El cromosoma eucariótico
El cromosoma eucariótico, compuesto por DNA, es un «filamento exquisitamente fino», según las palabras de E. J. Praw, quien calculó que una longitud suficiente para ir desde la tierra al sol pesaría solamente medio gramo. Se cree que el DNA de cada cromosoma eucariótico se presenta en forma de una molécula única. En un cromosoma humano, se cree que cada una de estas moléculas mide entre 3 y 4 centímetros de largo. Cada célula diploide, con sus 46 cromosomas, contiene, así aproximadamente 2 metros de DNA, y el cuerpo humano entero contiene aproximadamente 25.000 millones de kilómetros de DNA de doble hélice.
El DNA de doble cadena siempre es una hélice y la hélice habitualmente es la hélice dextrorsa fuertemente enrollada, conocida como forma B, descrita por primera vez por Watson y Crick a partir de los trabajos de Rosalind Franklin. Sin embargo los estudios de difracción de rayos X han mostrado que el DNA puede asumir otras conformaciones helicoidales. A-DNA, que también es una hélice dextrorsa menos fuertemente enrollada que la forma B, y Z-DNA es una hélice sinistrorsa. Éste último enrollamiento da como resultado un curso en zigzag del esqueleto azúcar fosfato; de ahí el nombre de Z-DNA. Los cambios en la configuración de la molécula de DNA pueden afectar la unión de proteínas a la molécula y esto, a su vez, afectar a la expresión génica.
La estructura del cromosoma eucariótico
En el núcleo de la célula eucariótica, el DNA se encuentra siempre combinado con proteínas. Esta combinación se conoce como cromatina («hebras teñidas»). Más de la mitad de la cromatina es proteínas, y las proteínas más abundantes, en peso, pertenecen a la clase de polipéptidos pequeños conocidos como histonas. Las histonas están positivamente cargadas (básicas) y por tanto son atraídas por el DNA cargado negativamente (ácido) y a su vez lo atraen. Están siempre presentes en la cromatina y son sintetizadas en grandes cantidades durante la fase ese del ciclo celular. Las histonas son primariamente responsables del plegamiento y empaquetamiento del DNA. En una célula humana, por ejemplo, los 2 metros de DNA están empaquetados en 46 cilindros que, cuando se condensan en la metafase, tienen una longitud combinada de solo 200 manómetros.
Hay cinco tipos distintos de histonas, conocidos como H1, H2A, H2B, H3 y H4. Están presentes en cantidades de normas, aproximadamente 30 millones de moléculas de H1 y cerca de 60 millones de moléculas de cada uno de los otros cuatro tipos, por célula. Con excepción de la H1, las secuencias de aminoácidos de las histonas son muy semejantes en muy diversos grupos de organismos. La molécula H3 del guisante, por ejemplo, difiere de la molécula H3 de la vaca en solo 4 aminoácidos en un total de 135.
La unidad de empaquetamiento fundamental de la cromatina es el nucleosoma, que consiste en una parte central formada por dos moléculas de cada una de las siguientes histonas: H2A, H2B, H3 y H4, 8 moléculas en total alrededor de las cuales da dos vueltas el filamento de DNA, como un hilo alrededor de su carrete. Cada nucleosoma contiene, además de las ocho moléculas de histonas, aproximadamente 140 pares de nucleótidos, y la cadena cadena de DNA entre los nucleosomas contiene otros 60 a 30 a 60 pares de nucleótidos. El quinto tipo de histonas, H1, se encuentra en esta cadena fuera de la parte central del nucleosoma. Cuando un fragmento de DNA se enrolla alrededor de un nucleosoma, tiene casi 1/6 de la longitud que tendría si estuviese completamente extendido.
En el siguiente nivel de condensación, no se conocen los detalles de la estructura (que tiene 30 manómetros de diámetro y se conoce así, como la fibra de 30 nanómetros). Una condensación anterior ocurre cuando la fibra de 30 nanómetros forma una serie de bucles («loops») conocidos como dominios en bucle. Cada dominio en bucle se enrolla hasta que, finalmente, ramilletes de dominios en bucle vecinos se condensan formando los cromosomas compactos que se ven durante la mitosis y la meiosis.
Otras proteínas asociadas con el cromosoma son las enzimas vinculadas con la síntesis de DNA y RNA, junto con proteínas regulatorias, más un gran número y variedad de moléculas no identificadas. A diferencia de las histonas, estas proteínas varían de un tipo celular a otro, tanto en abundancia como en su identidad.
Fuente: Biología. Curtis & Barnes.
