DNA: molécula de la herencia - Genética y Biología ... lineal y circular Doble hélice Circular...
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DNA: molécula de la herencia La naturaleza hereditaria de cada organismo está definida por su genoma, el cual consiste de largas secuencias de ácidos nucleicos que proporcionan la información necesaria para construir al organismo. Las características que debe poseer una molécula para ser considerada como portadora de la herencia son: Almacenar información: código genético Transferir esa información de manera fidedigna: replicación Descubrimiento de los ácidos nucleicos como material genético
Transcript of DNA: molécula de la herencia - Genética y Biología ... lineal y circular Doble hélice Circular...
DNA moleacutecula de la herencia
La naturaleza hereditaria de cada organismo estaacute definida por su genoma el cual consiste de largas secuencias de aacutecidos nucleicos que proporcionan la informacioacuten necesaria para construir al organismo
Las caracteriacutesticas que debe poseer una moleacutecula para
ser considerada como portadora de la herencia son
Almacenar informacioacuten coacutedigo geneacutetico
Transferir esa informacioacuten de manera fidedigna replicacioacuten
Descubrimiento de los aacutecidos nucleicos
como material geneacutetico
La transformacioacuten
Frederick Griffith 1928
Streptococcus pneumoniae
Cepa S letal
Slisa
Posee cubierta
de polisacaacuteridos
Cepa R inocua
Rrugosa
No posee
cubierta de
polisacaacuteridos
Avery MacLeod y McCarty 1944
El DNA como principio transformante
La actividad transformante no es destruida por calor proteasas o RNasas pero siacute por
DNasas
DNA
Experimento de Hershey y Chase 1952
Bacteriofago T-2
Infeccioacuten de E coli con
el fago T2
Crecer E coli en
medio con
32P 35S
Lisis de las bacterias y
obtencioacuten de los fagos
marcados
diferencialmente
Experimento de Hershey y Chase 1952
Se usan los
fagos marcados
para infectar E
coli
32P 35S
Desprendimiento de
los fagos por
agitacioacuten
Replicacioacuten del
bacteriofago
La progenie
contiene DNA
marcado
DNA desoxirribonucleoacutetidos
Composicioacuten y estructura de los aacutecidos nucleicos
Las bases nucleotiacutedicas
Nucleoacutesido Nucleoacutetido
Nomenclatura de los nucleoacutetidos
Base Nucleoacutesido Nucleoacutetido Aacutecido
Nucleacuteico
Purinas
Adenina Adenosina Adenilato RNA
Desoxiadenosina Desoxiadenilato DNA
Guanina Guanosina Guanilato RNA
Desoxiguanosina Desoxiguanilato DNA
Pirimidinas
Citosina Citidina Citidilato RNA
Desoxicitidina Desoxicitidilato DNA
Timina Desoxitimidina Desoxitimidilato DNA
Uracilo Uridina Uridilato RNA
A
G
C
T
U
Patroacuten de difraccioacuten de rayos X del DNA
James Watson y Francis Crick 1953
Modelo de la doble heacutelice del DNA
Rosalind Franklin y Maurice Wilkins
Datos experimentales en los que se basaron
Watson y Crick para proponer el modelo de la
doble heacutelice
Difraccioacuten de Rayos XEl diaacutemetro de la moleacutecula es el mismo a todo lo largo
Estructura ciacuteclica repetitiva
Reglas de ChargaffbullLa cantidad de adenina es la misma que la de timina A=T
bullLa cantidad de guanina equivale a la de citosina G=C
bullLa cantidad de bases puacutericas es la misma que las bases
pirimiacutedicas
A+G=T+C
Pero la cantidad de A+T G+C
3rsquo hidroxilo
5rsquo fosfato
5rsquo GATC 3rsquo
DNA
Enlace fosfodiester
Las cadenas presentan
polaridad
Diaacutemetro constante 20 Aring
Escalera de caracol los
azuacutecares y fosfatos a los lados y
las bases planas al centro
perpendiculares al eje
Doble cadena antiparalela
Giro a la derecha
Los nucleoacutetidos se unen por
enlaces fosfodieacutester
Las cadenas se unen por
puentes de hidroacutegeno
complementariedad
entre bases
A T G C
Bases nitrogenadas interior
Fosfatos exterior
Cadenas anti-paralelas
Extremo 5rsquo PO4
Extremo 3rsquo OH
La doble cadena de DNA es antiparalela y presentahellip
Surco
mayor
Surco
menor
Surco
menor
Surco
mayor
Diferentes tipos de DNA
Estructuras inusuales de la doble heacutelice
Apareamientos intra-cadena
Tallo-asa
Apareamientos inter-cadena
Propiedades de los aacutecidos nucleicos
absorbancia a 260 nm
Propiedades del
DNA
desnaturalizacioacuten
y renaturalizacioacuten
El contenido de GC influye en las
propiedades del DNA especialmente
sobre la temperatura de
desnaturalizacioacuten y alineamiento
GC Tm
A mayor
contenido de G-C
mayor es la
temperatura de
desnaturalizacioacuten
Moleacutecula de DNA mostrando zonas desnaturalizadas (flechas)
La renaturalizacioacuten
de los aacutecidos
nucleicos estaacute en
funcioacuten de su
secuencia Dos
DNAs provenientes
de especies
diferentes hibridaraacuten
si tienen regiones
con homologiacutea
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
La transformacioacuten
Frederick Griffith 1928
Streptococcus pneumoniae
Cepa S letal
Slisa
Posee cubierta
de polisacaacuteridos
Cepa R inocua
Rrugosa
No posee
cubierta de
polisacaacuteridos
Avery MacLeod y McCarty 1944
El DNA como principio transformante
La actividad transformante no es destruida por calor proteasas o RNasas pero siacute por
DNasas
DNA
Experimento de Hershey y Chase 1952
Bacteriofago T-2
Infeccioacuten de E coli con
el fago T2
Crecer E coli en
medio con
32P 35S
Lisis de las bacterias y
obtencioacuten de los fagos
marcados
diferencialmente
Experimento de Hershey y Chase 1952
Se usan los
fagos marcados
para infectar E
coli
32P 35S
Desprendimiento de
los fagos por
agitacioacuten
Replicacioacuten del
bacteriofago
La progenie
contiene DNA
marcado
DNA desoxirribonucleoacutetidos
Composicioacuten y estructura de los aacutecidos nucleicos
Las bases nucleotiacutedicas
Nucleoacutesido Nucleoacutetido
Nomenclatura de los nucleoacutetidos
Base Nucleoacutesido Nucleoacutetido Aacutecido
Nucleacuteico
Purinas
Adenina Adenosina Adenilato RNA
Desoxiadenosina Desoxiadenilato DNA
Guanina Guanosina Guanilato RNA
Desoxiguanosina Desoxiguanilato DNA
Pirimidinas
Citosina Citidina Citidilato RNA
Desoxicitidina Desoxicitidilato DNA
Timina Desoxitimidina Desoxitimidilato DNA
Uracilo Uridina Uridilato RNA
A
G
C
T
U
Patroacuten de difraccioacuten de rayos X del DNA
James Watson y Francis Crick 1953
Modelo de la doble heacutelice del DNA
Rosalind Franklin y Maurice Wilkins
Datos experimentales en los que se basaron
Watson y Crick para proponer el modelo de la
doble heacutelice
Difraccioacuten de Rayos XEl diaacutemetro de la moleacutecula es el mismo a todo lo largo
Estructura ciacuteclica repetitiva
Reglas de ChargaffbullLa cantidad de adenina es la misma que la de timina A=T
bullLa cantidad de guanina equivale a la de citosina G=C
bullLa cantidad de bases puacutericas es la misma que las bases
pirimiacutedicas
A+G=T+C
Pero la cantidad de A+T G+C
3rsquo hidroxilo
5rsquo fosfato
5rsquo GATC 3rsquo
DNA
Enlace fosfodiester
Las cadenas presentan
polaridad
Diaacutemetro constante 20 Aring
Escalera de caracol los
azuacutecares y fosfatos a los lados y
las bases planas al centro
perpendiculares al eje
Doble cadena antiparalela
Giro a la derecha
Los nucleoacutetidos se unen por
enlaces fosfodieacutester
Las cadenas se unen por
puentes de hidroacutegeno
complementariedad
entre bases
A T G C
