcripcion, prcesamiento y transduccion de un gen

2% del genoma codifica instrucciones para sintesis de proteinas

B. EPIGENETICA

todas las cells en un individuo tienen un contenido y secuencia de adn identico (menos mutacion)

→ tejidos y cells need una serie especifica de genes para llevar a cabo sus funciones

EPIGENETICOS →modificacion estructural distintos → tenen un papel importante para controlar la expresion genetica durante el desarrollo y la dif

mecanismos epigeneticos operativos en la cell eucariotas:

1. metilacion de citosinas:

2. modificaciones tisulares especifias de la cromatina:

metilacion de citosinas:

→ se relaciona con la expresion genetica y se logra mediante procesos de adicion o eliminacion de metilo en nucleotidos de adn

sitio principal de metilacion de adn (en mamiferos) → base de citosina en el adn = citosina 5’ adyecente a una base de guanosima

modificaciones tisulares especifias de la cromatina:

→ las diferencias de la estructura de la cromatina en los tejidos (eucromatina y heterocromatina)

se heredan y son especificos para cada tejido

proteinas que participan en el mantenimiento de la estructura cromatinica especifica del tejido:

• enzimas modificadoras de histonas

• complejos de remodelamiento de la cromatina

a) modificaciones de las histonas mediante acetilacion y desacetilacion de residuos de lisina

→ proceso para hacer al adn mas o menos accesible para los factores de transcripcion

→ la acetilacion de los residuos de lisina debilita las interacciones entre el adn e histonas

la acetilacion de histonas suele relacionarse con activacion de la transcripcion

la desacetilacion de histonas se vincula con el silenciamiento genetico

b) complejos de remodelamiento de la cromatina

→ actuan junto con las modificaciones de las histonas para regular la expresion genetica al ayudar a desplazar reubicar o expulsar a los nucleosomas y generar asi una region libre de ellos para facilitar la unio de los factores de transcripcion

→ RESUMEN DEL CAPITULO

• La cromatina está compuesta por ADN y proteínas histonas pequeñas.

• Para la compactación del ADN se necesita a las cadenas laterales de aminoácidos de las histonas para interactuar con el ADN.

• Las modificaciones de las histonas son reversibles, lo que permite la compactación y la descompactación de la cromatina.

• Telómeros, centrómeros y puntos de origen de la replicación múltiples son importantes para el mantenimiento y copiado de los cromosomas.

• El ADN genómico contiene secuencias tanto de repetición como únicas.

• Las distintas células expresan regiones diferentes de la cromatina.

• La metilación y la estructura cromatínica específica de los tejidos representan cambios epigenéticos hereditarios estables en el genoma.

• La metilación de ciertos residuos de citosina en el ADN se correlaciona con el silenciamiento de la transcripción.