Download Heterocromatina

ALGO SOBRE LOS DOGMAS
-La mayoría de las nuevas ideas están equivocadas.
-La mayoría de las viejas ideas, están también equivocadas, con la
excepción de que al haber sido depuradas por el tiempo, una vieja idea
se juzga mejor que una nueva idea.
-El problema real es que la mayoría de las nuevas ideas son viejas, con
lo cual una idea puede fallar dos veces
HETEROCROMATINA
Según un Alumno
Heterocromatina -"hetero" significa mezcla, es decir, es ADN más histonas
Eucromatina - "eu" significa que es ADN verdadero, o sea, puro.
Según un Texto
Heitz (1929) HETEROCHROMATIN:
That portion of the nuclear chromatin which demonstrated its
allocycly by maintaining a condensed state.
The remainder of the nuclear chromatin was extending to what it
was termed the euchromatin state.
Es decir
Fracción de la cromatina que mantiene un estado de condensación
permanente a lo largo del ciclo de división celular.
CURVAS COT
CINÉTICA DE REASOCIACION DEL
DNA
DESNATURALIZADO
Componente
rápido
Porcentaje de genoma
Frecuencia de repetición
Componente
intermedio
Componente
lento
25
30
45
500.000
350
1
Momentos históricos cruciales en el estudio de la
Heterocromatina
Heitz (1929) describe e introduce el término heterocromatina (Platas del
genero Pellia)
Cooper (1959) La heterocromatina y la eucromatina difieren en su
conformación biofísica y en la expresión de su información, pero no en la
estructura básica de organización en su DNA (Drosophila).
Lyon, 1961; Grumbach et al, 1963; Brown and Chandra, 1973): Relacionan
heterocromatinización con actividades génicas en relación con cromosomas
sexuales.
Lima-De-Faria, 1959: Replicación tardía del DNA heterocromático
Frenster, 1971: No existe síntesis de RNA o es muy baja
Pardue, 1969 Hibridación in situ con secuencias de DNA específicas
Sumner, 1970: Visualiza en cromosomas la heterocromatina constitutiva
HUGO: La incluye en DNA-basura
CARACTERISTICAS BASICAS DE LA
HETEROCROMATINA
HETEROPICNOSIS
ALOCICLIA
Las secuencias de DNA de la Heterocromatina son inactivas
•Reprimida independientemente de que contenga DNA
codificante
•Formada por DNA incapaz de transcribir
•Heterocromatina condensada tejido-específica
•Heterocromatinización facultativa
•Heterocromatina constitutiva
Complejidad en la Definición
•Cromatina – Complejo de DNA/proteína que configura los cromosomas.
•Heterocromatina – Fracción de la cromatina que presenta alta
condensación durante el ciclo de división celular. Presenta tinción elevada
con distintos colorantes.
•Eucromatina – Fracción de la cromatina que se condensa y descondensa a
lo largo del ciclo de división celular. Presenta tinción tenue con distintos
colorantes.
•Heterocromatina constitutiva– Fracción de la cromatina que presenta una
alta condensación en todas las fases del ciclo de división y en todas las
células del organismo. Localización preferente: centrómeros, regiones
distales y NORs.
Heterocromatina facultativa- Fracción de la cromatina que se presenta
con una alta o baja condensación dependiendo del estado de diferenciación
celular o del tipo de célula.
Heterocromatina condensada tejido-específica
Eyprepocnemis plorans
Heterocromatina condensada tejido-específica
Heterocromatina condensada tejido-específica
La heterocromatinización específica de tejido puede ser
un proceso reversible
Linfocito normal
Linfocito 24 horas
deFitohemaglutinina
Heterocromatinización Facultativa
Heterocromatinización de segmentos cromosómicos o cromosomas
completos que se condensan e inactivan en etapas tempranas del desarrollo
y permanecen inactivos durante muchas generaciones celulares.
•Suelen relacionarse con los cromosomas sexuales
•Sistemas muy presentes en el control del determinismo del sexo en insectos
•Sistemas de determinismo cromosómico múltiple (X1,X2/Y)
•Relacionados con procesos de “imprinting” cromosómico.
El sistema de determinismo del sexo en los Coccidos
•Lecanoide
•Comstockiella
•Diaspididos
Control del sexo por heterocromatinización de un
genoma parental
Se diferencian por el momento de la eliminación de un
genoma durante los ciclos de división celular
En Drosophila melanogaster
Resultados experimentales de Bridges
Número de
cromosomas
X
Ploidía
autosomas
(A)
Número
total de
cromosomas
Razón
X/A
Sexo
3
4
4
3
2
1
2
1
1
2
3
4
3
2
1
3
2
3
9
13
16
12
8
4
11
7
10
1,50
1,33
1,00
1,00
1,00
1,00
0,67
0,50
0,33
Metahembra
Hembra
Hembra
Hembra
Hembra
Hembra
Intersexo
Macho
Metamacho
Conclusión:
X/A = 0,5
0,5 < X/A < 1
X/A = 1
Intersexo
Heterocromatinización en mamíferos
Muy diferente en cada grupo evolutivo
Eutheria
Mamíferos placentados
Methateria
Marsupiales
Prototheria
Monotremas
Mamíferos Placentados
Un cromosoma X funcionalmente reprimido, transcripcionalmente casi
inactivo y al azar en las primeras etapas del desarrollo. ¡ Luego, NO !
No todo el X es inactivo. Genes activos en el segmento de apareamiento
con el Y.
