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Tema 12
El cromosoma eucariótico
1
El cromosoma eucariótico
Haga clic para modificar el estilo
Relación existente entre el DNA, las histonas y la
cromatina de título del patrón
• Hagadeclic
para modificar
el estilo
texto
Niveles
empaquetamiento
del DNA
en losde
cromosomas
del patrón
Diferencias entre eucromatina y heterocromatina
– Segundo nivel
Bandeos
cromosómicos
y su relación con la
• Tercer
nivel
compactación del DNA
– Cuarto nivel
» Quinto nivel
Función y estructura de centrómeros y telómeros
El paisaje genómico: la complejidad de las secuencias del
DNA eucariótico
2
La célula eucariota
Haga clic para modificar el estilo
En un principio, el material genético se identifico como una masa densa y
granular denominada
cromatina:
reacción
con
ciertas tinciones – Material
de
título
del
patrón
oscuro, coloreado.
• Haga clic para modificar el estilo de texto
del patrón
– Segundo nivel
• Tercer nivel
– Cuarto nivel
» Quinto nivel
3
La célula eucariota
Haga
clic
para
modificar
el
estilo
Durante la división celular la cromatina se compacta en unidades
discretas, los cromosomas.
de título del patrón
El ciclo celular consta, básicamente, de dos fases:
• Haga clic para modificar el estilo de texto
Interfase
Mitosis
del patrón
– Segundo nivel
• Tercer nivel
– Cuarto nivel
» Quinto nivel
Actividad celular sintética
y
núcleo discreto
Huso acromático
Cada célula hija posee dos copias de
cada cromosoma
(homólogos)
4
Empaquetamiento del DNA
Haga
clic
para
modificar
el
estilo
Una de las características comunes de la organización del material
genético es su alto
grado
de compactación:
masa compacta que
de
título
del
patrón
ocupa un espacio bien delimitado.
• Haga clic para modificar el estilo de texto
El genoma humano tiene unas 3.000 megabases (1-2m) y un
delocupa
patrón
núcleo
unas 6µm.
– Segundo nivel
• Tercer nivel
– Cuarto nivel
» Quinto nivel
5
Empaquetamiento del DNA
Haga clic para modificar el estilo
Doble hélice
de título del patrón
Nucleosoma (Octámero de Histonas)
• Haga clic para modificar el estilo de texto
Solenoide
(Histona
H1)
del
patrón
– Segundo nivel
• Tercer nivel
Composición del Cromosoma
– Cuarto nivel
(Cromatina)
» Quinto nivel

Proteínas : básicas -> histonas
ácidas -> no histonas (~30%)