Bases nitrogenadas interior
Fosfatos exterior
Cadenas anti-paralelas
Extremo 5rsquo PO4
Extremo 3rsquo OH
La doble cadena de DNA es antiparalela y presentahellip
Surco
mayor
Surco
menor
Surco
menor
Surco
mayor
Diferentes tipos de DNA
Estructuras inusuales de la doble heacutelice
Apareamientos intra-cadena
Tallo-asa
Apareamientos inter-cadena
Propiedades de los aacutecidos nucleicos
absorbancia a 260 nm
Propiedades del
DNA
desnaturalizacioacuten
y renaturalizacioacuten
El contenido de GC influye en las
propiedades del DNA especialmente
sobre la temperatura de
desnaturalizacioacuten y alineamiento
GC Tm
A mayor
contenido de G-C
mayor es la
temperatura de
desnaturalizacioacuten
Moleacutecula de DNA mostrando zonas desnaturalizadas (flechas)
La renaturalizacioacuten
de los aacutecidos
nucleicos estaacute en
funcioacuten de su
secuencia Dos
DNAs provenientes
de especies
diferentes hibridaraacuten
si tienen regiones
con homologiacutea
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Avery MacLeod y McCarty 1944
El DNA como principio transformante
La actividad transformante no es destruida por calor proteasas o RNasas pero siacute por
DNasas
DNA
Experimento de Hershey y Chase 1952
Bacteriofago T-2
Infeccioacuten de E coli con
el fago T2
Crecer E coli en
medio con
32P 35S
Lisis de las bacterias y
obtencioacuten de los fagos
marcados
diferencialmente
Experimento de Hershey y Chase 1952
Se usan los
fagos marcados
para infectar E
coli
32P 35S
Desprendimiento de
los fagos por
agitacioacuten
Replicacioacuten del
bacteriofago
La progenie
contiene DNA
marcado
DNA desoxirribonucleoacutetidos
Composicioacuten y estructura de los aacutecidos nucleicos
Las bases nucleotiacutedicas
Nucleoacutesido Nucleoacutetido
Nomenclatura de los nucleoacutetidos
Base Nucleoacutesido Nucleoacutetido Aacutecido
Nucleacuteico
Purinas
Adenina Adenosina Adenilato RNA
Desoxiadenosina Desoxiadenilato DNA
Guanina Guanosina Guanilato RNA
Desoxiguanosina Desoxiguanilato DNA
Pirimidinas
Citosina Citidina Citidilato RNA
Desoxicitidina Desoxicitidilato DNA
Timina Desoxitimidina Desoxitimidilato DNA
Uracilo Uridina Uridilato RNA
A
G
C
T
U
Patroacuten de difraccioacuten de rayos X del DNA
James Watson y Francis Crick 1953
Modelo de la doble heacutelice del DNA
Rosalind Franklin y Maurice Wilkins
Datos experimentales en los que se basaron
Watson y Crick para proponer el modelo de la
doble heacutelice
Difraccioacuten de Rayos XEl diaacutemetro de la moleacutecula es el mismo a todo lo largo
Estructura ciacuteclica repetitiva
Reglas de ChargaffbullLa cantidad de adenina es la misma que la de timina A=T
bullLa cantidad de guanina equivale a la de citosina G=C
bullLa cantidad de bases puacutericas es la misma que las bases
pirimiacutedicas
A+G=T+C
Pero la cantidad de A+T G+C
3rsquo hidroxilo
5rsquo fosfato
5rsquo GATC 3rsquo
DNA
Enlace fosfodiester
Las cadenas presentan
polaridad
Diaacutemetro constante 20 Aring
Escalera de caracol los
azuacutecares y fosfatos a los lados y
las bases planas al centro
perpendiculares al eje
Doble cadena antiparalela
Giro a la derecha
Los nucleoacutetidos se unen por
enlaces fosfodieacutester
Las cadenas se unen por
puentes de hidroacutegeno
complementariedad
entre bases
A T G C
Bases nitrogenadas interior
Fosfatos exterior
Cadenas anti-paralelas
Extremo 5rsquo PO4
Extremo 3rsquo OH
La doble cadena de DNA es antiparalela y presentahellip
Surco
mayor
Surco
menor
Surco
menor
Surco
mayor
Diferentes tipos de DNA
Estructuras inusuales de la doble heacutelice
Apareamientos intra-cadena
Tallo-asa
Apareamientos inter-cadena
Propiedades de los aacutecidos nucleicos
absorbancia a 260 nm
Propiedades del
DNA
desnaturalizacioacuten
y renaturalizacioacuten
El contenido de GC influye en las
propiedades del DNA especialmente
sobre la temperatura de
desnaturalizacioacuten y alineamiento
GC Tm
A mayor
contenido de G-C
mayor es la
temperatura de
desnaturalizacioacuten
Moleacutecula de DNA mostrando zonas desnaturalizadas (flechas)
La renaturalizacioacuten
de los aacutecidos
nucleicos estaacute en
funcioacuten de su
secuencia Dos
DNAs provenientes
de especies
diferentes hibridaraacuten
si tienen regiones
con homologiacutea
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
La actividad transformante no es destruida por calor proteasas o RNasas pero siacute por
DNasas
DNA
Experimento de Hershey y Chase 1952
Bacteriofago T-2
Infeccioacuten de E coli con
el fago T2
Crecer E coli en
medio con
32P 35S
Lisis de las bacterias y
obtencioacuten de los fagos
marcados
diferencialmente
Experimento de Hershey y Chase 1952
Se usan los
fagos marcados
para infectar E
coli
32P 35S
Desprendimiento de
los fagos por
agitacioacuten
Replicacioacuten del
bacteriofago
La progenie
contiene DNA
marcado
DNA desoxirribonucleoacutetidos
Composicioacuten y estructura de los aacutecidos nucleicos
Las bases nucleotiacutedicas
Nucleoacutesido Nucleoacutetido
Nomenclatura de los nucleoacutetidos
Base Nucleoacutesido Nucleoacutetido Aacutecido
Nucleacuteico
Purinas
Adenina Adenosina Adenilato RNA
Desoxiadenosina Desoxiadenilato DNA
Guanina Guanosina Guanilato RNA
Desoxiguanosina Desoxiguanilato DNA
Pirimidinas
Citosina Citidina Citidilato RNA
Desoxicitidina Desoxicitidilato DNA
Timina Desoxitimidina Desoxitimidilato DNA
Uracilo Uridina Uridilato RNA
A
G
C
T
U
Patroacuten de difraccioacuten de rayos X del DNA
James Watson y Francis Crick 1953
Modelo de la doble heacutelice del DNA
Rosalind Franklin y Maurice Wilkins
Datos experimentales en los que se basaron
Watson y Crick para proponer el modelo de la
doble heacutelice
Difraccioacuten de Rayos XEl diaacutemetro de la moleacutecula es el mismo a todo lo largo
Estructura ciacuteclica repetitiva
Reglas de ChargaffbullLa cantidad de adenina es la misma que la de timina A=T
bullLa cantidad de guanina equivale a la de citosina G=C
bullLa cantidad de bases puacutericas es la misma que las bases
pirimiacutedicas
A+G=T+C
Pero la cantidad de A+T G+C
3rsquo hidroxilo
5rsquo fosfato
5rsquo GATC 3rsquo
DNA
Enlace fosfodiester
Las cadenas presentan
polaridad
Diaacutemetro constante 20 Aring
Escalera de caracol los
azuacutecares y fosfatos a los lados y
las bases planas al centro
perpendiculares al eje
Doble cadena antiparalela
Giro a la derecha
Los nucleoacutetidos se unen por
enlaces fosfodieacutester
Las cadenas se unen por
puentes de hidroacutegeno
complementariedad
entre bases
A T G C
Bases nitrogenadas interior
Fosfatos exterior
Cadenas anti-paralelas
Extremo 5rsquo PO4
Extremo 3rsquo OH
La doble cadena de DNA es antiparalela y presentahellip
Surco
mayor
Surco
menor
Surco
menor
Surco
mayor
Diferentes tipos de DNA
Estructuras inusuales de la doble heacutelice
Apareamientos intra-cadena
Tallo-asa
Apareamientos inter-cadena
Propiedades de los aacutecidos nucleicos
absorbancia a 260 nm
Propiedades del
DNA
desnaturalizacioacuten
y renaturalizacioacuten
El contenido de GC influye en las
propiedades del DNA especialmente
sobre la temperatura de
desnaturalizacioacuten y alineamiento
GC Tm
A mayor
contenido de G-C
mayor es la
temperatura de
desnaturalizacioacuten
Moleacutecula de DNA mostrando zonas desnaturalizadas (flechas)
La renaturalizacioacuten
