DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR

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BIOLOGÍA MOLECULAR

Licenciatura en Quimica

Especialidad: Química Médica

 

Tema 7. Nucleosomas

 

1. La fibra de cromatina

• Fibra de 10 nm:
  

  • Cadena de nucleosomas

  • ¿Existe in vivo?

  • Se observa en condiciones de baja fuerza iónica.
    

• Fibra de 30 nm:
  

  • Se observa en condiciones de alta fuerza iónica.

  • Estructura helicoidal: 6 nucleosomas por vuelta

  • Tasa de empaquetamiento = 40

  • Es necesaria la presencia de la histona H1
    

• Cambios en la fuerza iónica in vitro permiten pasar de un tipo de fibra al otro
  

• Disposición del DNA:
  

  • 146 pares de bases se enrollan dando 1,8 vueltas en trono a un octámero de histonas

  • Cada vuelta requiere 80 pares de bases: dos secuencias situadas a esta distancia se encuentran muy próximas en torno a un nucleosoma

  • Los puntos de entrada y salida de la doble hélice entorno al octámero de histonas están muy próximos

  • 54 pares de bases separan un octámero de histonas con su DNA enrollado de los octámeros contiguos

  • Total: 200 pares de bases
    
    

• Organización del octámero de histonas

  • 1 Tetrámero H3-H4

  • 2 Dímeros H2A-H2B

  • El núcleo del octámero de histonas está constituído por el tetrámero, sobre el cual y bajo el cual se disponen los dímeros

  • Las dos subunidades 2A marcan el sitio de entrada y salida del DNA

  • Extremos N-terminal de las histonas flexibles y susceptibles de modificaciones químicas:

    • Metilaciones: Grupos amino de Lys, Arg e His

    • Acetilaciones: Grupo e-amino Lys

    • Fosforilaciones: Grupo OH Ser

    • Efectos de las modificaciones sobre la carga

    • Las modificaciones son transitorias
      
      
      

      
      

• La estructura de la cromatina no se pierde durante la replicación

• Movimiento de los nucleosomas

• Disociación del octámero de histonas. Experimento
  
  

• Los nucleosomas parecen mantenerse durante la transcripción

• La RNA polimerasa es mucho mayor que los nucleosomas

• Probable desplazamiento de los nucleosomas hacia la región ya transcrita
  
  
  

• Excepciones a la uniformidad:
  

  • Genoma de SV40: región de 300 pb libre de nucleosomas

  • Promotor de las b-globinas: falta un nucleosoma
    

• Excepciones a la aleatoriedad

  • Posicionamiento de nucleosomas en regiones con especial afinidad

  • El enrollamiento en torno al octámero de histonas supone una compresión del surco menor de la doble hélice

  • Esta compresión es mejor soportada por pares A-T que por pares G-C

  • Una distribución de pares A-T que suponga que éstos queden en la cara interna del octámero de histonas tiene tendencia a acomodarse en nucleosomas.

  • Ejemplo de posicionamiento preciso: Genes 5s rRNA
    
    
    
    

6. Técnicas de análisis de la compactación de la cromatina.

• Sensibilidad a tratamiento con DNAsa I:

  • La DNAsa I digiere mejor DNA desnudo que DNA asociado a proteínas

  • Una fuerte compactación de la cromatina dificulta la degradación del DNA por DNAsa I

  • Las regiones que están siendo transcritas presentan una menor compactación y por tanto una mayor sensibilidad a DNAsa I

  • Ejemplo: Comparación de la sensibilidad a DNAsa I en la región que codifica las diferentes b-globinas humanas en líneas celulares eritropoyéticas y no eritropoyéticas

• Hipersensibilidad al tratamiento con DNAsa I

  • El DNA desnudo (no asociado al octámero de histonas) es hipersensible a la degradación por DNAsa I

  • Ejemplo: Promotor del gen HLA-DRA humano