EL N

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• EL NÚCLEO INTERFÁSICO
• CROMATINA Y ESTRUCTURA CROMOSÓMICA

2
El núcleo - Sus componentes
N nucleoplasma N nucléolo
Microscopía electrónica de transmisión.
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Nucleótido de adenina monofosfato
Estructura de los ácidos nucleicos
Son polímeros de nucleótidos
Adenina
Ribosa
2-desoxirribosa
ribonucleótidos
desoxirribonucleótidos
Fosfato
Ribosa
Adenosina 5 monofosfato AMP
4
Nucleótido ? Nucleósido
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Hay nucleótidos con distintas bases nitrogenadas
Estructura de los ácidos nucleicos
Son polímeros de nucleótidos
6
Estructura de los ácidos nucleicos
Son polímeros de nucleótidos
5
1
4
2
3
Siguiente Unión fosfodiester
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Estructura de los ácidos nucleicos
En la doble hélice de ADN NPirimidinas
NPurinas CT AG AT
C G
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(No Transcript)
9
Puentes Hidrógeno entre los pares de bases
complementarias Se producen entre el hidrógeno
y oxígeno (o nitrógeno )
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Cromosomas eucariotas
En eucariotas, existen varias moléculas de ADN en
cada célula. Cada una de ellas constituye un
cromosoma (o cromátide de cromosoma)
La longitud de una molécula de ADN se mide en
pares de bases En humanos, el cromosoma 1 posee
240 x106 pares de bases, y el cromosoma Y 50 x106
pares de bases
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Los cromosomas están confinados en el núcleo
Cada célula humana contiene aprox. 1,70m lineales
de ADN si se unieran las moléculas de ADN por sus
extremos
Diámetro aproximado del núcleo Cómo hace el
ADN para confinarse dentro del núcleo?
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Los cromosomas existen en diferentes estados a
lo largo del ciclo celular
Cromosomas interfásicos
Cromosomas mitóticos

• Los cromosomas se encuentran compactados dentro
  del núcleo.

• Esa compactación se produce en grados o niveles
  de organización crecientes

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Las histonas permiten el nivel de organización
más básico del cromosoma el nucleosoma
Microscopía electrónica de una fibra de cromatina
de 11nm en la que se observan los nucleosomas
cuentas de collar
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Mecanismos involucrados en la formación de la
fibra de 30nm
Histona H1
Interacción de los extremos N-terminales entre
nucleosomas
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La estructura de la fibra de 30 nm que se ve
al ME
Puede ser interpretada de varias maneras lo que
da origen a diferentes modelos posibles
Esos modelos pueden agruparse en dos clases
1) Modelo del solenoide
2) Modelo del zig-zag
No hay aún evidencias experimentales que permitan
descartar alguno de estos dos modelos
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La estructura de la fibra de 30 nm que se ve
al ME
Puede ser interpretada de varias maneras lo que
da origen a diferentes modelos posibles
Esos modelos pueden agruparse en dos clases
1) Modelo del solenoide
2) Modelo del zig-zag
No hay aún evidencias experimentales que permitan
descartar alguno de estos dos modelos
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1) Modelo del solenoide para la fibra de 30 nm
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2) Modelo del zig-zag para la fibra de 30 nm
Se basa en el arreglo en zig-zag observado al
microscopio electrónico de nucleosomas en
soluciones de baja fuerza iónica
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Modelo del zig-zag para la fibra de 30 nm
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La fibra de 30 nm no es la forma en la que se
encuentran usualmente los cromosomas interfásicos
Aún el más pequeño de los cromosomas humanos,
organizado en esa fibra, mediría 0,1 cm (100
veces más grande que el núcleo)
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Estructura de un cromosoma interfásico
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Dominios de bucle de la cromatina
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Los cromosomas mitóticos están formados por
cromatina en su estado más condensado
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Resumen de los niveles de compactación de la
cromatina
Resultado netoCada cromosoma miótico es 10.000
veces más corto que su longitud extendida
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Heterocromatina
Hay heterocromatina constitutiva y
facultativa. Son regiones transcripcionalmente
inactivas
La heterocromatina constitutiva no posee genes y
no es activa transcripcionalmente en ninguna
célula del organismo en ningún momento del
desarrollo. Se concentra en las regiones de los
centrómeros y telómeros del cromosoma.
La Heterocromatina facultativa posee genes y es
inactiva transcripcionalmente en determinados
tipos celulares en determinados momentos del
desarrollo. Se encuentra presente en distintas
regiones de los cromosomas de las células
diferenciadas. Esto depende del tipo celular y de
su estado de diferenciación.
El corpúsculo de Barr es un ejemplo de
heterocromatina facultativa
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Heterocromatina
No se ha elucidado en profundidad la estructura
molecular de la heterocromatina.
Sin embargo, se sabe que involucra la metilación
e hipoacetilación de histonas, y la participación
de proteínas accesorias
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La cromatina y la regulación de la expresión
genética
Complejos remodeladores de cromatina
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Las histonas tienen extremos NH2 terminales que
forman colas que sobresalen de los nucleosomas
.
Las histonas sufren modificaciones covalentes en
los extremos NH2 terminales 1)
Acetilaciones
2) Metilaciones

3)Fosforilaciones

Estas modificaciones remodelan la cromatina,
activan o desactivan la expresión de genes
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1) Acetilaciones
Son cambios reversibles de las Histonas

