Organización y Compactación del ADN: De Nucleosoma a Cromosoma

Estructura de la Cromatina

El Nucleosoma

El nucleosoma es la unidad fundamental de la cromatina. Cada nucleosoma (o "perla") está constituido por:

• Un núcleo discoidal central, formado por ocho moléculas (octámero) de cuatro tipos diferentes de histonas (H2A, H2B, H3, H4), existiendo dos moléculas de cada tipo.
• Un fragmento de ADN de doble hélice que se enrolla helicoidalmente, dando dos vueltas alrededor del núcleo de histonas. Los dos extremos de este fragmento de ADN que rodea al núcleo de histonas se unen a una nueva histona, la H1.

Los nucleosomas se unen entre sí por segmentos de ADN, denominados ADN ligador o espaciador.

Fibra de Cromatina Compleja (30 nm)

La fibra de cromatina compleja se forma por el superenrollamiento de la fibra elemental de cromatina (o "collar de perlas"). En este proceso desempeñan un papel importante las histonas H1.

Según la hipótesis del solenoide, que es la más aceptada en la actualidad, la fibra de cromatina se enrolla helicoidalmente sobre sí misma, formando un solenoide. En cada vuelta de solenoide se incluyen aproximadamente seis nucleosomas. En la formación del solenoide intervienen las histonas H1, que se agrupan y se sitúan en el centro, constituyendo el eje del solenoide.

Estas fibras, a su vez, se pliegan y forman bucles que alcanzan niveles mayores de compactación y enrollamiento hasta llegar a formar los cromosomas.

Tipos de Cromatina

Según el grado de condensación de la fibra de cromatina, esta puede teñirse más o menos intensamente, lo que nos permite diferenciar dos tipos de cromatina:

• Eucromatina: Son las zonas donde la cromatina está poco condensada y, por lo tanto, se tiñe levemente. Representa aproximadamente el 10 % de toda la cromatina. Se corresponde con las zonas en las que el ADN se puede transcribir. Por tanto, la eucromatina está formada por los fragmentos de ADN correspondientes a los genes activos (que transcriben ARNm), así como los fragmentos de ADN que llevan información para la transcripción del ARNt y ARNr.
• Heterocromatina: Son las zonas donde la cromatina está muy condensada y, por lo tanto, se tiñe fuertemente. Representa aproximadamente el 90 %. Se corresponde con las zonas en las que el ADN no se transcribe y permanece funcionalmente inactivo durante la interfase.

Funciones de la Cromatina

La cromatina cumple dos funciones principales:

1. Proporcionar la información genética necesaria para, mediante la transcripción, sintetizar los diferentes tipos de ARN.
2. Conservar y transmitir la información genética contenida en el ADN. Para ello se produce la duplicación del ADN, originándose dos moléculas de ADN iguales que quedarán unidas por un punto.

3. Núcleo Mitótico o en División

Durante la mitosis, en el núcleo se producen profundos cambios, entre los cuales destacan los siguientes: la membrana nuclear y el nucléolo desaparecen, y la cromatina se transforma en los cromosomas.

Las fibras de cromatina son muy largas y se entrelazan unas con otras, y no se observa su individualidad. Cuando la célula comienza a dividirse, estas fibras de cromatina compleja se pliegan formando una serie de bucles que se empaquetan alrededor de un armazón proteico (no histónico) que constituye el esqueleto del cromosoma, originándose unas formaciones filamentosas más anchas y cortas en las que se observa su individualidad: los cromosomas. Por lo tanto, cromosomas y cromatina son la misma entidad, pero en dos momentos distintos del ciclo celular.

3.1. Cromosomas

Forma, Tamaño y Composición

Los cromosomas son formaciones filamentosas más o menos alargadas, que están inmersos en el nucleoplasma. Se forman por condensación de las fibras de cromatina. Solo son visibles como estructuras individuales cuando la célula se divide.

El tamaño de los cromosomas es variable; su longitud oscila entre 0,2 y 30 µm (en el ser humano, entre 1,5 y 5 µm) y la anchura varía entre 0,2 y 2 µm.

Tienen la misma composición que las fibras de cromatina: ADN y proteínas histonas, que se enrollan y pliegan alrededor de un eje de proteínas no histónicas.

Estructura y Tipos de Cromosomas

Según el momento de la división en que se observen, se diferencian dos tipos de cromosomas: