República Bolivariana De Venezuela

Ministerio Del Poder Popular para la Educación Universitaria

Medicina Integral Comunitaria

Biscucuy Edo. Portuguesa

NÚCLEO CELULAR

Integrantes:Colimar aponte

Maryeri Acarigua

Yoelvis azuaje

Jose albarran

Lisbeth barazarte

Jennifer bastidas

Sorelys berrios

Alexis colina

Doctora: Lisstt deroux

Febrero; 2017

NÚCLEO CELULAR

Es un orgánulo membranoso que se encuentra en las células

eucariotas.

Es un orgánulo típico de células eucarióticas, en las células

procarióticas se denomina nucleoide a la región citoplasmática en la que

se encuentra el ADN dispuesto en una sola molécula circular.

Forma: generalmente esférica, puede ser lenticular o elipsoide, en

algunos casos lobulado.

Tamaño: generalmente entre 5-25 µm, visible con microscopio

óptico. En hongos hay núcleos de 0.5 µm, visibles solamente con

microscopio electrónico. En las ovocélulas de Cycas y coníferas alcanza

más de 500 µm: 0.6 mm, es decir que resulta visible a simple vista.

Posición: es característica para cada tipo celular, en células

embrionales ocupa el centro, en células adultas generalmente está

desplazado hacia un costado porque el centro está ocupado por una o

más vacuolas.

Número: la mayoría de las células de plantas superiores son

uninucleadas, aunque ciertas células especializadas pueden ser

multinucleadas: cenocitos, durante un período de su existencia o toda la

vida (fibras liberianas, tubos laticíferos, endosperma).

Constancia: normalmente todas las células vivas tienen núcleo,

aunque hay excepciones. Los tubos cribosos del floema carecen de

núcleo a la madurez, sin embargo reciben la influencia del núcleo de las

células acompañantes.

Contiene la mayor parte del material genético celular, organizado

en múltiples moléculas lineales de ADN de gran longitud formando

complejos con una gran variedad de proteínas como las histonas para

formar los cromosomas. El conjunto de genes de esos cromosomas se

denomina genoma nuclear. La función del núcleo es mantener la

integridad de esos genes y controlar las actividades celulares regulando la

expresión génica. Por ello se dice que el núcleo es el centro de control de

la célula. .

Función

La principal función del núcleo celular es controlar la expresión

genética y mediar en la replicación del ADN durante el ciclo celular. El

núcleo proporciona un emplazamiento para la transcripción en el

citoplasma, permitiendo niveles de regulación que no están disponibles en

procariotas. Tiene tres funciones primarias, todas ellas relacionadas con

su contenido de ADN. Ellas son:

Almacenar la información genética en el ADN.

Recuperar la información almacenada en el ADN en la forma de

ARN.

Ejecutar, dirigir y regular las actividades citoplasmáticas, a través

del producto de la expresión de los genes: las proteínas.

También se localizan, los procesos a través de lo cuales se llevan a cabo

dichas funciones. Estos procesos son:

La duplicación del ADN y su ensamblado con proteínas (histonas)

para formar la cromatina.

La transcripción de los genes a ARN y el procesamiento de éstos a

sus formas maduras, muchas de las cuales son transportadas al

citoplasma para su traducción.

La regulación de la expresión genética.

Estructura

El núcleo está rodeado por la envoltura nuclear, una doble membrana

interrumpida por numerosos poros nucleares. Los poros actúan como una

compuerta selectiva a través de la cual ciertas proteínas ingresan desde

el citoplasma, como también permiten la salida de los distintos ARN y sus

proteínas asociadas.

La envoltura nuclear es sostenida desde el exterior por una red de

filamentos intermedios dependientes del citoesqueleto, mientras que la

lámina nuclear, la cual se localiza adyacente a la superficie interna de la

envoltura nuclear, provee soporte interno.

El núcleo también tiene un nucleoplasma, en el cual están disueltos

sus solutos y un esqueleto filamentoso, la matriz nuclear la cual provee

soporte a los cromosomas y a los grandes complejos proteicos que

intervienen en la replicación y transcripción del ADN.

Los cromosomas aparecen ocupando lugares específicos. Los genes

que codifican productos relacionados, aunque estén localizados en

diferentes cromosomas, pueden estar ubicados próximos en el núcleo

interfásico. Por ejemplo, los cromosomas humanos 13, 14, 15, 21 y 22

poseen un gran número de genes que codifican para ARNr. Dichos

cromosomas están agrupados de tal forma que los genes de los ARNr

están todos juntos y confinados en el nucléolo, el lugar donde se

sintetizan, procesan y ensamblan los ARNr.

ENVOLTURA NUCLEAR

Representa una compleja organización en la frontera entre el

núcleo y el citoplasma de una célula eucariótica. Con el microscopio

óptico, la envoltura nuclear se observa solo como un "límite" entre el

citoplasma y el núcleo, pero con el microscopio electrónico se aprecia

que, en realidad, es una doble membrana con un espacio

intermembranoso.

La membrana nuclear externa tiene una anchura de 7 a 8

macrómetros, y al microscopio electrónico muestra una ultraestructura

trilaminar. Sobre su cara externa o citoplásmica presenta ribosomas

adosados. Esta membrana suele estar unida a la del retículo

endoplásmico, sea liso o rugoso.