DNA

RNA (1%)
Tasa de empaquetamiento: 1:50.000-100.000
6
Empaquetamiento del DNA
Haga clic para modificar el estilo
de título del patrón
• Haga clic para modificar el estilo de texto
del patrón
– Segundo nivel
• Tercer nivel
– Cuarto nivel
» Quinto nivel
7
Empaquetamiento del DNA
Haga clic para modificar el estilo
de título del patrón
• Haga clic para modificar el estilo de texto
del patrón
– Segundo nivel
• Tercer nivel
– Cuarto nivel
» Quinto nivel
8
Empaquetamiento del DNA
Haga clic para modificar el estilo
de título del patrón
• Haga clic para modificar el estilo de texto
del patrón
– Segundo nivel
• Tercer nivel
– Cuarto nivel
» Quinto nivel
Existe una matriz proteica que
forma el esqueleto del cromosoma.
9
Empaquetamiento del DNA
Haga clic para modificar el estilo
Las fibras de DNA se unen al esqueleto en sitios específicos
denominados MARs
SARs) del patrón
de (otítulo
• Haga clic para modificar el estilo de texto
del patrón
– Segundo nivel
• Tercer nivel
– Cuarto nivel
» Quinto nivel
10
El cariotipo humano y de ratón
Haga clic para modificar el estilo
de título del patrón
• Haga clic para modificar el estilo de texto
del patrón
– Segundo nivel
• Tercer nivel
– Cuarto nivel
» Quinto nivel
Bandas cromosómicas (Bandas G)
Los genes tienden a localizarse en las
regiones entre bandas (>%G-C)
11
Centrómero y telómero
Haga
clic
para
modificar
el
estilo
Telómero
Centrómero
de título del patrón
Elemento de DNA responsable de la
segregación en mitosis y meiosis (no
distingue entre cromosomas).
Elemento de DNA que sella los extremos de los
cromosomas y les confiere estabilidad.
estructural
• Haga clic para modificarIntegridad
el estilo
de texto
Está compuesto de proteínas de unión a
Asegura la replicación de los extremos del
los microtúbulos
y
puede
poseer
gran
del patrón
cromosoma
cantidad de DNA repetitivo
– Segundo nivel
• Tercer nivel
Papel en el apareamiento cromosómico y
la arquitectura tridimensional del núcleo
Envejecimiento celular y cáncer
– Cuarto nivel
» Quinto nivel
12
El Telómero
Haga clic para modificar el estilo
problema de la replicación de
de título delEllospatrón
extremos cromosómicos
• Haga clic para modificar el estilo de texto
del patrón
– Segundo nivel
• Tercer nivel
– Cuarto nivel
» Quinto nivel
13
El Telómero
Haga clic para modificar el estilo
de título del patrón
• Haga clic para modificar el estilo de texto
del patrón
– Segundo nivel
• Tercer nivel
– Cuarto nivel
» Quinto nivel
14
El Telómero
Haga clic para modificar el estilo
Estructura del tapón telomérico
de
título del patrón
• Haga clic para modificar el estilo de texto
del patrón
– Segundo nivel
• Tercer nivel
– Cuarto nivel
» Quinto nivel
15
El Telómero
Haga clic para modificar el estilo
de título del patrón
• Haga clic para modificar el estilo de texto
del patrón
– Segundo nivel
• Tercer nivel
– Cuarto nivel
» Quinto nivel
Síndrome de Werner
Mutación en el gen WRN, que codifica una helicasa que
participa en la estructura del tapón telomérico
16
13 / 11 / 2008
Los números del genoma humano
Haga
clic
paraestimado
modificar
el estilo
Total
de genes
20.000-25.000
de título del patrón
Genes identificados
19073
Genes mitocondriales
• Haga clic para modificar el estilo de texto
del patrón
Genes secuencia conocida
Descripción fenotípica
Otros
12527
374
6172
Genes localizados por cromosoma
Genes con localización física
– Segundo
nivel
37
11419
717
•1097Tercer
nivel
617
429
532
683
– Cuarto nivel
» Quinto nivel
206
508
406
427
413
717
601
641
356
328
443
664
160
727
277
139
286
45
17
Características de los genes humanos que codifican proteínas.
Haga
clic
para
modificar
el
estilo
Característica
Mediana
Promedio
Tamaño muestra
de título del patrón
Tamaño exones
122 bp
145 bp
43.317
Tamaño intrones
1.023 bp
3.365 bp
27.238
400 bp
770 bp
689 (crom. 22)
300
463 (crom. 22)
1.100 bp
1.340 bp
1.804
(CDS)
367 aa
447 aa
Extensión genómica
14 kb
27 kb
•Número
Haga
clic
para
modificar
el
estilo
de
texto
exones
7
8.8
3.501
del patrón
– Segundo nivel
3’ UTR
5’ UTR
• Tercer nivel
– Cuarto nivel
240
» Quinto nivel
Secuencia codificadora
1.804
18
Los genes humanos varían enormemente
en tamaño y cantidad de exones
Haga clic para modificar el estilo
de título del patrón
• Haga clic para modificar el estilo de texto
del patrón
– Segundo nivel
• Tercer nivel
– Cuarto nivel
» Quinto nivel
19
La densidad de genes no es homogénea
Haga clic para modificar el estilo
de título del patrón
Región del HLA de tipo III en el cromosoma 6p21.3
• Haga clic para modificar el estilo de texto
del patrón
– Segundo nivel
• Tercer nivel
– Cuarto nivel
» Quinto nivel
Gen de la distrofina en el cromosoma Xp21
20
La densidad génica se correlaciona con el bandeo cromosómico
Haga clic para modificar el estilo
de título del patrón
Xp21
• Haga clic para modificar el estilo de texto
del patrón
6p21.3
– Segundo nivel
• Tercer nivel BANDAS
Claras
– Cuarto nivel
» Quinto
Comparativamente ricas
en GC nivel
Sensibles a la DNAsa
Condensación tardía en el ciclo celular
Replicación temprana
Alta densidad génica
Pobres en secuencias repetidas
G
oscuras
Comparativamente ricas en AT
Insensibles a la DNAsa
Condensación temprana en el ciclo celular
Replicación tardía
Baja densidad génica
Ricas en secuencias repetidas
21
Aunque es raro, existen genes solapados y anidados
Haga clic para modificar el estilo
de título del patrón
A) Región del HLA de tipo III en el cromosoma 6p21.3
• Haga clic para modificar el estilo de texto
del patrón
– Segundo nivel
B) Intrón 26 del gen de la neurofibromatosis tipo 1
• Tercer nivel
– Cuarto nivel
» Quinto nivel
22
El tamaño de los genomas
Haga
clic
para
modificar
el
estilo
No existe una buena correlación entre
el tamaño del genoma
y complejidad
de
título
del
patrón
genética
• Haga
clicmínimo
para del
modificar
Existe
una tamaño
genoma
necesario
para
incrementar
la
del patrón
complejidad
el estilo de texto
– Segundo nivel
• Tercer nivel
– Cuarto nivel
» Quinto nivel
Se detecta una gran variación en el
tamaño del genoma dentro de un
mismo phylum
23
Secuencias de DNA repetitivas
Haga clic para modificar el estilo
de
título
del
patrón
Generalmente, los genes son
codificados por secuencias únicas
• Haga clic para modificar
de DNA
el estilo de texto
del patrón
Los genomas más grandes dentro
Segundo
de un –mismo
phylumnivel
no contienen
necesariamente
másnivel
genes
• Tercer
– Cuarto nivel
Una gran parte del ADN repetitivo
» Quinto
nivel
puede proceder de
los elementos
transponibles
24
Contenido en repeticiones del genoma humano
Haga clic para modificar el estilo
de título del patrón
Derivados de elementos transponibles