de los aacutecidos
nucleicos estaacute en
funcioacuten de su
secuencia Dos
DNAs provenientes
de especies
diferentes hibridaraacuten
si tienen regiones
con homologiacutea
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Experimento de Hershey y Chase 1952
Bacteriofago T-2
Infeccioacuten de E coli con
el fago T2
Crecer E coli en
medio con
32P 35S
Lisis de las bacterias y
obtencioacuten de los fagos
marcados
diferencialmente
Experimento de Hershey y Chase 1952
Se usan los
fagos marcados
para infectar E
coli
32P 35S
Desprendimiento de
los fagos por
agitacioacuten
Replicacioacuten del
bacteriofago
La progenie
contiene DNA
marcado
DNA desoxirribonucleoacutetidos
Composicioacuten y estructura de los aacutecidos nucleicos
Las bases nucleotiacutedicas
Nucleoacutesido Nucleoacutetido
Nomenclatura de los nucleoacutetidos
Base Nucleoacutesido Nucleoacutetido Aacutecido
Nucleacuteico
Purinas
Adenina Adenosina Adenilato RNA
Desoxiadenosina Desoxiadenilato DNA
Guanina Guanosina Guanilato RNA
Desoxiguanosina Desoxiguanilato DNA
Pirimidinas
Citosina Citidina Citidilato RNA
Desoxicitidina Desoxicitidilato DNA
Timina Desoxitimidina Desoxitimidilato DNA
Uracilo Uridina Uridilato RNA
A
G
C
T
U
Patroacuten de difraccioacuten de rayos X del DNA
James Watson y Francis Crick 1953
Modelo de la doble heacutelice del DNA
Rosalind Franklin y Maurice Wilkins
Datos experimentales en los que se basaron
Watson y Crick para proponer el modelo de la
doble heacutelice
Difraccioacuten de Rayos XEl diaacutemetro de la moleacutecula es el mismo a todo lo largo
Estructura ciacuteclica repetitiva
Reglas de ChargaffbullLa cantidad de adenina es la misma que la de timina A=T
bullLa cantidad de guanina equivale a la de citosina G=C
bullLa cantidad de bases puacutericas es la misma que las bases
pirimiacutedicas
A+G=T+C
Pero la cantidad de A+T G+C
3rsquo hidroxilo
5rsquo fosfato
5rsquo GATC 3rsquo
DNA
Enlace fosfodiester
Las cadenas presentan
polaridad
Diaacutemetro constante 20 Aring
Escalera de caracol los
azuacutecares y fosfatos a los lados y
las bases planas al centro
perpendiculares al eje
Doble cadena antiparalela
Giro a la derecha
Los nucleoacutetidos se unen por
enlaces fosfodieacutester
Las cadenas se unen por
puentes de hidroacutegeno
complementariedad
entre bases
A T G C
Bases nitrogenadas interior
Fosfatos exterior
Cadenas anti-paralelas
Extremo 5rsquo PO4
Extremo 3rsquo OH
La doble cadena de DNA es antiparalela y presentahellip
Surco
mayor
Surco
menor
Surco
menor
Surco
mayor
Diferentes tipos de DNA
Estructuras inusuales de la doble heacutelice
Apareamientos intra-cadena
Tallo-asa
Apareamientos inter-cadena
Propiedades de los aacutecidos nucleicos
absorbancia a 260 nm
Propiedades del
DNA
desnaturalizacioacuten
y renaturalizacioacuten
El contenido de GC influye en las
propiedades del DNA especialmente
sobre la temperatura de
desnaturalizacioacuten y alineamiento
GC Tm
A mayor
contenido de G-C
mayor es la
temperatura de
desnaturalizacioacuten
Moleacutecula de DNA mostrando zonas desnaturalizadas (flechas)
La renaturalizacioacuten
de los aacutecidos
nucleicos estaacute en
funcioacuten de su
secuencia Dos
DNAs provenientes
de especies
diferentes hibridaraacuten
si tienen regiones
con homologiacutea
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Infeccioacuten de E coli con
el fago T2
Crecer E coli en
medio con
32P 35S
Lisis de las bacterias y
obtencioacuten de los fagos
marcados
diferencialmente
Experimento de Hershey y Chase 1952
Se usan los
fagos marcados
para infectar E
coli
32P 35S
Desprendimiento de
los fagos por
agitacioacuten
Replicacioacuten del
bacteriofago
La progenie
contiene DNA
marcado
DNA desoxirribonucleoacutetidos
Composicioacuten y estructura de los aacutecidos nucleicos
Las bases nucleotiacutedicas
Nucleoacutesido Nucleoacutetido
Nomenclatura de los nucleoacutetidos
Base Nucleoacutesido Nucleoacutetido Aacutecido
Nucleacuteico
Purinas
Adenina Adenosina Adenilato RNA
Desoxiadenosina Desoxiadenilato DNA
Guanina Guanosina Guanilato RNA
Desoxiguanosina Desoxiguanilato DNA
Pirimidinas
Citosina Citidina Citidilato RNA
Desoxicitidina Desoxicitidilato DNA
Timina Desoxitimidina Desoxitimidilato DNA
Uracilo Uridina Uridilato RNA
A
G
C
T
U
Patroacuten de difraccioacuten de rayos X del DNA
James Watson y Francis Crick 1953
Modelo de la doble heacutelice del DNA
Rosalind Franklin y Maurice Wilkins
Datos experimentales en los que se basaron
Watson y Crick para proponer el modelo de la
doble heacutelice
Difraccioacuten de Rayos XEl diaacutemetro de la moleacutecula es el mismo a todo lo largo
Estructura ciacuteclica repetitiva
Reglas de ChargaffbullLa cantidad de adenina es la misma que la de timina A=T
bullLa cantidad de guanina equivale a la de citosina G=C
bullLa cantidad de bases puacutericas es la misma que las bases
pirimiacutedicas
A+G=T+C
Pero la cantidad de A+T G+C
3rsquo hidroxilo
5rsquo fosfato
5rsquo GATC 3rsquo
DNA
Enlace fosfodiester
Las cadenas presentan
polaridad
Diaacutemetro constante 20 Aring
Escalera de caracol los
azuacutecares y fosfatos a los lados y
las bases planas al centro
perpendiculares al eje
Doble cadena antiparalela
Giro a la derecha
Los nucleoacutetidos se unen por
enlaces fosfodieacutester
Las cadenas se unen por
puentes de hidroacutegeno
complementariedad
entre bases
A T G C
Bases nitrogenadas interior
Fosfatos exterior
Cadenas anti-paralelas
Extremo 5rsquo PO4
Extremo 3rsquo OH
La doble cadena de DNA es antiparalela y presentahellip
Surco
mayor
Surco
menor
Surco
menor
Surco
mayor
Diferentes tipos de DNA
Estructuras inusuales de la doble heacutelice
Apareamientos intra-cadena
Tallo-asa
Apareamientos inter-cadena
Propiedades de los aacutecidos nucleicos
absorbancia a 260 nm
Propiedades del
DNA
desnaturalizacioacuten
y renaturalizacioacuten
El contenido de GC influye en las
propiedades del DNA especialmente
sobre la temperatura de
desnaturalizacioacuten y alineamiento
GC Tm
A mayor
contenido de G-C
mayor es la
temperatura de
desnaturalizacioacuten
Moleacutecula de DNA mostrando zonas desnaturalizadas (flechas)
La renaturalizacioacuten
de los aacutecidos
nucleicos estaacute en
funcioacuten de su
secuencia Dos
DNAs provenientes
de especies
diferentes hibridaraacuten
si tienen regiones
con homologiacutea
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Se usan los
fagos marcados
para infectar E
coli
32P 35S
Desprendimiento de
los fagos por
agitacioacuten
Replicacioacuten del
bacteriofago
La progenie
contiene DNA
marcado
DNA desoxirribonucleoacutetidos
Composicioacuten y estructura de los aacutecidos nucleicos
Las bases nucleotiacutedicas
Nucleoacutesido Nucleoacutetido
Nomenclatura de los nucleoacutetidos
Base Nucleoacutesido Nucleoacutetido Aacutecido
Nucleacuteico
Purinas
Adenina Adenosina Adenilato RNA
Desoxiadenosina Desoxiadenilato DNA
Guanina Guanosina Guanilato RNA
Desoxiguanosina Desoxiguanilato DNA
Pirimidinas
Citosina Citidina Citidilato RNA
Desoxicitidina Desoxicitidilato DNA
Timina Desoxitimidina Desoxitimidilato DNA
Uracilo Uridina Uridilato RNA
A
G
C
T
U
Patroacuten de difraccioacuten de rayos X del DNA
James Watson y Francis Crick 1953
Modelo de la doble heacutelice del DNA