El espacio perinuclear o intermembranoso comprendido entre las dos

membranas tiene una anchura de 10 a 20 macrómetros, aunque en

algunos lugares puede presentar dilataciones de hasta 70

macrómetros.

Se encuentra en continuidad con el espacio reticular.

La membrana nuclear interna presenta, asociado a ella y en la cara

nucleoplásmica, un material electrodenso de naturaleza fibrilar

denominado lámina fibrosa o corteza nuclear. Se trata de tres

polipéptidos o láminas dispuestos en tres capas y con características

semejantes a las de los filamentos intermedios del citoesqueleto.

Poros Nucleares

En todos los núcleos, las dos membranas que forman la envoltura

nuclear se fusionan en algunos lugares, dando origen a unas

perforaciones circulares denominadas poros nucleares que, para cada

tipo de célula, presentan el mismo diámetro. Se trata de estructuras

dinámicas, capaces de formarse y desaparecer dependiendo del estado

funcional de la propia célula.

Son canales acuosos que regulan los intercambios de moléculas entre

el núcleo y el citosol. Permiten la circulación libre de moléculas

hidrosolubles, y en el caso de macromoléculas como el ARN o las

proteínas, que no son hidrosolubles, regulan mecanismos de transporte

activo.

La cantidad de poros nucleares es muy variable. En los núcleos de

eritrocitos de aves es de 2-4 poros por macrómetro cuadrado, en la

membrana nuclear de un ovocito puede haber hasta 60 poros por

macrómetro cuadrado. En general, las células que tienen mayor actividad

transcripcional (hepatocitos, neuronas y fibras musculares) contienen un

elevado número de poros, mientras que las de menor actividad poseen

menos. Una célula de mamífero contiene, de media, unos 3000 poros

nucleares.

NUCLEOLO

Es una región o estructura (depende del punto de vista que se

emplee para su estudio) que se sitúa dentro del núcleo de las células de

eucariotas. Puedes leer más del núcleo eucariota en su artículo aquí

(próximamente). El núcleo es una estructura exclusiva de eucariotas que

separa el ADN y la maquinaria replicativa del citoplasma de la célula,

donde se llevan a cabo el resto de procesos metabólicos. Dentro del

núcleo, el ADN se condensa y se descondensa en cromatina y esta a su

vez en los cromosomas durante el ciclo celular. Durante la interfase (el

periodo comprendido entre dos eventos de división celular, ya sea mitosis

o meiosis) la cromatina se encuentra no condensada y el ADN accesible a

la ARN polimerasa que ha de llevar a cabo la transcripción.

Estructura

El nucléolo ha sido denominado como: estructura, orgánulo, región,

agrupamiento o compartimiento según los métodos de estudio utilizados.

Un estudio morfológico lo definiría como estructura o región; en tanto que

un estudio bioquímico diría que es un compartimiento o un agrupamiento

macromolecular.

La genética definiría al nucléolo como una entidad citogenética,11 que

determina un compartimiento subnuclear;12 éste delimita los dominios

moleculares funcionales necesarios para su actividad.

Cromosoma13 humano. Acrocéntrico, SAT. Se indica bandeo

cromosómico y distintos locus por sus denominaciones.

El nucléolo se organiza en torno a cromosomas específicos, que

contienen segmentos de DNA repetidos y son llamados regiones

organizadoras nucleolares (en inglés NORs).

Estos loci NORs, durante la interfase se encuentran desenrollados

y localizados en un dominio del nucléolo, y sobre ellos se produce de

forma ininterrumpida la transcripción de los genes que codifican para la

síntesis del ARNr.

Las NOR se localizan sólo en aquellos cromosomas que presentan

una constricción secundaria, ésta determina que el extremo adopte una

forma similar a la de un satélite. Por tanto se denominan cromosomas

SAT a aquellos donde se encuentran las NORs. El número de

cromosomas SAT varía dependiendo de la especie.

En el humano las NOR aparecen ocupando una posición

subterminal en los brazos cortos de 5 cromosomas acrocéntricos

(13,14,15,21 y 22), donde se localizan entre 30 y 40 repeticiones en

tándem de una unidad de transcripción de 13 kilobases y un espaciador

no transcrito de 27 kb, donde residen los elementos reguladores.

Durante la interfase, estas porciones del genoma se encuentran

desenrolladas y localizadas en un dominio del nucléolo y sobre ellas de

forma continua se produce la transcripción de los genes ribosomales.

Morfología

El nucléolo es la estructura más prominente dentro del núcleo.

Debido a la diferencia de densidad con la cromatina en la que está

inmerso, se observa fácilmente en las células estudiadas con microscopio

de luz.

Tanto el tamaño, como el número de los nucléolos son utilizados

como método diagnóstico del estado funcional normal o de patología de la

célula.

Forma

En general posee una forma aproximadamente esférica, pero varía

en diferentes tipos de células eucariotas. En las preparaciones

histológicas, luego de ser cortado, el nucléolo se observa como oval o

redondeado y aparenta tener límites netos, pero en realidad no existe una

membrana que separe el nucléolo del nucleoplasma en el que está

inmerso. En las células vivas estudiadas con el microscopio de contraste

de fases es posible observarlo con una forma más natural y cambiante.

