ESTRUCTURA Y COMPOSICION DE LOS CROMOSOMAS

Se denomina cromosoma a cada uno de los pequeños cuerpos en forma de bastoncillos en que se organiza la cromatina del núcleo celular durante las divisiones celulares (mitosis y meiosis). La cromatina es un material microscópico que lleva la información genética de los organismos eucariotas y está constituida por ADN asociado a proteínas especiales llamadas histonas. Este material se encuentra en el núcleo de las células eucariotas y se visualiza como una maraña de hilos delgados. Cuando el núcleo celular comienza el proceso de división (cariocinesis), esa maraña de hilos inicia un fenómeno de condensación progresivo que finaliza en la formación de entidades discretas e independientes: los cromosomas. Por lo tanto, cromatina y cromosoma son dos aspectos morfológicamente distintos de una misma entidad celular.



- La Composición Química de los CROMOSOMAS, están formados por el ADN, el ARN, los NUCLEÓTIDOS, PROTEÍNAS y los GENES que tienen como función transmitir los caracteres hereditarios, es decir, la información, para la producción de las proteínas contenida en los miles de millones de células especializadas que componen nuestro cuerpo.

Los CROMOSOMAS están conformados por una estructura helicoidal compuesta por la unión en pares de los 4 Nucleótidos: Adenina, Timina, Guanina y Citosina (ATGC). Sus miles de combinaciones conforman los GENES, los cuales son fragmentos de los cromosomas. Los pares de bases se forman, únicamnete, entre la adenina (A) y la timina (T) y entre guanina (G) y la citosina (C). Es así que las secuencias de las bases de las dos cadenas tienen una relación complementaria entre sí.

QUÍMICAMENTE, los Cromosomas están formados por:
- 27% de ADN
- 66% de PROTEÍNAS
- 6% de ARN

La elevada proporción de PROTEÍNAS en los Cromosomas, como las HISTONAS hicieron pensar que las proteínas y no los ácidos nucleicos eran los responsables de la herencia.

Cuando la Cromatina que es una sustancia albuminoidea Fosforada, que tiene forma de Gránulos filamentosos y es un complejo aniónico de NUCLEOPROTEÍNAS formada por la asociación del ADN nuclear con Histonas, proteínas nucleares ricas en ARGININA o LISINA responsable de la Basofilia (afinidad por los colorantess básicos), se condensa y se compacta durante la profase de la Mitosis adquiere la forma de un cuerpo compacto, los CROMOSOMAS, quienes son visibles al microscopio electrónico en forma simple o duplicada en forma de X, L, W, V.

Los CROMOSOMAS están constituidos por Cadenas LINEALES de ADN y por Proteínas, denominadas histonas, que empaquetan el ADN en unidades de repetición denominadas NUCLEOSOMAS. Las cadenas de ADN están estructuradas en unidades llamadas genes, sintetizadores de proteínas específicas, cada uno de los cuales es de 1.000 a 2.000 pares de nucleótidos.

Estructura y composición química de la cromatina


Los principales componentes que se obtienen cuando se aísla la cromatina de los núcleos interfásicos son el ADN, las proteínas histónicas, las proteínas no histónicas y el ARN. La cantidad de proteínas no histónicas puede variar de unos tejidos a otros en el mismo individuo y dentro del mismo tejido a lo largo del desarrollo.
Cromatina, Las histonas:
Las histonas son proteínas básicas, ricas en residuos de lisina y arginina, que muestran una elevada conservación evolutiva y que interaccionan con el ADN formando una subunidad que se repite a lo largo de la cromatina denominada nucleosoma. Los principales tipos de histonas que se han aislado en los núcleos interfásicos en diferentes especies eucariontes son: H1, H2A, H2B, H3 y H4. Además de estas histonas, también existen otras que son específicas de tejido como la histona H5 muy rica en lisina (25 moles%) específica de eritrocitos nucleados de vertebrados no mamíferos, y las histonas del endosperma. Asimismo, la cromatina centromérica se caracteriza por la presencia de una isoforma específica de la histona H3, denominada CENP-A en vertebrados.

Una de las características más destacables es su elevado conservadurismo evolutivo, sobre todo de las histonas H3 y H4. La histona H4 de guisante y de timo de ternera se diferencian solamente en dos aminoácidos. Este dato indica que las interacciones entre el ADN y las histonas para formar la cromatina deben ser muy semejantes en todos los organismos eucariontes.

Los genes que codifican las histonas se encuentran agrupados en nichos (o clusters) que se repiten decenas o centenas de veces. Cada cluster o grupo contiene el siguiente orden de genes que codifican histonas: H1-H2A-H3-H2B-H4. Estos genes son ricos en pares G-C, ya que codifican proteínas con un elevado contenido en lisina y arginina, pero están separados por secuencias espaciadoras ricas en pares A-T.

El nucleosoma

Artículo principal: nucleosoma

Estructura del nucleosoma.La cromatina de núcleos en interfase, cuando se observa mediante técnicas de microscopia electrónica, se puede describir como un collar de cuentas o un rosario, en el que cada cuenta es una subunidad esférica o globular que se denomina nucleosoma; los nucleosomas se hallan unidos entre sí mediante fibras de ADN. Se sigue, entonces, que la unidad básica de la estructura de la cromatina es el nucleosoma. Un nucleosoma típico está asociado a 200 pares de bases (pb) de ADN y está formado por una médula (core en inglés) y un ligador (o linker). La médula está formada por un octámero constituido por dos subunidades de las histonas H2A, H2B, H3 y H4. En otras palabras, se trata de un dímero: 2×(H2A, H2B, H3, H4). Los trabajos de Aaron Klug y colaboradores sobre la disposición de las histonas en la médula del nucleosoma le valieron el Premio Nobel de Química en 1982. Alrededor de la médula se enrolla el ADN (140 pb) dando casi dos vueltas (una vuelta y tres cuartos). El resto del ADN (60 pb) forma parte del ligador , que interacciona con la histona H1. La cantidad de ADN asociado con un nucleosoma varía de una especie a otra, de 154 pb a 241 pb; esta variación se debe fundamentalmente a la cantidad de ADN asociada al ligador.
Las fibras de ADN dúplex desnudo tienen un grosor de 20. La asociación del ADN con las histonas genera los nucleosomas, que muestran unos 100 de diámetro. A su vez, los nucleosomas se pueden enrollar helicoidalmente para formar un solenoide (una especie de muelle) que constituye las fibras de cromatina de los núcleos intefásicos con un diámetro aproximado de 300. Los solenoides pueden volverse a enrollar para dar lugar a supersolenoides con un diámetro de 4.000 a 6.000 que constituirían las fibras de los cromosomas metafásicos.
Proteínas cromosómicas no histónicas: el armazón proteico
Las proteínas cromosómicas no histónicas son proteínas diferentes de las histonas que se extraen de la cromatina de los núcleos con ClNa 0.35M (solución salina), tienen un alto contenido en aminoácidos básicos (25% o más), alto contenido en aminoácidos ácidos (20-30%), una elevada proporción de prolina (7%), bajo contenido en aminoácidos hidrofóbicos y una alta movilidad electroforética. Las proteínas cromosómicas no histónicas que se extraen de la cromatina de los núcleos varían mucho dependiendo de la técnica de aislamiento empleada. Un grupo de estas proteínas cromosómicas no histónicas presentan alta movilidad electrofóretica y se denominan abreviadamente HMG (grupo de alta movilidad).