Rosalind Franklin y Maurice Wilkins
Datos experimentales en los que se basaron
Watson y Crick para proponer el modelo de la
doble heacutelice
Difraccioacuten de Rayos XEl diaacutemetro de la moleacutecula es el mismo a todo lo largo
Estructura ciacuteclica repetitiva
Reglas de ChargaffbullLa cantidad de adenina es la misma que la de timina A=T
bullLa cantidad de guanina equivale a la de citosina G=C
bullLa cantidad de bases puacutericas es la misma que las bases
pirimiacutedicas
A+G=T+C
Pero la cantidad de A+T G+C
3rsquo hidroxilo
5rsquo fosfato
5rsquo GATC 3rsquo
DNA
Enlace fosfodiester
Las cadenas presentan
polaridad
Diaacutemetro constante 20 Aring
Escalera de caracol los
azuacutecares y fosfatos a los lados y
las bases planas al centro
perpendiculares al eje
Doble cadena antiparalela
Giro a la derecha
Los nucleoacutetidos se unen por
enlaces fosfodieacutester
Las cadenas se unen por
puentes de hidroacutegeno
complementariedad
entre bases
A T G C
Bases nitrogenadas interior
Fosfatos exterior
Cadenas anti-paralelas
Extremo 5rsquo PO4
Extremo 3rsquo OH
La doble cadena de DNA es antiparalela y presentahellip
Surco
mayor
Surco
menor
Surco
menor
Surco
mayor
Diferentes tipos de DNA
Estructuras inusuales de la doble heacutelice
Apareamientos intra-cadena
Tallo-asa
Apareamientos inter-cadena
Propiedades de los aacutecidos nucleicos
absorbancia a 260 nm
Propiedades del
DNA
desnaturalizacioacuten
y renaturalizacioacuten
El contenido de GC influye en las
propiedades del DNA especialmente
sobre la temperatura de
desnaturalizacioacuten y alineamiento
GC Tm
A mayor
contenido de G-C
mayor es la
temperatura de
desnaturalizacioacuten
Moleacutecula de DNA mostrando zonas desnaturalizadas (flechas)
La renaturalizacioacuten
de los aacutecidos
nucleicos estaacute en
funcioacuten de su
secuencia Dos
DNAs provenientes
de especies
diferentes hibridaraacuten
si tienen regiones
con homologiacutea
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
DNA desoxirribonucleoacutetidos
Composicioacuten y estructura de los aacutecidos nucleicos
Las bases nucleotiacutedicas
Nucleoacutesido Nucleoacutetido
Nomenclatura de los nucleoacutetidos
Base Nucleoacutesido Nucleoacutetido Aacutecido
Nucleacuteico
Purinas
Adenina Adenosina Adenilato RNA
Desoxiadenosina Desoxiadenilato DNA
Guanina Guanosina Guanilato RNA
Desoxiguanosina Desoxiguanilato DNA
Pirimidinas
Citosina Citidina Citidilato RNA
Desoxicitidina Desoxicitidilato DNA
Timina Desoxitimidina Desoxitimidilato DNA
Uracilo Uridina Uridilato RNA
A
G
C
T
U
Patroacuten de difraccioacuten de rayos X del DNA
James Watson y Francis Crick 1953
Modelo de la doble heacutelice del DNA
Rosalind Franklin y Maurice Wilkins
Datos experimentales en los que se basaron
Watson y Crick para proponer el modelo de la
doble heacutelice
Difraccioacuten de Rayos XEl diaacutemetro de la moleacutecula es el mismo a todo lo largo
Estructura ciacuteclica repetitiva
Reglas de ChargaffbullLa cantidad de adenina es la misma que la de timina A=T
bullLa cantidad de guanina equivale a la de citosina G=C
bullLa cantidad de bases puacutericas es la misma que las bases
pirimiacutedicas
A+G=T+C
Pero la cantidad de A+T G+C
3rsquo hidroxilo
5rsquo fosfato
5rsquo GATC 3rsquo
DNA
Enlace fosfodiester
Las cadenas presentan
polaridad
Diaacutemetro constante 20 Aring
Escalera de caracol los
azuacutecares y fosfatos a los lados y
las bases planas al centro
perpendiculares al eje
Doble cadena antiparalela
Giro a la derecha
Los nucleoacutetidos se unen por
enlaces fosfodieacutester
Las cadenas se unen por
puentes de hidroacutegeno
complementariedad
entre bases
A T G C
Bases nitrogenadas interior
Fosfatos exterior
Cadenas anti-paralelas
Extremo 5rsquo PO4
Extremo 3rsquo OH
La doble cadena de DNA es antiparalela y presentahellip
Surco
mayor
Surco
menor
Surco
menor
Surco
mayor
Diferentes tipos de DNA
Estructuras inusuales de la doble heacutelice
Apareamientos intra-cadena
Tallo-asa
Apareamientos inter-cadena
Propiedades de los aacutecidos nucleicos
absorbancia a 260 nm
Propiedades del
DNA
desnaturalizacioacuten
y renaturalizacioacuten
El contenido de GC influye en las
propiedades del DNA especialmente
sobre la temperatura de
desnaturalizacioacuten y alineamiento
GC Tm
A mayor
contenido de G-C
mayor es la
temperatura de
desnaturalizacioacuten
Moleacutecula de DNA mostrando zonas desnaturalizadas (flechas)
La renaturalizacioacuten
de los aacutecidos
nucleicos estaacute en
funcioacuten de su
secuencia Dos
DNAs provenientes
de especies
diferentes hibridaraacuten
si tienen regiones
con homologiacutea
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Las bases nucleotiacutedicas
Nucleoacutesido Nucleoacutetido
Nomenclatura de los nucleoacutetidos
Base Nucleoacutesido Nucleoacutetido Aacutecido
Nucleacuteico
Purinas
Adenina Adenosina Adenilato RNA
Desoxiadenosina Desoxiadenilato DNA
Guanina Guanosina Guanilato RNA
Desoxiguanosina Desoxiguanilato DNA
Pirimidinas
Citosina Citidina Citidilato RNA
Desoxicitidina Desoxicitidilato DNA
Timina Desoxitimidina Desoxitimidilato DNA
Uracilo Uridina Uridilato RNA
A
G
C
T
U
Patroacuten de difraccioacuten de rayos X del DNA
James Watson y Francis Crick 1953
Modelo de la doble heacutelice del DNA
Rosalind Franklin y Maurice Wilkins
Datos experimentales en los que se basaron
Watson y Crick para proponer el modelo de la
doble heacutelice
Difraccioacuten de Rayos XEl diaacutemetro de la moleacutecula es el mismo a todo lo largo
Estructura ciacuteclica repetitiva
Reglas de ChargaffbullLa cantidad de adenina es la misma que la de timina A=T
bullLa cantidad de guanina equivale a la de citosina G=C
bullLa cantidad de bases puacutericas es la misma que las bases
pirimiacutedicas
A+G=T+C
Pero la cantidad de A+T G+C
3rsquo hidroxilo
5rsquo fosfato
5rsquo GATC 3rsquo
DNA
Enlace fosfodiester
Las cadenas presentan
polaridad
Diaacutemetro constante 20 Aring
Escalera de caracol los
azuacutecares y fosfatos a los lados y
las bases planas al centro
perpendiculares al eje
Doble cadena antiparalela
Giro a la derecha
Los nucleoacutetidos se unen por
enlaces fosfodieacutester
Las cadenas se unen por
puentes de hidroacutegeno
complementariedad
entre bases
A T G C
Bases nitrogenadas interior
Fosfatos exterior
Cadenas anti-paralelas
Extremo 5rsquo PO4
Extremo 3rsquo OH
La doble cadena de DNA es antiparalela y presentahellip
Surco
mayor
Surco
menor
Surco
menor
Surco
mayor
Diferentes tipos de DNA
Estructuras inusuales de la doble heacutelice
Apareamientos intra-cadena
Tallo-asa
Apareamientos inter-cadena
Propiedades de los aacutecidos nucleicos
absorbancia a 260 nm
Propiedades del
DNA
desnaturalizacioacuten
y renaturalizacioacuten
El contenido de GC influye en las
propiedades del DNA especialmente
sobre la temperatura de
desnaturalizacioacuten y alineamiento
GC Tm
A mayor
contenido de G-C
mayor es la
temperatura de
desnaturalizacioacuten
Moleacutecula de DNA mostrando zonas desnaturalizadas (flechas)
La renaturalizacioacuten
de los aacutecidos
nucleicos estaacute en
funcioacuten de su
secuencia Dos
DNAs provenientes
de especies
diferentes hibridaraacuten
si tienen regiones
con homologiacutea
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Nucleoacutesido Nucleoacutetido