Es fácilmente visible, debido a que su viscosidad y su refringencia

son mayores que las del resto del núcleo. Los nucléolos son alrededor de

dos veces más densos ópticamente que la cromatina que los circunda. 15

Localización

Los nucléolos suelen encontrarse en el centro del núcleo o ligeramente

desplazados hacia la periferia. En núcleos polilobulados se los encuentra

en un determinado lóbulo.

Se observa el núcleo de una célula en interfase y los cromosomas

en sus diferentes territorios cromosómicos. Sólo se han teñido los dos

cromosomas número2 en rojo y los dos cromosomas número9 en verde.

Todos los territorios cromosómicos están separados. Inmunotinción.

El nucléolo se encuentra en todas las células eucariotas con

excepción de los espermatozoides y de los núcleos de segmentación de

los anfibios.

Tamaño

El tamaño de un nucléolo puede ser muy variable entre especies

animales y vegetales, pero un promedio global suele oscilar entre 1

micrómetro (µm) y 2µm. El tamaño nucleolar usualmente refleja su

actividad metabólica habitual dentro la célula, que es la biogénesis del

ribosoma.

Nucléolos (flechas) de gran tamaño en Ovogonias arriba derecha y

progresivamente más pequeños en los Ovocitos abajo izquierda.

Caenorhabditis elegans. Microscopio D.I.C. Barra= 10µm.

El tamaño de los nucléolos de las células germinales, ovocitos, y

células intestinales en el gusano C. elegans es relativamente grande, con

diámetros que van de 3 a 7µm. Las células germinales en el brazo distal

(inicio) de las gónadas tienen los nucléolos más grandes de todos, que

ocupan el 80 a 90% del volumen del núcleo. Mientras que los nucléolos

de los ovocitos (en el final de la gónada) son indetectables. Los nucléolos

de las neuronas son los más pequeños de todos con menos que 1 µm de

diámetro. Los nucléolos son más grandes porque las células germinales y

las células intestinales muestran mayor actividad de producción de

ribosomas que las neuronas, ya que la función neuronal tiene menos

necesidad de traducción de proteínas.

Número

El número de nucléolos por núcleo celular es bastante variable,

dependiendo del tipo de célula estudiado. Incluso en un mismo tipo

celular, podemos encontrar importantes variaciones en cuanto a cantidad

de nucléolos. La mayoría de las células tienen uno o dos nucléolos.

Los ovocitos de muchas especies de anfibios, peces, moluscos,

insectos y gusanos, necesitan una activa síntesis proteica para acumular

sustancias de reserva. Una síntesis proteica activa sólo se logra con un

gran número de ribosomas y éstos se construyen con ARN ribosómico.

Los genes que codifican el ARN ribosómico se encuentran en las regiones

organizadoras nucleolares (NOR). EL ADN de las NOR, se replica

muchas veces y a este proceso se le llama amplificación génica. Estas

dobles hélices replicadas emigran hacia la periferia nuclear donde

formarán numerosos nucléolos.

Se pueden llegar a observar muchos nucléolos en los

ovocitos de Xenopus laevis, donde se han contado entre 500 y 2500

nucléolos.

A medida que el ovocito de la rana Pelophylax perezi madura, en

su núcleo (clásicamente denominado vesícula germinal) se produce un

fenómeno denominado amplificación génica, en el cual se transcriben

masivamente los cistrones ribosomales, por lo que se pueden observar

gran cantidad de nucléolos extracromosómicos dispersos por el núcleo.

El nucléolo está rodeado por una capa de cromatina condensada.

El nucléolo es la región heterocromática más destacada del núcleo. Los

nucléolos están formados por proteínas y ADN ribosomal (ADNr). El ADNr

Es un componente fundamental ya que es utilizado como molde

para la transcripción del ARN ribosómico(ARNr), que será incorporado a

nuevos ribosomas. La mayor parte de las células tanto animales como

vegetales, tienen uno o más nucléolos, aunque existen ciertos tipos

celulares que no los tienen. En el nucléolo además tiene lugar la

producción y maduración de los ribosomas, y una parte de los pre-

ribosomas se encuentran dentro de él. Se cree que el nucléolo tiene otras

funciones en la biogénesis de los ribosomas.

El nucléolo desaparece durante la división celular. Tras la

separación de las células hijas mediante citocinesis, los fragmentos del

nucléolo se fusionan de nuevo alrededor de las regiones organizadoras

nucleolares de los cromosomas. Puede observarse que en la anafase las

células carecen de nucléolos. En la telofase aparecen de nuevo y en la

interfase es cuando ya son visibles.

En el nucléolo se distinguen dos partes: la zona central de tipo

fibrilar, constituida por filamentos de cromatina y que se corresponde con

el organizador nucleolar; la zona externa o granulosa, constituida por

gránulos de ribonucleoproteínas que son parecidas a los ribosomas.

