Heterocromatina : áreas de cromatina que se encuentran en un estado condensado (compacto) durante el ciclo celular. Una característica del ADN heterocromático es su transcribibilidad extremadamente baja .
En 1907, el citólogo alemán S. Gutherz ( S. Gutherz ) descubrió que algunos fragmentos de cromosomas o cromosomas completos durante la división celular se tiñen intensamente y se ven más condensados en comparación con las áreas teñidas débilmente. Este fenómeno se denominó heteropicnosis, pero el término no echó raíces más tarde [1] . En los núcleos de las células en interfase , se encontraron áreas que se tiñeron intensamente con colorantes que se unen a la cromatina, dichas áreas se denominaron cromocentros. S. Guthertz demostró que los segmentos heteropicnóticos de los cromosomas se notan al comienzo de la profase, es decir, al comienzo de la condensación cromosómica, y se diferencian de las secciones "normales" en un color más intenso; las diferencias en la intensidad del color disminuyen con la condensación y se vuelven casi indistinguibles al final de la metafase.
Otro citólogo alemán , Emil Heitz , después de analizar la proporción del número de cromocentros y regiones heteropicnóticas de los cromosomas observados durante la mitosis en células de musgo, llegó a la conclusión de que los cromocentros que se encuentran en la interfase están asociados con regiones heteropicnóticas fuertemente condensadas e intensamente teñidas de Los cromosomas observados durante el ciclo mitótico, es decir, los cromocentros y las regiones heteropicnóticas son las mismas regiones de los cromosomas que no sufren descondensación en la telofase.
En 1928 Heitz propuso los términos " eucromatina " para las regiones de los cromosomas que sufren un proceso de compactación-descompactación durante la mitosis y "heterocromatina" para las regiones que permanecen permanentemente condensadas. Heitz creía que las regiones de heterocromatina de los cromosomas son genéticamente inertes [1] .
La principal diferencia funcional entre la heterocromatina facultativa y la heterocromatina constitutiva es la posibilidad de transición al estado eucromático, en el que el ADN se vuelve transcripcionalmente activo y, en consecuencia, se produce la expresión de genes localizados en esta región del cromosoma.
La heterocromatina facultativa contiene ADN codificante y, por lo tanto, relativamente conservado; El ADN de la heterocromatina constitutiva es predominantemente no codificante y, por lo tanto, altamente polimórfico y variable.
En las primeras etapas de la ontogenia , en muchos casos, el contenido de heterocromatina en los cromosomas en metafase es significativamente menor que en las etapas posteriores y en las células de un organismo adulto: los cromosomas en metafase de los blastómeros de muchos vertebrados están muy descompactados y no se encuentran formaciones de heterocromatina. en núcleos en interfase.
Las heterocromatinas facultativas y constitutivas también se detectan por la diferencia en la tinción: si la heterocromatina facultativa se somete a tinción G de Romanovsky-Giemsa en condiciones estándar, la tinción con el mismo tinte después de la desnaturalización del ADN - la renaturalización tiñe selectivamente la heterocromatina constitutiva. Este método selectivo se llama tinción para heterocromatina constitutiva (C) o tinción C.
Por lo general, las regiones heterocromáticas facultativas están presentes en solo uno de los cromosomas homólogos. Un ejemplo típico de heterocromatina facultativa es un cromosoma sexual inactivo en un cariotipo homogamético , como un cromosoma X inactivo en mamíferos hembra que se desactiva en un estado heterocromático condensado; tal cromosoma X heterocromático se observa en interfase como un cuerpo de Barr . Al mismo tiempo, durante la gametogénesis y en las primeras etapas de la embriogénesis, ambos cromosomas X son eucromáticos y transcripcionalmente activos.
Otro ejemplo de la formación de heterocromatina facultativa es la etapa de paquiteno de la división meiótica de un gametocito heterogamético, que en los mamíferos durante la espermatogénesis se acompaña de la formación de un complejo de heterocromatina de cromosomas XY : la vesícula genital. La formación de tal complejo heterocromático es temporal y reversible, necesaria para la desactivación de los cromosomas sexuales en esta etapa de la meiosis : en el caso de que los cromosomas X e Y permanezcan activos en esta etapa, existe un desequilibrio entre los productos de expresión de autosomas y cromosomas sexuales, lo que conduce a la muerte de las células.
La heterocromatina facultativa también provoca el "silencio" de genes específicos de tejido que pasan al estado eucromático y se expresan solo en células diferenciadas de ciertos tejidos: ~ 10% de los genes están activos en tales células - los genes restantes están inactivos y son parte de heterocromatina facultativa.
La heterocromatina constitutiva (estructural) está contenida en ambos cromosomas homólogos y se localiza principalmente en áreas expuestas: centrómero , telómeros , organizador nucleolar . El ADN de la heterocromatina constitutiva es predominantemente ADN satélite , que consta de repeticiones en tándem (por ejemplo, HS1 (satélite humano 1), HS2, HS3, satélite alfa y otros satélites humanos). En el núcleo de la interfase, la heterocromatina constitutiva forma cromocentros en el lado interno de la membrana nuclear, así como en las regiones de los organizadores nucleolares. La cuestión del papel funcional de la heterocromatina estructural en una célula eucariota permanece abierta.
La cromatina es una nucleoproteína , un complejo de ADN con histonas . La condensación de la cromatina en heterocromatina se acompaña tanto de la modificación de las histonas como de la complicación de la composición del complejo nucleoproteico debido a la participación de las proteínas de heterocromatina HP1 (Heterocromatina Proteína 1).
Las histonas del complejo de heterocromatina se caracterizan por un bajo grado de acetilación de los residuos de lisina , lo que aumenta sus propiedades básicas y, en consecuencia, su unión a los grupos fosfato ácidos del ADN, lo que contribuye a la compactación del complejo. Otra característica que conduce a la formación de heterocromatina es la metilación de la histona H3 lisina 27 por el complejo Polycomb 2 (PRC2) y la histona H3 lisina 9 por la histona metiltransferasa Suv39h. La metilación del noveno residuo de lisina de la histona H3 conduce a la formación de un sitio de unión de alta afinidad para la histona H3 y la proteína heterocromatina HP1. En Drosophila, la metiltransferasa Suv39h está funcionalmente asociada con la histona desacetilasa de tal manera que el estado acetilado y metilado del 9º residuo de lisina de la histona H3 son mutuamente excluyentes, es decir, se proporciona un único mecanismo de desacetilación y metilación de la histona H3, lo que conduce a al aumento de la unión a la histona tanto del ADN como de la proteína heterocromatina HP1.
| cromosomas | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Principal | |||||||||||
| Clasificación | |||||||||||
| Estructura |
| ||||||||||
| Reestructuraciones y violaciones | |||||||||||
Determinación del sexo cromosómico | |||||||||||
| Métodos | |||||||||||