Nomenclatura de los nucleoacutetidos
Base Nucleoacutesido Nucleoacutetido Aacutecido
Nucleacuteico
Purinas
Adenina Adenosina Adenilato RNA
Desoxiadenosina Desoxiadenilato DNA
Guanina Guanosina Guanilato RNA
Desoxiguanosina Desoxiguanilato DNA
Pirimidinas
Citosina Citidina Citidilato RNA
Desoxicitidina Desoxicitidilato DNA
Timina Desoxitimidina Desoxitimidilato DNA
Uracilo Uridina Uridilato RNA
A
G
C
T
U
Patroacuten de difraccioacuten de rayos X del DNA
James Watson y Francis Crick 1953
Modelo de la doble heacutelice del DNA
Rosalind Franklin y Maurice Wilkins
Datos experimentales en los que se basaron
Watson y Crick para proponer el modelo de la
doble heacutelice
Difraccioacuten de Rayos XEl diaacutemetro de la moleacutecula es el mismo a todo lo largo
Estructura ciacuteclica repetitiva
Reglas de ChargaffbullLa cantidad de adenina es la misma que la de timina A=T
bullLa cantidad de guanina equivale a la de citosina G=C
bullLa cantidad de bases puacutericas es la misma que las bases
pirimiacutedicas
A+G=T+C
Pero la cantidad de A+T G+C
3rsquo hidroxilo
5rsquo fosfato
5rsquo GATC 3rsquo
DNA
Enlace fosfodiester
Las cadenas presentan
polaridad
Diaacutemetro constante 20 Aring
Escalera de caracol los
azuacutecares y fosfatos a los lados y
las bases planas al centro
perpendiculares al eje
Doble cadena antiparalela
Giro a la derecha
Los nucleoacutetidos se unen por
enlaces fosfodieacutester
Las cadenas se unen por
puentes de hidroacutegeno
complementariedad
entre bases
A T G C
Bases nitrogenadas interior
Fosfatos exterior
Cadenas anti-paralelas
Extremo 5rsquo PO4
Extremo 3rsquo OH
La doble cadena de DNA es antiparalela y presentahellip
Surco
mayor
Surco
menor
Surco
menor
Surco
mayor
Diferentes tipos de DNA
Estructuras inusuales de la doble heacutelice
Apareamientos intra-cadena
Tallo-asa
Apareamientos inter-cadena
Propiedades de los aacutecidos nucleicos
absorbancia a 260 nm
Propiedades del
DNA
desnaturalizacioacuten
y renaturalizacioacuten
El contenido de GC influye en las
propiedades del DNA especialmente
sobre la temperatura de
desnaturalizacioacuten y alineamiento
GC Tm
A mayor
contenido de G-C
mayor es la
temperatura de
desnaturalizacioacuten
Moleacutecula de DNA mostrando zonas desnaturalizadas (flechas)
La renaturalizacioacuten
de los aacutecidos
nucleicos estaacute en
funcioacuten de su
secuencia Dos
DNAs provenientes
de especies
diferentes hibridaraacuten
si tienen regiones
con homologiacutea
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Nomenclatura de los nucleoacutetidos
Base Nucleoacutesido Nucleoacutetido Aacutecido
Nucleacuteico
Purinas
Adenina Adenosina Adenilato RNA
Desoxiadenosina Desoxiadenilato DNA
Guanina Guanosina Guanilato RNA
Desoxiguanosina Desoxiguanilato DNA
Pirimidinas
Citosina Citidina Citidilato RNA
Desoxicitidina Desoxicitidilato DNA
Timina Desoxitimidina Desoxitimidilato DNA
Uracilo Uridina Uridilato RNA
A
G
C
T
U
Patroacuten de difraccioacuten de rayos X del DNA
James Watson y Francis Crick 1953
Modelo de la doble heacutelice del DNA
Rosalind Franklin y Maurice Wilkins
Datos experimentales en los que se basaron
Watson y Crick para proponer el modelo de la
doble heacutelice
Difraccioacuten de Rayos XEl diaacutemetro de la moleacutecula es el mismo a todo lo largo
Estructura ciacuteclica repetitiva
Reglas de ChargaffbullLa cantidad de adenina es la misma que la de timina A=T
bullLa cantidad de guanina equivale a la de citosina G=C
bullLa cantidad de bases puacutericas es la misma que las bases
pirimiacutedicas
A+G=T+C
Pero la cantidad de A+T G+C
3rsquo hidroxilo
5rsquo fosfato
5rsquo GATC 3rsquo
DNA
Enlace fosfodiester
Las cadenas presentan
polaridad
Diaacutemetro constante 20 Aring
Escalera de caracol los
azuacutecares y fosfatos a los lados y
las bases planas al centro
perpendiculares al eje
Doble cadena antiparalela
Giro a la derecha
Los nucleoacutetidos se unen por
enlaces fosfodieacutester
Las cadenas se unen por
puentes de hidroacutegeno
complementariedad
entre bases
A T G C
Bases nitrogenadas interior
Fosfatos exterior
Cadenas anti-paralelas
Extremo 5rsquo PO4
Extremo 3rsquo OH
La doble cadena de DNA es antiparalela y presentahellip
Surco
mayor
Surco
menor
Surco
menor
Surco
mayor
Diferentes tipos de DNA
Estructuras inusuales de la doble heacutelice
Apareamientos intra-cadena
Tallo-asa
Apareamientos inter-cadena
Propiedades de los aacutecidos nucleicos
absorbancia a 260 nm
Propiedades del
DNA
desnaturalizacioacuten
y renaturalizacioacuten
El contenido de GC influye en las
propiedades del DNA especialmente
sobre la temperatura de
desnaturalizacioacuten y alineamiento
GC Tm
A mayor
contenido de G-C
mayor es la
temperatura de
desnaturalizacioacuten
Moleacutecula de DNA mostrando zonas desnaturalizadas (flechas)
La renaturalizacioacuten
de los aacutecidos
nucleicos estaacute en
funcioacuten de su
secuencia Dos
DNAs provenientes
de especies
diferentes hibridaraacuten
si tienen regiones
con homologiacutea
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Patroacuten de difraccioacuten de rayos X del DNA
James Watson y Francis Crick 1953
Modelo de la doble heacutelice del DNA
Rosalind Franklin y Maurice Wilkins
Datos experimentales en los que se basaron
Watson y Crick para proponer el modelo de la
doble heacutelice
Difraccioacuten de Rayos XEl diaacutemetro de la moleacutecula es el mismo a todo lo largo
Estructura ciacuteclica repetitiva
Reglas de ChargaffbullLa cantidad de adenina es la misma que la de timina A=T
bullLa cantidad de guanina equivale a la de citosina G=C
bullLa cantidad de bases puacutericas es la misma que las bases
pirimiacutedicas
A+G=T+C
Pero la cantidad de A+T G+C
3rsquo hidroxilo
5rsquo fosfato
5rsquo GATC 3rsquo
DNA
Enlace fosfodiester
Las cadenas presentan
polaridad
Diaacutemetro constante 20 Aring
Escalera de caracol los
azuacutecares y fosfatos a los lados y
las bases planas al centro
perpendiculares al eje
Doble cadena antiparalela
Giro a la derecha
Los nucleoacutetidos se unen por
enlaces fosfodieacutester
Las cadenas se unen por
puentes de hidroacutegeno
complementariedad
entre bases
A T G C
Bases nitrogenadas interior
Fosfatos exterior
Cadenas anti-paralelas
Extremo 5rsquo PO4
Extremo 3rsquo OH
La doble cadena de DNA es antiparalela y presentahellip
Surco
mayor
Surco
menor
Surco
menor
Surco
mayor
Diferentes tipos de DNA
Estructuras inusuales de la doble heacutelice
Apareamientos intra-cadena
Tallo-asa
Apareamientos inter-cadena
Propiedades de los aacutecidos nucleicos
absorbancia a 260 nm
Propiedades del
DNA
desnaturalizacioacuten
y renaturalizacioacuten
El contenido de GC influye en las
propiedades del DNA especialmente
sobre la temperatura de
desnaturalizacioacuten y alineamiento
GC Tm
A mayor
contenido de G-C
mayor es la
temperatura de
desnaturalizacioacuten
Moleacutecula de DNA mostrando zonas desnaturalizadas (flechas)
La renaturalizacioacuten
de los aacutecidos
nucleicos estaacute en
funcioacuten de su
secuencia Dos
DNAs provenientes
de especies
diferentes hibridaraacuten
si tienen regiones
con homologiacutea
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Datos experimentales en los que se basaron