Dentro del componente fibrilar del nucléolo de las plantas, se describe el

nucleolonema. El Nucleolonema, aunque no siempre es un dominio

nucleolar distinguido inequívocamente, ha sido frecuentemente descrito

como un elemento morfológico bien fundamentado, especialmente en los

nucléolos de plantas. También se pueden observar una o más zonas

formadas por pequeños gránulos densos. Estas zonas no presentan

conductos y constituyen una zona amorfa.

En la célula existen unas estructuras nucleares permanentes en los

eucariotas verdaderos que son los cariosomas o cuerpos centrales. En la

metafase se dividen en dos. Se sospecha que puedan ser nucléolos

permanentes encontrándose en algas, protozoos y ciertos hongos.

Función

La función principal del nucléolo es la biosíntesis de ribosomas

desde sus componentes de ADN para formar ARN ribosómico (ARNr).

Está relacionado con la síntesis de proteínas y en células con una síntesis

proteica intensa hay muchos nucléolos. Se ha comprobado que si se

destruye o se extrae el nucléolo, al cabo de un cierto tiempo empiezan a

escasear los ribosomas en el citoplasma.

Ciclo del nucléolo

El nucléolo no se ve a lo largo de todo el ciclo celular. Al igual que los

cromosomas, sufre una serie de cambios según se encuentre en interfase

o en división. En interfase no sufre cambios morfológicos significativos (se

puede dar un aumento o una fusión de varios). Sin embargo en división se

dan cambios que determinan el ciclo del nucléolo. En este ciclo hay tres

etapas:

1. Desorganización profásica: el nucléolo disminuye de tamaño y se

hace bastante irregular. Aparecen pequeñas masas de material

nucleolar que se disponen entre los cromosomas profásicos que se

están condensando.

2. Transporte metafásico y anafásico: el nucléolo pierde su

individualidad y sus componentes se incorporan a los cromosomas

metafásicos.

3. Organización telofásica: en la primera mitad de la telofase, los

cromosomas se descondensan y aparecen los cuerpos laminares y

cuerpos prenucleolares (de mayor tamaño y resultado de la fusión de

los primeros). Estos cuerpos son estructuras esféricas con

características citoquímicas y estructurales del núcleo interfase. Los

cuerpos prenucleolares aumentan de tamaño y empiezan a formar un

nucléolo alrededor de la región de los organizadores nucleolares. La

cantidad de nucléolos depende del número de organizadores

nucleolares.

EL NUCLEOPLASMA O JUGO NUCLEAR O CARIOPLASMA

Es el medio interno semilíquido del núcleo celular, en el que se

encuentran sumergidas las fibras de ADN o cromatina y fibras de ARN

conocidas como nucléolos.

Aspecto

Homogéneo, viscoso y con poca afinidad por los colorantes

histológicos. Su fracción menos viscosa y transparente es conocida como

núcleo hialoplasma.

El apretado empaquetamiento de los núcleos de las células de

mamífero, dificulta la visualización del nucleoplasma.

En insectos los cromosomas gigantes, se encuentran separados

por vastas regiones de nucleoplasma, y este hecho permite estudiar la

movilidad de partículas mRNP sin interferencia de la cromatina.1

Muchas sustancias se disuelven en el nucleoplasma por ejemplo:

nucleótidos (necesarios para la replicación del ADN) y enzimas (que

dirigen las actividades que ocurren en el núcleo).

Estructura

El nucleoplasma es uno de los tipos de protoplasma de la célula,

está envuelto y separado del citoplasma, por la membrana nuclear o

envoltura nuclear (EN).

Es un líquido viscoso, que consiste en una emulsión coloidal muy

fina que rodea y separa a la cromatina y al nucléolo.

Ocupa todos los espacios del compartimiento intercromatínico,2 que

está en continuidad con los poros nucleares (NPC).

Se integra con gránulos de intercromatina y pericromatina, ribo-

nucleoproteína y la matriz nuclear.3

Composición

El principal componente del nucleoplasma es agua (80%), que es

la fase líquida o solvente. En ella están dispersos los solutos compatibles

de la Disolución acuosa.

Contiene proteínas, sobre todo enzimas relacionados con el

metabolismo de los ácidos nucleicos. También existen proteínas ácidas

que no están unidas a ADN ni a ARN y que se denominan proteínas

residuales.

Además hay cofactores, moléculas precursoras y productos

intermedios de la glucólisis. Así como otras moléculas pequeñas

hidrosolubles implicadas en la señalización celular.

Numerosas hormonas llegan hasta el interior del núcleo. Estas

hormonas esteroideas como el cortisol, la aldosterona, el estrógeno, la

progesterona y la testosterona, se desplazan a través del nucleoplasma

unidas a receptores nucleares específicos. Algo similar sucede con la

hormona tiroidea.

Los lípidos suspendidos en el interior del núcleo, están asociados a

la cromatina y a la matriz nuclear. Los fosfolípidos son el principal pool

lipídico endonuclear. Los ácidos grasos y los acil-CoenzimaA, intervienen,

directa o indirectamente, en la regulación de la expresión genética.4

La mayoría de las proteínas, las subunidades del ribosoma y

algunos ARNs son trasladados a través del nucleoplasma por factores de

transporte. Entre estos se encuentran las importinas, que intervienen en el

transporte en dirección al núcleo, y las que realizan el transporte en

sentido contrario, que se conocen como exportinas.

