Estructura y Niveles de Empaquetamiento del ADN: De la Doble Hélice al Solenoide

Empaquetamiento de la fibra de ADN

La fibra de ADN se empaqueta sobre un grupo de proteínas: las histonas en las células somáticas y en los óvulos, y las protaminas en los espermatozoides.

La Cromatina en la Interfase

Fibra de cromatina de 100 Å (Nucleofilamento)

Estructuralmente, está constituida por una sucesión de partículas denominadas nucleosomas, de más de 100 Å de diámetro, que hacen que se asemeje a un “collar de perlas”. Esta estructura se encuentra en el núcleo en reposo de todas las células eucariotas (nucleofilamento).

• Cada nucleosoma está formado por un octámero de histonas sobre las que se enrolla un fragmento de la doble hélice de 200 pares de bases de longitud.
• El ADN que hay entre un octámero y otro se denomina ADN espaciador.
• Las histonas son proteínas básicas y de baja masa molecular.
• El octámero posee dos moléculas de cada tipo: H₂A, H₂B, H₃ y H₄.

Si los nucleosomas se asocian con otra histona diferente, la fibra se acorta y recibe el nombre de forma compacta.

Fibra de cromatina de 300 Å (Solenoide)

Se forma cuando las histonas H1 se agrupan entre sí, constituyendo el eje central del solenoide. En cada vuelta intervienen 6 nucleosomas, lo que provoca un acortamiento de casi 5 veces la longitud del “collar de perlas”.

En el núcleo, durante la interfase, la mayor parte de la cromatina se encuentra en forma de fibras de 100 Å (eucromatina). En los cromosomas, el nivel más bajo de empaquetamiento es la fibra de 300 Å.

Modelo de Doble Hélice del ADN

El modelo de doble hélice está formado por dos cadenas de polinucleótidos antiparalelas; son cadenas complementarias, enrolladas de forma dextrógira y con un enrollamiento plectonémico.

La estabilidad de la estructura se debe a:

• Los enlaces de hidrógeno (EdH) entre las bases nitrogenadas (BN) complementarias.
• Los enlaces de Van der Waals (E.FVW) entre los grupos hidrófobos de dichas bases.

Las bases nitrogenadas se disponen hacia el interior, mientras que las pentosas y los grupos fosfatos quedan en el exterior. Estos grupos fosfatos pueden ionizarse, proporcionando un carácter ácido (polianiones).

En estado natural, el ADN es muy estable, pero cuando la temperatura (Tª) alcanza los 100 ºC, se rompen los enlaces de hidrógeno y las dos hebras se separan, produciendo la desnaturalización del ADN. Si se mantiene la temperatura a 65 ºC, las dos hebras se vuelven a unir, proceso conocido como renaturalización.