Watson y Crick para proponer el modelo de la
doble heacutelice
Difraccioacuten de Rayos XEl diaacutemetro de la moleacutecula es el mismo a todo lo largo
Estructura ciacuteclica repetitiva
Reglas de ChargaffbullLa cantidad de adenina es la misma que la de timina A=T
bullLa cantidad de guanina equivale a la de citosina G=C
bullLa cantidad de bases puacutericas es la misma que las bases
pirimiacutedicas
A+G=T+C
Pero la cantidad de A+T G+C
3rsquo hidroxilo
5rsquo fosfato
5rsquo GATC 3rsquo
DNA
Enlace fosfodiester
Las cadenas presentan
polaridad
Diaacutemetro constante 20 Aring
Escalera de caracol los
azuacutecares y fosfatos a los lados y
las bases planas al centro
perpendiculares al eje
Doble cadena antiparalela
Giro a la derecha
Los nucleoacutetidos se unen por
enlaces fosfodieacutester
Las cadenas se unen por
puentes de hidroacutegeno
complementariedad
entre bases
A T G C
Bases nitrogenadas interior
Fosfatos exterior
Cadenas anti-paralelas
Extremo 5rsquo PO4
Extremo 3rsquo OH
La doble cadena de DNA es antiparalela y presentahellip
Surco
mayor
Surco
menor
Surco
menor
Surco
mayor
Diferentes tipos de DNA
Estructuras inusuales de la doble heacutelice
Apareamientos intra-cadena
Tallo-asa
Apareamientos inter-cadena
Propiedades de los aacutecidos nucleicos
absorbancia a 260 nm
Propiedades del
DNA
desnaturalizacioacuten
y renaturalizacioacuten
El contenido de GC influye en las
propiedades del DNA especialmente
sobre la temperatura de
desnaturalizacioacuten y alineamiento
GC Tm
A mayor
contenido de G-C
mayor es la
temperatura de
desnaturalizacioacuten
Moleacutecula de DNA mostrando zonas desnaturalizadas (flechas)
La renaturalizacioacuten
de los aacutecidos
nucleicos estaacute en
funcioacuten de su
secuencia Dos
DNAs provenientes
de especies
diferentes hibridaraacuten
si tienen regiones
con homologiacutea
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
3rsquo hidroxilo
5rsquo fosfato
5rsquo GATC 3rsquo
DNA
Enlace fosfodiester
Las cadenas presentan
polaridad
Diaacutemetro constante 20 Aring
Escalera de caracol los
azuacutecares y fosfatos a los lados y
las bases planas al centro
perpendiculares al eje
Doble cadena antiparalela
Giro a la derecha
Los nucleoacutetidos se unen por
enlaces fosfodieacutester
Las cadenas se unen por
puentes de hidroacutegeno
complementariedad
entre bases
A T G C
Bases nitrogenadas interior
Fosfatos exterior
Cadenas anti-paralelas
Extremo 5rsquo PO4
Extremo 3rsquo OH
La doble cadena de DNA es antiparalela y presentahellip
Surco
mayor
Surco
menor
Surco
menor
Surco
mayor
Diferentes tipos de DNA
Estructuras inusuales de la doble heacutelice
Apareamientos intra-cadena
Tallo-asa
Apareamientos inter-cadena
Propiedades de los aacutecidos nucleicos
absorbancia a 260 nm
Propiedades del
DNA
desnaturalizacioacuten
y renaturalizacioacuten
El contenido de GC influye en las
propiedades del DNA especialmente
sobre la temperatura de
desnaturalizacioacuten y alineamiento
GC Tm
A mayor
contenido de G-C
mayor es la
temperatura de
desnaturalizacioacuten
Moleacutecula de DNA mostrando zonas desnaturalizadas (flechas)
La renaturalizacioacuten
de los aacutecidos
nucleicos estaacute en
funcioacuten de su
secuencia Dos
DNAs provenientes
de especies
diferentes hibridaraacuten
si tienen regiones
con homologiacutea
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
complementariedad
entre bases
A T G C
Bases nitrogenadas interior
Fosfatos exterior
Cadenas anti-paralelas
Extremo 5rsquo PO4
Extremo 3rsquo OH
La doble cadena de DNA es antiparalela y presentahellip
Surco
mayor
Surco
menor
Surco
menor
Surco
mayor
Diferentes tipos de DNA
Estructuras inusuales de la doble heacutelice
Apareamientos intra-cadena
Tallo-asa
Apareamientos inter-cadena
Propiedades de los aacutecidos nucleicos
absorbancia a 260 nm
Propiedades del
DNA
desnaturalizacioacuten
y renaturalizacioacuten
El contenido de GC influye en las
propiedades del DNA especialmente
sobre la temperatura de
desnaturalizacioacuten y alineamiento
GC Tm
A mayor
contenido de G-C
mayor es la
temperatura de
desnaturalizacioacuten
Moleacutecula de DNA mostrando zonas desnaturalizadas (flechas)
La renaturalizacioacuten
de los aacutecidos
nucleicos estaacute en
funcioacuten de su
secuencia Dos
DNAs provenientes
de especies
diferentes hibridaraacuten
si tienen regiones
con homologiacutea
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Surco
mayor
Surco
menor
Surco
menor
Surco
mayor
Diferentes tipos de DNA
Estructuras inusuales de la doble heacutelice
Apareamientos intra-cadena
Tallo-asa
Apareamientos inter-cadena
Propiedades de los aacutecidos nucleicos
absorbancia a 260 nm
Propiedades del
DNA
desnaturalizacioacuten
y renaturalizacioacuten
El contenido de GC influye en las
propiedades del DNA especialmente
sobre la temperatura de
desnaturalizacioacuten y alineamiento
GC Tm
A mayor
contenido de G-C
mayor es la
temperatura de
desnaturalizacioacuten
Moleacutecula de DNA mostrando zonas desnaturalizadas (flechas)
La renaturalizacioacuten
de los aacutecidos
nucleicos estaacute en
funcioacuten de su
secuencia Dos
DNAs provenientes
de especies
diferentes hibridaraacuten
si tienen regiones
con homologiacutea
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Diferentes tipos de DNA
Estructuras inusuales de la doble heacutelice
Apareamientos intra-cadena
Tallo-asa
Apareamientos inter-cadena
Propiedades de los aacutecidos nucleicos
absorbancia a 260 nm
Propiedades del
DNA
desnaturalizacioacuten
y renaturalizacioacuten
El contenido de GC influye en las
propiedades del DNA especialmente
sobre la temperatura de
desnaturalizacioacuten y alineamiento
GC Tm
A mayor
contenido de G-C
mayor es la
temperatura de
desnaturalizacioacuten
Moleacutecula de DNA mostrando zonas desnaturalizadas (flechas)
La renaturalizacioacuten
de los aacutecidos
nucleicos estaacute en
funcioacuten de su
secuencia Dos
DNAs provenientes
de especies
diferentes hibridaraacuten
si tienen regiones
con homologiacutea
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Estructuras inusuales de la doble heacutelice
Apareamientos intra-cadena
Tallo-asa
Apareamientos inter-cadena
Propiedades de los aacutecidos nucleicos
absorbancia a 260 nm
Propiedades del
DNA
desnaturalizacioacuten
y renaturalizacioacuten
El contenido de GC influye en las
propiedades del DNA especialmente
sobre la temperatura de
desnaturalizacioacuten y alineamiento
GC Tm
A mayor
contenido de G-C
mayor es la
temperatura de
desnaturalizacioacuten
Moleacutecula de DNA mostrando zonas desnaturalizadas (flechas)
La renaturalizacioacuten
de los aacutecidos
nucleicos estaacute en
funcioacuten de su
secuencia Dos
DNAs provenientes
de especies
diferentes hibridaraacuten
si tienen regiones
con homologiacutea
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Apareamientos intra-cadena
Tallo-asa
Apareamientos inter-cadena
Propiedades de los aacutecidos nucleicos
absorbancia a 260 nm
Propiedades del
DNA
desnaturalizacioacuten
y renaturalizacioacuten
El contenido de GC influye en las
propiedades del DNA especialmente
sobre la temperatura de
desnaturalizacioacuten y alineamiento
GC Tm
A mayor
contenido de G-C
mayor es la
temperatura de
desnaturalizacioacuten