Se encuentran también sales disueltas de muchos iones como

calcio, potasio, magnesio, sodio, hierro, fosfatos.

Función

El nucleoplasma es el medio acuoso que permite las reacciones

químicas propias del metabolismo del núcleo. Estas reacciones son a este

nivel subcelular, por movimientos al azar de las moléculas.

La viscosidad del nucleoplasma como solución en movimiento, es

menor que la del citoplasma, para facilitar la actividad enzimática y el

transporte de precursores y productos finales.

Permite el movimiento browniano con choques al azar de las

moléculas suspendidas en su seno. Este movimiento de difusión simple,

no es uniforme para todas las partículas, algunas retardan mucho su

desplazamiento.

El hacinamiento o Crowding macromolecular retrasa el movimiento

de difusión calculado,5 facilitando las uniones entre moléculas por

reducción del volumen total del compartimiento.6

La matriz nuclear como red extensa e intrincada de fibras no

cromatínicas, también retrasa en muchos casos la velocidad de partículas

macromoleculares.

CROMATINA

Es la sustancia fundamental del núcleo celular. Su constitución

química es simplemente filamentos de ADN en distintos grados de

condensación. Estos filamentos forman ovillos. Existen tantos filamentos

como cromosomas presente la célula en el momento de la división celular.

La cromatina se forma cuando los cromosomas se descondensan tras la

división celular o mitosis. Existen diversos tipos de cromatina según el

grado de condensación del ADN. Este ADN se enrolla alrededor de unas

proteínas específicas, las histonas, formando los nucleosomas (ocho

proteínas histónicas + una fibra de ADN de 200 pares de bases). Cada

nucleosoma se asocia a un tipo distinto de histona la H1 y se forma la

cromatina condensada.

Función

Proporcionar la información genética necesaria para que los

orgánulos celulares puedan realizar la transcripción y síntesis de

proteínas; también conservan y transmiten la información genética

contenida en el ADN, duplicando el ADN en la reproducción celular.

Tipos

La cromatina se puede encontrar en dos formas:

Heterocromatina, es una forma inactiva condensada localizada sobre

todo en la periferia del núcleo, que se tiñe fuertemente con las

coloraciones. En 1928, Emil Heitz, basándose en observaciones

histológicas, definió la heterocromatina (HC) como los segmentos

cromosómicos que aparecían muy condensados y oscuros en el

núcleo en interfase. De hecho, la cromatina está formada de una

maraña de fibras cuyo diámetro no solo varía durante el ciclo celular

sino que también depende de la región del cromosoma observada.

La eucromatina es una forma de la cromatina ligeramente compactada

con una gran concentración de genes, forma activa, está formada por

una fibra de un diámetro que corresponde al del nucleosoma, que es

un segmento de ADN bicatenario enrollado alrededor de homodímeros

de las histonas H2A, H2B, H3, y H4. En la eucromatina inactiva, esta

fibra se enrolla sobre sí misma gracias a las histonas H1 para formar

el solenoide.

la constitutiva, idéntica para todas las células del organismo y que

carece de información genética, incluye a los telómeros y centrómeros

del cromosoma que no expresan su ADN. La heterocromatina

constitutiva contiene un tipo particular de ADN denominado ADN

satélite, formado por gran número de secuencias cortas repetidas en

tándem. Los tipos principales de este ADN son el ADN satélite alfa, y

los ADN satélite I, II y III. Estas secuencias de ADN satélite son

capaces de plegarse sobre sí mismas y pueden tener un papel

importante en la formación de la estructura altamente compacta de la

heterocromatina constitutiva.

la facultativa, diferente en los distintos tipos celulares, contiene

información sobre todos aquellos genes que no se expresan o que

pueden expresarse en algún momento. Incluye al ADN satélite y al

corpúsculo de Barr. La heterocromatina facultativa se caracteriza por

la presencia de secuencias repetidas tipo LINE.

Se ha visto que en la formación de heterocromatina frecuentemente

participa el fenómeno de ARN interferente. Por ejemplo, en

Schizosaccharomyces pombe, la heterocromatina se forma en el

centrómero, telómeros y en el loci mating-type.3 La formación de la

heterocromatina en el centrómero depende del mecanismo de ARN

interferente (ARNi). ARN doble cadena complementarios son

producidos de secuencias repetidas localizadas en el centrómero, que

inducen ARNi y seguidamente metilación de la lisina 9 histona 3 y

enlazamiento de Swi6 (proteína estructural de la heterocromatina, la

cual es homóloga a HP1 en mamíferos).

Propiedades

A pesar de las diferencias descritas anteriormente, la heterocromatina

constitutiva y la heterocromatina facultativa tienen propiedades muy

similares.

1. La heterocromatina está condensada. Este es, de hecho, lo que define

la heterocromatina, y por ello es aplicable tanto a la heterocromatina

constitutiva como a la facultativa. Esta elevada condensación la hace

fuertemente cromofílica e inaccesible a la DNAsa I y, en general, a otras

enzimas de restricción.

