Estructura de los dominios de cromatina

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Además de los cuerpos nucleares de proteínas, hay dominios de cromatina a gran escala.

Ya en 1928, Heitz subdividió la cromatina, en base a su apariencia, en heterocromatina y eucromatina (Heitz 1928). La eucromatina se correlaciona con la masa de cromatina transcrita, que se encuentra en la conformación "abierta". Este modelo se propuso sobre la base de estudios bioquímicos y de microscopía electrónica a finales de los años 70 y principios de los 80 (Benyajati CW y Worcel A., 1976; Cook PR y Brazell IA, 1978). Los bucles de ADN se descubrieron por primera vez en experimentos sobre la sedimentación de preparaciones nucleares (preparadas mediante extracción con alto contenido de sal) (Berezney R. y Coffey DS, 1974). Se propuso una hipótesis según la cual el dominio corresponde a un bucle de cromatina individual (Cook PR, 1989). Esta hipótesis también explicó la sensibilidad preferencial de los dominios funcionales a la acción de la ADNasa I, ya que se demostró que la condensación de la cromatina a través del bucle no depende de dos niveles más bajos de organización del ADN. En las regiones transcritas, los bucles pueden contener nucleosomas con una estructura rota, y en partes inactivas forman una fibrilla de 30 nm o de diferente tamaño (Tanaka K., Iino, 1973), insensible a la acción del ADN-ésima I.

En los núcleos de interfase de los eucariotas, las cadenas de cromatina en las que el ADN se empaqueta en forma de un solenoide que contiene nucleómeros se organizan en forma de bucles topológicamente independientes, cuya longitud promedio es de 50 a 100 kb. Este método de apilamiento espacial de hilos de cromatina se considera el siguiente nivel de condensación de cromatina (y ADN) en los eucariotas, y los propios bucles se denominan cromómeros. Usando un microscopio electrónico, se encontró que las hebras de cromatina en los cromómeros tienen un empaque específico adicional en forma de rosetas ensambladas en la base, de las cuales salen pequeños bucles de 5 kb de longitud. La formación de cromómeros se hace posible debido a la presencia en sus bases de secuencias específicas de nucleótidos que interactúan específicamente con la matriz nuclear, también denominada andamio nuclear (esqueleto), la estructura reticular dentro de los núcleos de interfase formada por proteínas y ARN. Estas regiones de ADN cromosómico que interactúan con la matriz nuclear son conocidas en la literatura con los nombres abreviados MAR (Región Asociada de Matrix) o SAR (Región Asociada de Andamios) ya menudo se denominan secuencias MAR / SAR.

Fig. 034A Los dominios de cromatina bivalentes marcan los promotores de genes importantes para el desarrollo en células ES pluripotentes. Las proteínas PRC2 y TrxG catalizan la tri-metilación de la histona H3 en la lisina 27 y 4, respectivamente. PRC1 también es reclutado para muchos de estos genes y puede monoubiquitinilar histona H2A en la lisina 119, una modificación que también se cree que es importante para el silenciamiento de genes, posiblemente a través del bloqueo del alargamiento de RNAPII. Como tales, se dice que los genes bivalentes son silenciosos, pero están listos para la activación. H2AZ está altamente enriquecido de una manera que es notablemente similar a PRC2 y también puede ser un componente regulador importante en los genes bivalentes. Tras la diferenciación, las marcas de histonas bivalentes pueden resolverse en modificaciones monovalentes en las que el gen está "ON" u "OFF". Los dominios bivalentes también pueden mantenerse o establecerse nuevamente en células comprometidas con el linaje. Sha, K. and Boyer, L. A. The chromatin signature of pluripotent cells (May 31, 2009), StemBook, ed. The Stem Cell Research Community, StemBook, doi/10.3824/stembook.1.45.1, http://www.stembook.org. [CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)]

La estructura en el cromosoma metafásico homólogo a la matriz en el núcleo de la interfase se denomina esqueleto cromosómico (andamio). Ambas estructuras están involucradas en el empaquetamiento del ADN cromosómico en los bucles. En el núcleo de interfase, los bucles de cromatina incluyen aproximadamente 100 KB, el tamaño promedio de un bucle individual es de 0,25 µm. Los bucles están anclados por bases en las estructuras de proteínas intranucleares no cromatinas. En el proceso de mitosis, los cromosomas en interfase experimentan un empaquetamiento adicional, sus dimensiones lineales se reducen en un factor de 100 y se forman los cromosomas en metafase. Dieciocho bucles de cromatina de interfase forman un "zócalo" o una espiral con una bobina (se llama un minicírculo) con un diámetro de aproximadamente 0,84 micrones. Los minicírculos están ubicados uno debajo del otro a lo largo del eje central y forman cromosomas metafase condensados ​​(Robinson SI ea, 1982).

Si un bucle individual contiene un dominio genómico funcional, entonces los bordes del dominio deberían ubicarse entre ciertas partes funcionales del genoma y tener secuencias que interactúen específicamente con la matriz nuclear.

Referencias: https://camstanbookspain.blogspot.com/p/enfermedades-geneticas-clasificacion.html