Moleacutecula de DNA mostrando zonas desnaturalizadas (flechas)
La renaturalizacioacuten
de los aacutecidos
nucleicos estaacute en
funcioacuten de su
secuencia Dos
DNAs provenientes
de especies
diferentes hibridaraacuten
si tienen regiones
con homologiacutea
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Apareamientos inter-cadena
Propiedades de los aacutecidos nucleicos
absorbancia a 260 nm
Propiedades del
DNA
desnaturalizacioacuten
y renaturalizacioacuten
El contenido de GC influye en las
propiedades del DNA especialmente
sobre la temperatura de
desnaturalizacioacuten y alineamiento
GC Tm
A mayor
contenido de G-C
mayor es la
temperatura de
desnaturalizacioacuten
Moleacutecula de DNA mostrando zonas desnaturalizadas (flechas)
La renaturalizacioacuten
de los aacutecidos
nucleicos estaacute en
funcioacuten de su
secuencia Dos
DNAs provenientes
de especies
diferentes hibridaraacuten
si tienen regiones
con homologiacutea
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Propiedades de los aacutecidos nucleicos
absorbancia a 260 nm
Propiedades del
DNA
desnaturalizacioacuten
y renaturalizacioacuten
El contenido de GC influye en las
propiedades del DNA especialmente
sobre la temperatura de
desnaturalizacioacuten y alineamiento
GC Tm
A mayor
contenido de G-C
mayor es la
temperatura de
desnaturalizacioacuten
Moleacutecula de DNA mostrando zonas desnaturalizadas (flechas)
La renaturalizacioacuten
de los aacutecidos
nucleicos estaacute en
funcioacuten de su
secuencia Dos
DNAs provenientes
de especies
diferentes hibridaraacuten
si tienen regiones
con homologiacutea
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Propiedades del
DNA
desnaturalizacioacuten
y renaturalizacioacuten
El contenido de GC influye en las
propiedades del DNA especialmente
sobre la temperatura de
desnaturalizacioacuten y alineamiento
GC Tm
A mayor
contenido de G-C
mayor es la
temperatura de
desnaturalizacioacuten
Moleacutecula de DNA mostrando zonas desnaturalizadas (flechas)
La renaturalizacioacuten
de los aacutecidos
nucleicos estaacute en
funcioacuten de su
secuencia Dos
DNAs provenientes
de especies
diferentes hibridaraacuten
si tienen regiones
con homologiacutea
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
A mayor
contenido de G-C
mayor es la
temperatura de
desnaturalizacioacuten
Moleacutecula de DNA mostrando zonas desnaturalizadas (flechas)
La renaturalizacioacuten
de los aacutecidos
nucleicos estaacute en
funcioacuten de su
secuencia Dos
DNAs provenientes
de especies
diferentes hibridaraacuten
si tienen regiones
con homologiacutea
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Moleacutecula de DNA mostrando zonas desnaturalizadas (flechas)
La renaturalizacioacuten
de los aacutecidos
nucleicos estaacute en
funcioacuten de su
secuencia Dos
DNAs provenientes
de especies
diferentes hibridaraacuten
si tienen regiones
con homologiacutea
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
La renaturalizacioacuten
de los aacutecidos
nucleicos estaacute en
funcioacuten de su
secuencia Dos
DNAs provenientes
de especies
diferentes hibridaraacuten
si tienen regiones
con homologiacutea
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Teacutecnicas de estudio del DNA
basadas en la hibridacioacuten
Southern blot hibridacioacuten DNA-DNA
Northern blot hibridacioacuten RNA-DNA
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Visualizacioacuten del DNA en un gel
Bromuro de etidio
Agente intercalante entre las bases nitrogenadas que fluoresce a la luz UV
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
DNA lineal y circular
Doble heacutelice
Circular Superenrollado
En procariotes el DNA
es solo una moleacutecula
es circular y presenta
superenrrollamiento
helliplineal y se encuentra
empacado en
nucleosomas los que a
su vez constituyen los
cromosomas
Secuencias uacutenicas
(genes) secuencias
repetidas (no
codificantes)
En cromosomas de eucariotes el DNA eshellip
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
RNALa estructura primaria es similar a la del DNA pero
timina (T)
ribosadesoxirribosa
uracilo (U)
monocatenario (casi siempre)
Tipos de
RNA
Ribosomal forma parte del ribosoma
participa en la siacutentesis de proteiacutenas
Mensajero es una copia del gen que se
debe traducir en proteiacutena la cual se va a sintetizar en el ribosoma
Transferenciamoleacutecula adaptadora
cuya funcioacuten es acoplar el coacutedigo del RNA que se presenta en nucleoacutetidos al coacutedigo de la proteiacutena que estaacute en aminoaacutecidos
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
ORGANIZACIOacuteN DE LOS GENOMAS
1 Un gene es un segmento de DNA que al expresarse da un producto
funcional que puede ser una proteiacutena o un RNA
2 Un genoma es el conjunto de genes que contiene la informacioacuten
necesaria para que una ceacutelula pueda existir y reproducirse
3 Los genomas de eucariontes son muy grandes y mucha de su
estructura corresponde a regiones que no codifican para ninguacuten
producto funcional (secuencias no-codificantes)
4 Algunas de estas secuencias no codificantes son secuencias
espaciadoras entre los genes
5 Otras secuencias no codificantes (intrones) interrumpen a genes
6 Algunos genes se repiten muchas veces en el genoma formando
familias de genes (eucariontes)
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Comparacioacuten de Genomas
103 106
Organizacioacuten y estructura de los genomas
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Tamantildeo relativo de los genomas de distintos
organismos
Pares de Bases
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
iquestPor queacute los genomas son tan grandes
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Tipos de DNA en los genomas
Secuencias
bull No repetidas
bull Moderadamente repetidas
bull Altamente repetidas
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
No hay correspondencia entre tamantildeo del genoma y la complejidad del mismo
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
iquestCuaacutentos genes se necesitan paraformar un organismo
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
iquestQueacute tan similares somos a otros organismos
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Organizacioacuten de
unidades
transcripcionales
en procariotes y
eucariotes
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Un gene eucariote
contiene intrones
El gene se transcribe
completo produciendo un
preRNA
El preRNA debe
procesarse para quitar los
intrones (splicing)
El mRNA maduro no
contiene intrones
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
El tamantildeo de los genes variacutea mucho entre eucariotes y
procariotes
El genoma en procariotes es maacutes compacto que el de los eucariontes
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Especie exones
Long media del gen
(kb)
Long media del
RNAm (kb)
Haemophilus influenzae 1 10 10
Methanococcus jannaschii 1 10 10
Saccharomyces cerevisiae 1 16 10
Aspergillus nidulans 3 15 16
Caenorhabditis elegans 4 40 30
Drosophila melanogaster 4 113 27
Aves 9 139 24
Mamiacuteferos 7 166 22
Relacioacuten entre el tamantildeo del gen y del mRNA en varias
especies