2. El ADN de la heterocromatina se replica más tarde.

La incorporación de varios análogos de nucleótidos muestra que el ADN

de ambos tipos de heterocromatina se replica tarde. Esto es el resultado,

por un lado, de su elevado grado de condensación, que evita que la

maquinaria replicativa acceda fácilmente al ADN y, por otro lado, de su

localización en un dominio nuclear periférico pobre en elementos activos.

3. El ADN de la heterocromatina se encuentra metilado.

El ADN de la heterocromatina constitutiva se encuentra altamente

metilado en las citosinas. Por ello, un anticuerpo anti-5-metil

citosina marca fuertemente todas las regiones de este tipo de

heterocromatina.

Por lo que se refiere a la heterocromatina facultativa, la metilación

de su ADN es menor, aunque los análisis mediante enzimas de

restricción sensibles a metilación revelan una importante metilación

de los islotes CpG, específicamente localizados en las regiones

que controlan la expresión de los genes.

4. En la heterocromatina las histonas se encuentran hipoacetiladas. Las

histonas puede sufrir una serie de modificaciones post-traduccionales en

sus extremos N-terminales que pueden afectar a la propia actividad

genética de la cromatina.

La hipoacetilación de las colas N-terminales de las histonas,

principalmente en las lisinas, están asociadas con la cromatina

inactiva. Por el contrario, las histonas hiperacetiladas son

características de la cromatina activa.

La acetilación/desacetilación de histonas es un mecanismos

absolutamente esencial para el control de la expresión génica.

Existen numerosos factores de transcripción que presentan una

actividad acetiltransferasa de histonas (HAT, Histone Acetyl

Transferase) o desacetilasa de histonas (HDAc o Histone De-

Acetylase).

Rol de la cromatina en la expresión genética

La cromatina es una estructura dinámica que adapta su estado de

compactación y empaquetamiento para optimizar los procesos de

replicación, transcripción y reparación del ADN, juega un rol regulatorio

fundamental en la expresión génica. Los distintos estados de

compactación pueden asociarse (aunque no unívocamente) al grado de

transcripción que exhiben los genes que se encuentran en esas zonas. La

cromatina es, en principio, fuertemente represiva para la transcripción, ya

que la asociación del ADN con las distintas proteínas dificulta la procesión

de las distintas ARN polimerasas. Por lo tanto, existe una variada

cantidad de máquinas remodeladoras de la cromatina y modificadoras de

histonas.

TIPOS DE NUCLEO

Los núcleos monolíticos facilitan abstracciones del hardware

subyacente realmente potentes y variadas.

Los micronúcleos (en inglés microkernel) proporcionan un pequeño

conjunto de abstracciones simples del hardware, y usan las

aplicaciones llamadas servidores para ofrecer mayor funcionalidad.

Los núcleos híbridos (micronúcleos modificados) son muy parecidos a

los micronúcleos puros, excepto porque incluyen código adicional en el

espacio de núcleo para que se ejecute más rápidamente.

Los exonúcleos no facilitan ninguna abstracción, pero permiten el uso

de bibliotecas que proporcionan mayor funcionalidad gracias al acceso

directo o casi directo al hardware.

CROMOSOMAS

Los cromosomas son estructuras en forma de bastoncillo/cordel

que se encuentran en de la célula.

Los cromosomas contienen genes formados por DNA. Así pues,

nuestra información hereditaria se encuentra localizada en los

cromosomas. Las células humanas normales (embriones, fetos, niños o

adultos) contienen 46 cromosomas o 23 pares de cromosomas.

Recibimos 23 cromosomas de cada progenitor a través de sus células

germinales (espermatozoides u ovocitos).

Los primeros 22 pares de cromosomas son los mismos en las

mujeres y los hombres y están ordenados de mayor a menor del 1 al 22.

La pareja 23 determina el sexo. Las mujeres tienen dos cromosomas X,

mientras que los hombres tienen un X y un Y. De esta manera, las

mujeres sólo pueden dar a la descendencia un cromosoma X en el

ovocito. Los hombres pueden dar a través del espermatozoide el

cromosoma X o bien el cromosoma Y, determinando pues el sexo de su

descendencia.

FUNCIÓN

Consiste en facilitar el reparto de la información genética contenida

en el ADN de la célula madre a las hijas.

CARIOTIPOS

Específicamente idiograma, es el patrón cromosómico de una

especie expresado a través de un código, establecido por convenio, que

describe las características de sus cromosomas. Debido a que en el

ámbito de la clínica suelen ir ligados, el concepto de cariotipo se usa con

frecuencia para referirse a un cariograma, el cual es un esquema, foto o

dibujo de los cromosomas de una célula metafásica ordenados de

acuerdo a su morfología (metacéntricos, submetacéntricos, telocéntricos,

subtelocéntricos y acrocéntricos) y tamaño, que están caracterizados y

representan a todos los individuos de una especie.

El cariotipo es característico de cada especie, al igual que el

número de cromosomas; el ser humano tiene 46 cromosomas (23 pares

porque somos diploides o 2n) en el núcleo de cada célula,1 organizados

en 22 pares autosómicos y 1 par sexual (hombre XY y mujer XX). Cada

brazo ha sido dividido en zonas y cada zona, a su vez, en bandas e

incluso las bandas en sub-bandas, gracias a las técnicas de marcado. No

obstante puede darse el caso, en humanos, de que existan otros patrones

en los cariotipos, a lo cual se le conoce como aberración cromosómica.

