Estructura del DNA y Organización de la Cromatina en Células Eucariotas

Variaciones de la estructura del DNA

Ligeras desviaciones en la longitud del paso de rosca y en la separación entre los pares de bases ayudan a las enzimas que procesan la información genética a reconocer los cambios de mensaje. Además de las conformaciones A y Z, se conoce la conformación B o B-DNA. Por otro lado, existe el DNA monocatenario; solo algunos virus conservan su mensaje genético con moléculas de DNA de una sola hebra o cadena.

La cromatina: Organización y empaquetamiento

La cromatina es el complejo de sustancias que alberga el DNA en el núcleo de las células eucariotas en reposo, formada básicamente por DNA y proteínas. La acumulación del DNA en el núcleo plantea dos problemas estructurales principales:

• Una elevada cantidad de DNA en un espacio reducido.
• Una elevada carga negativa por la acumulación de grupos fosfato.

El papel de las histonas

Para resolver estos problemas, el DNA se agrupa con dos tipos de proteínas: histonas y proteínas no histonas.

Las histonas son proteínas de baja masa molecular relativa y carácter muy básico. Resuelven el problema del empaquetamiento del filamento de DNA de la siguiente manera:

• Octámero de histonas: Se disponen en paquetes de ocho moléculas (cuatro tipos distintos: H2A, H2B, H3 y H4).
• Nucleosoma: El filamento de DNA envuelve los octámeros de histonas con un número fijo de nucleótidos.
• DNA espaciador: Es el fragmento de filamento de DNA que se encuentra entre cada dos nucleosomas.

Una molécula de un quinto tipo de histona se fija al DNA espaciador y a la parte externa del nucleosoma, contribuyendo a neutralizar la acidez del DNA. Este conjunto forma filamentos con aspecto de rosario o collar de perlas de unos 11 nm de grosor.

Niveles de plegamiento

• Fibra de 30 nm: Al observar extractos nucleares en condiciones próximas a las naturales, se descubre un filamento de cromatina de 30 nm de grosor.
• Cromosomas: La fibra cromatínica de 30 nm sufre nuevos plegamientos y arrollamientos para constituir la forma final de los cromosomas.

Proteínas no histonas

Estas proteínas cumplen diversas funciones:

• Estructurales: Como la fijación de la fibra cromatínica de 30 nm.
• Reguladoras: Relacionadas con la actividad del DNA, como la replicación, la transcripción y su regulación.
• Enzimáticas: Proteínas necesarias para la formación de los orgánulos y estructuras del núcleo celular.