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Genoma viral
bull DNA o RNA
bull Cadena sencilla oacute doble
Virus del mosaico de tabaco
Bacterioacutefago lambda
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
DNA de bacteria(42 x 106 pb)
bull 1 cromosoma (nucleoide)
bull DNA circular doble cadena
bull sin envoltura de membrana
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Los cromosomas procariontes son
circulares cerrados covalentemente
DNA cromosomal
(nucleoide) Plaacutesmidos
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Formas topoloacutegicas del DNA circular
cerrado (topoisoacutemeros)
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Topoisomerasas Enzimas que regulan la tensioacuten en la moleacutecula de DNA
Tipo I Cortan una de las cadenas de DNA
No requieren ATP
Introducen incrementos de 1 en Lk
Tipo II Cortan ambas cadenas de DNA
Requieren ATP
Introducen incrementos de 2 en Lk
Girasa (superenrollamiento negativo en procariontes)
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Superenrrollamiento del DNA bacteriano
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Organizacioacuten del cromosoma bacteriano
DNA super-
enrrollado
Proteiacutenas que
unen al DNA
Bacteria
en divisioacuten
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
En bacteria la transcripcioacuten del DNA a RNA y su
posterior traduccioacuten ocurre de forma acoplada
El genoma bacteriano NO tiene secuencias repetitivas
Los genes por lo regular NO estaacuten interrumpidos
Tiene solo UN origen de replicacioacuten
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
En eucariontes los organelos mitocondria y
cloroplasto tienen su propio material geneacutetico
Teoriacutea endosimbioacutentica
Los cloroplastos y las mitocondrias provienen de bacterias
de vida libre que fueron ldquosecuestradasrdquo por ceacutelulas
eucarioacuteticas
Algunos genes de estos organelos han sido pasados al nuacutecleo por
lo cual requieren de la actividad transcripcional del nuacutecleo para
tener algunas proteiacutenas que requieren para funcionar
correctamente
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
DNA mitocondrial
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
El DNA mitocondrial no tiene regiones intergeacutenicas
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Complejidad del genoma eucarionte
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
PROCARIONTE
EUCARIONTE
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Tipos de Cromatina
Eucromatina
Heterocromatina
La Eucromatina es transcripcionalmente activa
La Heterocromatina es electrodensa y es
transcripcionalmente inactiva
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Constitutiva NO se expresa Incluye
secuencias cortas repetidas (DNA sateacutelite)
Papel estructural en el cromosoma
centroacutemeros y teloacutemeros
Facultativa Puede ocupar cromosomas
enteros inactivos en un tipo celular y
expresados en otro P ej Compensacioacuten de
dosis del cromosoma X
Heterocromatina
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Unidad baacutesica del DNA eucarionte
La estructura que forma la fibra de 10 nm es el
nucleosoma
DNA enrollado en histonas 147 pb
El nucleosoma incluye al DNA enrollado a histonas + DNA unidor 200 pb
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Estructura del nucleosoma
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
bull El DNA que rodea a la meacutedula de histonas (147
pb) + DNA unidor en total 200pb
bull El nuacutecleo es de 8 histonas 2 H2A 2 H2B 2 H3 y
2 H4
bull Una histona H1 se encuentra uniendo entre si los
nucleosomas
bull Las histonas son proteiacutenas baacutesicas (ricas en Lys
y Arg que se unen al DNA)
bull Empaquetamiento de 6 X por nucleosoma
Composicioacuten de los nucleosomas
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
CONTENIDO DE LYS Y ARG DE
LAS HISTONAS
HISTONA LYS ARG
H1 248 26
H2A 109 93
H2B 160 64
H3 96 133
H4 108 137
Esquema de una seccioacuten
de la cromatina
INTERACCIONES ENTRE LAS HISTONAS Y EL DNA EN LOS EUCARIOTES
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
El octaacutemero de histonas se asocia por interacciones
hidrofoacutebicas
Un nucleosoma consiste en 147 pb
de DNA enrrollados en el octaacutemero
de histonas
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
El DNA se encuentra ldquoempacadordquo en los cromosomas eucariontes
El DNA extendido de
una ceacutelula de
mamiacutefero mediriacutea
aproximadamente 1
mt delongitud
Segmento de doble heacutelice
DNA + Histonas =
Nucleosomas
Empaquetamiento de
nucleosomas Cromatina de
30 nm
Seccioacuten de cromosoma en
forma extendida
Seccioacuten de cromosoma en
forma condensada
Cromosoma en
metafase
Octaacutemero de
Histonas
H2A H2B H3H4
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Grado de compactacioacuten del DNA
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Heterocromatina Segmentos del cromosoma que se
tintildeen fuertemente y permanecen visibles
praacutecticamente durante todo el ciclo celular Hay pocos
genes en estas regiones y por lo tanto baja actividad
transcripcional Regiones supercondensadas
Secuencias repetitivas de DNA regiones no
transcribibles en el genoma
Eucromatina Segmentos del cromosoma que no son
visibles durante la telofase e interfase soacutelo en
metafase Regiones que se condensan y se
descondensan
Corresponde a regiones menos compactas y en las
que hay una mayor densidad geacutenica Hay mayor
actividad transcripcional
Heterocromatina y Eucromatina
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
iquestQueacute se necesita para
tener un cromosoma
estable
bull centroacutemero
bull teloacutemeros
bull varios origenes de replicacioacuten
Secuencias uacutenicas (genes)
Repetidas dispersas y
muacuteltiples oriacutegenes de
replicacioacuten
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Importancia del centroacutemero
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Centroacutemeros
Son regiones repetitivas de DNA (150-171 pb)n
Constituyen el sitio de unioacuten de las fibras del
huso mitoacutetico
Componen del 1 al 3 de la secuencia de
un genoma
Su posicioacuten variacutea en los distintos cromosomas
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Secuencia centromerica en S cerevisiae
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Teloacutemeros
Se encuentran en los extremos de los
cromosomas
Se requieren para la replicacioacuten y
estabilidad de los cromosomas
Son secuencias repetidas de DNA en
humanos -TTAGGG- que se repite entre
250 a 1500 veces
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Caracteriacutesticas del teloacutemero
Hay hexanucleoacutetidos repetidos entre 1000 y 1700 veces en los
extremos 3rsquo del DNA de cada cromosoma
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
Organismo Especie diploide
Humano Homos sapiens 46
Gato Felis catus 38
Bovino Bos taurus 60
Perro Canis familiaris 78
Caballo Eqqus caballus 64
Mosca fruta Drosophila melanogaster 8
Chiacutecharo Pisum sativum 14
Arroz Oryza sativa 24
Frijol Phaseolus vulgaris 22
Maiacutez Zea mays 20
El nuacutemero de cromosomas de cada especie es
caracteriacutestico de eacutesta