¿Fenotipos anormales por X extra? X0/XXX/XXY
Mamíferos Placentados
Un cromosoma X funcionalmente reprimido, transcripcionalmente casi
inactivo y al azar en las primeras etapas del desarrollo.
¡ Luego, NO !
No todo el X es inactivo. Genes activos
en el segmento de apareamiento con el Y.
¿Fenotipos anormales por X extra? X0/XXX/XXY
Filogenia:
Sistema ZW ancestral para todos los amniotas y retenido en aves.
En Theria y Monotremas se tiende a un sistema de tipo XY.
El gen SRY se da después de la división entre Theria y Monotrema
El origen del gen SRY al parecer fue una duplicación de genes del
cromosoma X ligados al gen SOX3 alrededor de 159 millones de
años
Compensación de dosis
No es universal.
Ocurre en mamíferos pero no en aves (ZW hembra / ZZ macho)
• Mamíferos: Corpúsculo de Barr (1949, cromatina muy condensada
perteneciente al cromosoma X. Hipótesis de M. Lyon: Todos los X
menos 1 de una célula se inactivan al azar dando lugar al corpúsculo de
Barr
Corpúsculo de Barr
-Un centro de inactivación del X inicia la heterocromatinización.
-Mosaicismo: hembras heterocigotas muestran un patrón de
expresión en mosaico de cada uno de sus alelos. Ejemplo: gen de
ausencia de glándulas sudoríparas en mujeres, gata color calicó
Mosaicismo: hembras heterocigotas muestran un patrón de expresión
en mosaico de cada uno de sus alelos. Ejemplo: gen de ausencia de
glándulas sudoríparas en mujeres, gata color calicó
Gata calicó
Patrón de ausencia de glándulas
sudoríparas en hembras
heterocigotas para el gen de la
displasia ectodermal
Ejemplos de mosaicismo ligados al cromomosoma X en hembras
Propiedades
X inactivos
Alta metilación en CG-DNA (sensibles a 5-azacitidina)
Histonas metiladas
X activos
Sensibles a DNA-asa
Methateria (Marsupiales)
•El cromosoma X parental se inactiva
•No origina un cromocentro en interfase.
•El nivel de inactivación varia entre tejidos
La situación es mucho mas compleja por existir determinación
cromosómica múltiple para el sexo
Prototheria (Monotremas)
Cromosomas sexuales mínimamente diferenciados o determinación
cromosómica del sexo múltiple.
La inactivación parece implicar a las regiones cromosómicas
diferenciadas, donde se ha visto que existen procesos de asincronía en la
replicación.
Tienen un cromosoma pero Y no poseen el gen SRY
Mecanismo de determinación sexual parece estar mediado por
DMRT1
En general, en mamíferos, se podría asumir que la heterocromatinización del
cromosoma X en un fenómeno epigenético y que sigue un modelo de
inactivación del cromosoma paterno, incompleta y específica de tejido.
Evolución: tendencia a la supresión del entrecruzamiento entre los
cromosomas sexuales.
•Genéticas: selección de genes supresores de la recombinación
•Estructurales:
Cromosomas sexuales idénticos pero cambian los tiempos de
replicación (Ofidios)
Incidencia de Inversiones
Heterocromatina constitutiva
Fracción de la cromatina que se presenta condensada a
lo largo del ciclo de división y está presente en todas y
cada una de las células de un organismo.
Fracción de la cromatina que es positiva a la técnica de
Bandeado C.
La excepción ……… Parascaris univalens
METAFASE MITÓTICA HUMANA - BANDEO C
El bandeo C tiñe regiones de
heterocromatina constitutiva
Células en interfase
En humanos las regiones de heterocromatina constitutiva
ocupan preferentemente posiciones centroméricas y
pericentroméricas
Hibridación in situ en cromosomas de ratón
Heterocromatina Constitutiva y DNA
a) DNA Satélite
b) DNA Altamente Repetido
c) Asociado a Bandas C
Pero.....
a’) DNA sátelites crípticos
b’) Mus musculus (Sat+Banda Principal)
c´) Histonas, rDNA, Familias Alu
Heterocromatina Constitutiva y Proteínas
Histone acetylase (HATs) / Histone deacetylase (HDACs)
Red Alpha satellite DNA
Green Anti-CENP
Modelos básicos de
organización de la
heterocromatina
Tomate
Histonas
Acetilación
Metilacion
Silent Information Regulator
Deacetilación
Demetilación
Metilacion
Histone H3
Patrones de Replicación
Lima de Faria (1968) en Melanoplus diferentialis y el cromosoma X
La Heterocromatina tiene replicación tardía. No todo el DNA de replicación tardía es
heterocromatina.
Existen casos donde la HC tiene replicación temprana (genero Vipera)
Naja naja naja
TEMPRANA
Naja naja kahoutia
TARDÍA
Briofitas del genero Pellia
TEMPRANA
Los tiempos de replicación de la HC suelen ser más cortos que los de la
eucromatina (tanto la de replicación tardía como temprana)
El daño que ocurre en el ADN afecta de forma
homogénea a regiones eucromáticas y
heterocromáticas siempre que el inductor del daño
afecte al cromosoma en la fase de replicación.
La heterocromatina constitutiva en muy heterogénea y
polimórfica
Principio de la Equilocalidad
Dominios de HC con características
comunes ocupan regiones
cromosómicas similares
Alphoid-Human
Silene latifolia
TEL-CHO
Sat-Alfa Humano
Toro-Varios