Pseudogenes procesados

Repeticiones de secuencias sencillas

segmentales 10-300 kb
• Duplicaciones
Haga
clic
para
modificar
el
estilo
de
texto
Bloques de secuencias repetidas en tándem (centrómeros, telómeros,...)
del patrón


Derivados de trasposones
– Segundo nivel
• Tercer nivel
– Cuarto nivel
» Quinto nivel
25
Contenido en repeticiones del genoma humano
Haga clic para modificar el estilo
de
título
del patrón
Elementos
H.
sapiens
D. melanogaster
C. elegans
A. thaliana
• Haga clic para modificar el estilo de texto
LINE/SINE
33.40%
0.70%
0.40%
0.50%
del patrón
LTR
– Segundo8.10%
nivel
1.50%
0.00%
4.80%
0.70%
5.30%
5.10%
6.50%
10.50%
• Tercer nivel
DNA
Total
2.80%
– Cuarto nivel
» Quinto nivel
44.40%
3.10%
26
ORGANIZACION
GENERAL DEL
GENOMA HUMANO
GENOMA
NUCLEAR
Haga clic para modificar el estilo
de título del patrón
GENOMA
MITOCONDRIAL
genes y secuencias
relacionadas
25%
ADN extragénico
75%
• Haga clic para modificar el estilo de texto
del patrón
35000 genes
proteínas
500 RNA
funcionales
– Segundo nivel
4 genes rRNA
>40 tRNA
Moderada o altamente
Repetido
30%
No codificante
22.5%
Codificante
2.5%
Repetidos en tándem
o agrupados
18%
Repetidos dispersos
12%
• Tercer nivel
– Cuarto nivel
Cortos (SINEs)
» Quinto nivel
Satélite
Largos (LINEs)
Minisatélites
Microsatélite
>500 otros
RNA funcionales
Intrones, secuencias
no traducidas
Secs. únicas o
bajo número de copias
45%
Pseudogenes
Fragmentos
génicos
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