Los cromosomas se clasifican en 7 grupos, de la A a la G,

atendiendo a su longitud relativa y a la posición del centrómero, que

define su morfología. De esta manera, el cariotipo humano queda formado

así:

Grupo A: Se encuentran los pares cromosómicos 1, 2 y 3. Se

caracterizan por ser cromosomas muy grandes, casi metacéntricos. En

concreto, 1 y 3 metacéntricos; 2 submetacéntrico.

Grupo B: Se encuentran los pares cromosómicos 4 y 5. Se trata de

cromosomas grandes y submetacéntricos (con dos brazos muy

diferentes en tamaño).

Grupo C: Se encuentran los pares cromosómicos 6, 7, 8, 9, 10, 11,

12, X. Son cromosomas medianos submetacéntricos.

Grupo D: Se encuentran los pares cromosómicos 13, 14 y 15. Se

caracterizan por ser cromosomas medianos acrocéntricos con

satélites.

Grupo E: Se encuentran los pares cromosómicos 16, 17 y 18. Son

cromosomas pequeños, metacéntrico el 16 y submetacéntricos 17 y

18.

Grupo F: Se encuentran los pares cromosómicos 19 y 20. Se trata de

cromosomas pequeños y metacéntricos.

Grupo G: Se encuentran los pares cromosómicos 21, 22. Se

caracterizan por ser cromosomas pequeños y acrocéntricos (21 y 22

con satélites).

Mediante el cariotipado se pueden analizar anomalías numéricas y

estructurales, cosa que sería muy difícil de observar mediante genética

mendeliana.

Requisitos para el estudio del cariotipo

Ante todo, deben guardarse las máximas condiciones de esterilidad.

Además, debe cumplirse lo siguiente:

Las células deben encontrarse en división. Para ello, se hará la

incubación de la muestra en presencia de productos inductores de la

mitosis (mitógenos), como es el caso de fitohemoaglutinina.

Las células deben pararse en prometafase, empleando colchicina, la

cual interfiere en la polimerización de los microtúbulos del huso

mitótico.

Con el objetivo de conseguir una buena separación cromosómica, las

células deben someterse a choque osmótico. Para ello, se emplea un

medio hipotónico (0,075M KCl), que ocasiona el aumento de volumen

de las células.

Las células tienen que ser fijadas.

Hay que proceder a la tinción de los cromosomas para que sean

identificables.

Tinción

El estudio de los cariotipos es posible debido a la tinción. Usualmente

un colorante adecuado es aplicado después de que las [células] hayan

sido detenidas durante la división celular mediante una solución de

colchicina. Para humanos los glóbulos blancos son los usados más

frecuentemente porque son fácilmente inducidos a crecer y dividirse en

cultivo de tejidos.

Algunas veces las observaciones pueden ser realizadas cuando las

células no se están dividiendo (interfase). El sexo de un neonato feto

puede ser determinado por observación de células en la interfase (ver

punción amniótica y corpúsculo de Barr).

Método de estudio del cariotipo

1. Toma de sangre periférica y separación de los glóbulos blancos

(linfocitos T)

2. Incubación en presencia de productos que inducen a la mitosis

(mitógenos), como la fitohemoaglutinina. Los mitógenos se

adicionan a las células para que éstas crezcan adecuadamente

hasta formar una monocapa. Después se recogen separándolas

del flask mediante un rascador.

3. Detención de la mitosis en la metafase (utilizando colchicina, que

interfiere en la polimerización de los microtúbulos del huso

mitótico).

Tanto el paso de adición de mitógenos como la adición de colchicina son

los pasos críticos para el estudio del cariotipo.

4. Paso por un medio hipotónico que hace que las células se hinchen

5. Depositar una gota de la preparación entre porta y cubre (sobre el

cual se hace presión para dispersar los cromosomas)

6. Fijar, teñir y fotografiar los núcleos estallados (10-15; 30 en

mosaicos). Se miran de 10 a 15 núcleos porque puede haber

muchos falsos positivos debido a que le hemos añadido mitógenos

(de manera que las células se dividen de forma rápida y

precipitada) y colchicina, los cuales pueden provocar mutaciones e

irregularidades en los cromosomas. Si los 10-15 núcleos no son

iguales puede ser debido a estas sustancias o a que nos

encontremos delante de un organismo mosaico (por lo que

deberíamos mirar más núcleos)

7. Actualmente existen aparatos de captación y programas de análisis

que elaboran el cariotipo automáticamente con los datos obtenidos.

Observaciones en cariotipo

Los cromosomas sufren grandes variaciones en su tamaño a lo

largo del ciclo celular, pasando de estar muy poco compactados

(interfase) a estar muy compactados (metafase).

Diferencia de posición del centrómero.

Las diferencias en el número básico de cromosomas puede ocurrir

debido a desplazamientos sucesivos que quitan todo el material

genético de un cromosoma, haciendo que este se pierda.

Diferencias de grado y distribución de regiones de heterocromatina.