Las lisinas presentes en esas colas NH2
terminal pueden estar acetiladas o no. En
General Cuando están acetiladas las histonas las
colas NH2 terminales quedan sueltas y se
facilita la transcripción. Cuando están
desacetiladas las histonas se pueden unirse a
nucleosomas adyacentes y se inhibe la
transcripción
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No obstante el efecto de la acetilación
depende también de los aminoácidos vecinos y sus
modificaciones Acetilación de histonas
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2)Metilación Es un cambio Permanente de las
histonas De hecho hay sólo Metilasas de
Histonas (no se conocen Desmetilasas de
Histonas) . Metilación de la LIS 9 de la H3 es
imprescindible para la formación de
Heterocromatina 3) Fosforilación Se producen
en las serinas del extremo NH2 terminal de las
histonas
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Los cambios que modifican la expresión de genes
modificando las histonas (Proteínas ) sin
modificar la secuencia de ADN se denominan
CAMBIOS EPIGENETICOS Todas estas modificaciones
de las histonas Genera un CODIGO DE HISTONAS
que recién se está comenzando de descifrar
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Conclusión Las Histonas
son mucho más que un andamiaje que permite
compactar el ADN Modulan la actividad del ADN
que las rodea regulando la expresión de genes
por medio de los cambios (epigenéticos) que de
acuerdo a un Codigo de Histonas que
recientemente está comenzando a ser descifrado
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La desacetilación de histona un blanco
terapéutico actual Inhibidores de desacetilasas
tienen un uso potencial como medicamento ya que
permitirían activar genes supresores de tumores
(p21)
Actividades anormales de las histonas
deacetilasas han sido observadas en varios tipos
de cáncer, tales como la leucemia promielocítica
aguda, la leucemia mielógena aguda, el linfoma no
Hodgkin, y varios tipos de carcinomas
colorectales y gástricos. Cuando estas enzimas
actúan incorrectamente, éstas pueden impedir la
transcripción de genes claves. Este proceso
parece ser una etapa importante en el proceso del
desarrollo del tumor en ciertas formas de
cánceres.
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Organización de los cromosomas en los núcleos de
mamíferos
36
Subcompartimientos nucleares
Localización de los componentes responsables del
splicing
Lugares agrupados de replicación del ADN
37
Nucléolo
38
ME - NUCLEOLO
39
El nucléolo está organizado alrededor de los
organizadores nucleolares (brazos cortos de los
cromosomas 13, 14, 15, 21 y 22) que poseen los
genes que codifican para el precursor 45 S de los
ARN ribosomales. En el nucléolo se transcribe y
procesa el ARN ribosomal precursor 45 S y se
ensamblan las subunidades ribosomales.
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CF Centro Fibrilar Fibrillas
de 50 ? de diametro Contiene los genes que
codifican para Pre ARNr
ARN Polimerasa 1
ADN topoisomerasa 1
Factor de transcripción UBF
CFD Componente fibrilar denso compuesto por
proteína Fibrilarina involucrada en metilación
de ribosas del ARN r en los primeros estadíos
del procesamiento de ARNr CG Componente
Granular Gránulos de 15-20 nm Se
ensamblan las partículas pre- ribosomales
Presencia de fosfoproteínas nucleolares B23 y
NOP 52 que participan en la biogénesis temprana
de los ribosomas

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Recientemente se obtuvieron evidencias de otras
funciones del nucléolo además de la síntesis de
ribosomas 1) participaría en el transporte
y/o recambio de algunos ARNm Mutantes de
Saccharomyces cereviciae acumulan ARNms en el
núcleo y en muchas se observa fragmentación o
alargamiento del nucléolo lo que indica una
correlación entre el nucléolo y exportación de
ARNms al citoplasma Se identificó un gen MTR3
que codifica para una proteína que al estar
mutada se produce la acumulación de ARNms en el
nucléolo
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2) Varios ácidos nucleicos y antígenos virales
interactúan con proteínas del nucléolo En
células humanas infectadas Virus de
inmunodeficiencia tipo 1 El transporte de ARN
viral lo realiza la proteína REV que se localiza
principalmente en el nucleolo Virus de leucemia
T La proteína REX actúa como regulador de la
post- transcripciónal del virus y se ubica en
el nucléolo 3) Participa en la biogénesis de la
partícula de reconocimiento del péptido señal
(PRS). Interviene en el procesamiento del ARN
que forma parte del PRS y el ensamblaje 4)
Participa en el control del envejecimiento
celular
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Conclusión El nucléolo tiene otras funciones,
además de la formación de los ribosomas, que
están siendo estudiadas más recientemente
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Autoevaluación

• Explique qué importancia tienen los cambios en el
  grado de
• la condensación de la cromatina sobre la
  expresión genética.
• 2) Explique por qué el núcleo de una neurona
  tiene cromatina
• laxa con nucléolo evidente y por qué una célula
  en proceso
• de apoptosis tiene la cromatina densa
  (integración con Histología).
• 3) Explique por qué la heterocromatina
  facultativa en una célula
• diferenciada puede encontrarse en forma de
  eucromatina en una
• célula madre o progenitora de la célula
  diferenciada citada
• (integración con Embriología e Histología).
• 4) Justifique qué sucede con el nucléolo en las
  células de un
• individuo que posee una deleción del brazo corto
  de ambos
• cromosomas homólogos 15 (integración con
  Genética).

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Autoevaluación
5) Justifique dónde se sintetizan las proteínas
de las subunidades ribosómicas que se ensamblan
en el nucléolo.