La heterocromatina, es una forma inactiva de ADN condensada

localizada sobre todo en la periferia del núcleo que se tiñe

fuertemente con las coloraciones, tomando coloración más oscura

que la cromatina.

La variación de estos cromosomas es encontrada frecuentemente:

Entre sexos

Entre gametos y el resto del cuerpo.

Entre los miembros de una población.

Variación geográfica

        Es recomendable realizar un cariotipo de un individuo en los casos que a continuación se exponen:

Para confirmar síndromes congénitos.

cuando se observan algunas anomalías específicas o que pueden

estar relacionadas con  los heterocromosomas.

En situaciones de abortos repetidos, problemas de esterilidad...

        Mediante el estudio del cariotipo es posible detectar anomalías en el

número o en la forma de los cromosomas. La mayoría de estas

anomalías provocan deficiencias, y muchos individuos no llegan a nacer o

mueren en los primeros meses de vida. La determinación del cariotipo del

feto permite detectar, antes del nacimiento, algunas de estas deficiencias.

        Para determinar el cariotipo de un individuo, es necesario llevar a

cabo un cultivo de células y, cuando estas comienzan a dividirse, teñirlas

y hacer una preparación microscópica para fotografiar los cromosomas.

        En un feto, las células se pueden obtener por amniocentesis, es

decir, efectuando una punción en el vientre de la madre para obtener

líquido amniótico o bien por punción directa del cordón umbilical para

extraer sangre del feto. En un individuo adulto se utilizan los glóbulos

blancos de la sangre.

GENOMA

Es el conjunto de genes contenidos en los cromosomas,1 lo que

puede interpretarse como la totalidad de la información genética que

posee un organismo o una especie en particular. El genoma en los seres

eucariotas comprende el ADN contenido en el núcleo, organizado en

cromosomas, y el genoma de orgánulos celulares como las mitocondrias

y los plastos; en los seres procariotas comprende el ADN de su nucleoide.

El término fue acuñado en 1920 por Hans Winkler, profesor de Botánica

en la Universidad de Hamburgo, Alemania, como un acrónimo de las

palabras 'gene' y 'cromosoma'.

Los organismos diploides tienen dos copias del genoma en sus

células, debido a la presencia de pares de cromosomas homólogos. Los

organismos o células haploides solo contienen una copia. También

existen organismos poliploides, con grupos de cromosomas homólogos.

La secuenciación del genoma de una especie no analiza la

diversidad genética o el polimorfismo de los genes. Para estudiar las

variaciones de un gen se requiere la comparación entre individuos

mediante el genotipado.

Cantidad de información

El genoma de los seres vivos contiene una cantidad enorme de

información. En el caso del ratón doméstico, una de las primeras especies

en ser descifradas completamente, la información contenida equivale a

2,8 GB. Se ha calculado que esta secuencia requeriría el equivalente a

11 veces los 32 tomos de la 15.ª edición de la Encyclopædia Britannica

para escribirla completamente. Se ha estimado que la cantidad de

información contenida en una molécula de ADN está en el orden de los 20

mil millones de bits, de lo cual se deduce que la cantidad de información

contenida en un cromosoma es equivalente a unos 4000 volúmenes

(libros) escritos en lenguaje cotidiano.

Complejidad del genoma

Tamaño de algunos tipos de genomas

Organismo Tamaño Genoma(pares de bases)

Fago λ 5×104

Escherichia coli 4×106

Levadura 2×107

Caenorhabditis elegans 8×107

Drosophila melanogaster 2×108

Humano 3×109

Nota: El ADN de una simple célula tiene una longitud aproximada de 1,8A.

Las investigaciones llevadas a cabo hasta ahora sugieren que la

complejidad del genoma humano no radica ya en el número de genes,

sino en cómo parte de estos genes se usan para construir diferentes

productos en un proceso que es llamado empalme alternativo (alternative

splicing).

Campos de aplicación de la investigación genómica

En medicina, se utilizan las pruebas genéticas para el diagnóstico de

enfermedades, la confirmación diagnostica, la información del

pronóstico así como del curso de la enfermedad, para confirmar la

presencia de enfermedad en pacientes asintomáticos y, con variados

grados de certeza, para predecir el riesgo de enfermedades futuras en

personas sanas y en su descendencia. La información sobre el

genoma también se puede usar para el estudio de susceptibilidad a las

enfermedades.

Existe la posibilidad de desarrollo de técnicas o para tratar

enfermedades hereditarias. El procedimiento implica reemplazar,

manipular o suplementar los genes no funcionales con genes funcionales.

En esencia, la terapia génica es la introducción de genes en el ADN de

una persona para tratar enfermedades. La posible creación de fármacos a

medida del enfermo terapia génica y farmacogenómica.

Genómica microbiana, con aplicaciones en el desarrollo de

fármacos, entre otras.

Bioarqueología, antropología, evolución y estudio de migraciones

humanas, paleogenética principalmente a partir del ADN fósil

Identificación por ADN.

Agricultura y bioprocesamiento

Los análisis genómicos también han permitido estudiar las bases

poligénicas de los cambios fenotípicos que se llevan a cabo en las

especies, sobre todo en aquellas especies que han sido objeto de

domesticación como es el caso del conejo.