Electiva II Genetica Humana Telomero:

Son regiones de ADN no codificante, altamente repetitivas, cuya función principal es la estabilidad estructural de los cromosomas en las células eucariotas, la división celular y el tiempo de vida de las estirpes celulares.  El telómero es una región de ADN no codificante que se encuentra en los extremos de los cromosomas lineales. La longitud del telómero varía según la especie y el cromosoma. En la especie humana el ADN telomérico (ADNt) está formado por la repetición en tándem de la secuencia telomérica “TTAGGG/AATCCC” que se encuentra repetida unas 2000 veces.

Estructuralmente, el ADN de los telómeros tiene una región de doble hebra y una zona, en el extremo 3´, que carece de hebra complementaria. Las dos hebras del telómero son asimétricas en cuanto a composición y tamaño. La hebra del extremo 3´ es rica en G y la hebra del extremo 5´ es rica en C. 

Los telómeros se relacionan con las siguientes funciones celulares:

Mantenimiento de la estabilidad cromosómica formando estructuras que evitan la fusión de cromosomas o la actuación de mecanismos degradativos, evitando así la muerte celular y la pérdida de genes importantes para la vida de la célula.

La mitosis. La longitud de los telómeros es uno de los parámetros que determinan el número de divisiones de una célula y por tanto la duración de su vida.La meiosis ya que facilitan el reconocimiento de cromosomas homólogos

La activación o desactivación de la telomerasa influye en el desarrollo y el envejecimiento de los tejidos de un organismo

la telomerasa juega un importante papel en alteraciones fisiológicas como el desarrollo de carcinogénesis o la infección por el VIH.Al ADN telomérico se asocian de forma específica un conjunto de proteínas, además de las histonas, cuyas funciones aún no se conocen con exactitud. Algunas de estas proteínas conectan el estado del telómero con la regulación de rutas metabólicas. 

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Centromero:

Es la zona por la que el cromosoma interacciona con las fibras del huso acromático desde profase hasta anafase, tanto en mitosis como en meiosis, y es responsable de realizar y regular los movimientos cromosómicos que tienen lugar durante estas fases. Además, el centrómero contribuye a la nucleación de la cohesión de las cromátidas hermanas. En la estructura del centrómero intervienen tanto el ADN centromérico como proteínas centroméricas. El centrómero a pesar de no contener ningún gen cumple una función indispensable para la vida. En el centrómero se unen las proteínas de anclaje que alinearán los cromosomas y posteriormente los conducirán a los polos durante la división celular. El componente de ADN del centrómero se une al cinetocoro, que serán las proteínas encargadas de reclutar a reclutar los microtubulos de tubulina

Posiciones del centromero Cada cromosoma posee dos brazos, uno largo (llamado q) y otro corto (llamado p) separados por el centrómero, los cuales se conectan de forma metacéntrica, submetacéntrica, acrocéntrica, holocéntrica o telocéntrica.

Metacéntrico

Un cromosoma metacéntrico es un cromosoma cuyo centrómero se encuentra en la mitad del cromosoma, dando lugar a brazos de igual longitud.

Cuatro pares de los cromosomas humanos poseen una estructura metacéntrica, el 1, el 3, el 19 y el 20.

Submetacéntrico

Un cromosoma submetacéntrico es un cromosoma en el cual el centrómero se ubica de tal manera que un brazo es ligeramente más corto que el otro.

La mayor parte de los cromosomas humanos son submetacéntricos excepto los cromosomas 1, 3, 19, 20 y el X que son metacéntricos y 13, 14, 15, 21 y 22 que son acrocéntricos. Además, el cromosoma Y a veces es considerado submetacéntrico aunque otros lo describen como acrocéntrico sin satélite

Acrocéntrico

Un cromosoma acrocéntrico es aquel cromosoma en el que el centrómero se encuentra más cercano a uno de los telómeros, dando como resultado un brazo muy corto (p) y el otro largo (q).

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Electiva II Genetica Humana De los 23 pares de cromosomas humanos el cromosoma 13, el 14, el 15, el 21 y el 22 son acrocéntricos y actúan como organizadores nucleolares.

Subtelocéntrico

El término telocéntrico es incorrecto y debe considerarse el término subtelocéntrico, el cual implica que el telómero se ubica al final así no sea visible y que el centrómero esta después invariablemente.

Ninguno de los cromosomas humanos presenta esta característica

Cromatina

La función de la cromatina es: 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.

la 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.

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Tipos de cromatina

La cromatina se puede encontrar de dos formas :

Heterocromatina: es una forma inactiva condensada localizada sobre todo en la periferia del núcleo, que se tiñe fuertemente con las coloraciones, se 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 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. 

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. 

La eucromatina: es una forma de la cromatina ligeramente compactada con una gran concentración de genes, forma activa, está formada por una fibra de

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Electiva II Genetica Humana 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. Está diseminada por el resto del núcleo (menor condensación), se tiñe débilmente con la coloraciones (su mayor tinción ocurre en la mitosis y no es visible con el microscopio de luz). Representa la forma activa de la cromatina en la que se está transcribiendo el material genético de las moléculas de ADN a moléculas de ARNm, por lo que es aquí donde se encuentran la mayoría de los genes activos.

La heterocromatina y la eucromatina ocupan dominios nucleares

distintos.

La heterocromatina se localiza generalmente en la periferia del núcleo

anclada a la membrana nuclear. Por el contrario, la cromatina activa se

localiza en una posición más central.

Histonas:

Las histonas se combinan en el nucleo de la celula, con largas hebras de ADN, que contienen los genes para formar la cromatina, el material que constituye los cromosomas, las características de las histonas han contribuido a que las histonas fueran visualizadas únicamente como proteínas que permitían al ADN enrollarse adquiriendo así un primer grado de compactación que le facilitaría ser almacenado en el núcleo. Sin embargo, pasó mucho tiempo hasta que se reparó en el hecho de que la naturaleza requería de un grupo de moléculas que participaran en la compactación del ADN: cualquier secuencia de aminoácidos con carga positiva podría llevar a cabo dicha función. Esto es, no había necesidad de conservar una secuencia precisa de aminoácidos a lo largo de millones de años.

Las histonas son de dos tipos: H1 (ó H5) y las histonas nucleosómicas. Las histonas nucleosómicas son más pequeñas ( 102 a 135 aminoácidos) y forman los nucleosomas al enrollar ADN sobre un grupo de ellas. Las histonas nucleosómicas son la H2A, H2B, H3 y H4 y están muy conservadas a lo largo de las diferentes especies.eucariotas.Las histonas pueden ser modificadas tras la traducción lo que les cambia sus propiedades de unión al ADN y a proteínas nucleares. Las histonas H3 y H4 tienen largas colas N-terminales hacia el exterior del nucleosoma que son susceptibles de ser modificadas covalentemente. Las modificaciones que pueden sufrir las histonas son: acetilación, metilación, fosforilación y mono-ubicuitinación y sumoilación.

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Nucleosoma:

Los nucleosomas son una formación nuclear en la que el ADN se enrolla alrededor de proteínas de tipo histona. Es el primer nivel de enrollamiento de ADN. Para transcribir el ADN que lo forma hay que deshacer el nucleosoma. Los nucleosomas están formados por un núcleo proteico constituido por un octámero dehistonas. El octámero está formado por dos moléculas de cada una de las histonas H2a, H2b, H3 y H4. El nucleosoma es el primer nivel de enrollamiento del ADN. Luego de desenrollar la cromatina y mediante el microscopio electrónico, lo vemos con forma de rosario o "collar de perlas". Ya que está formado por la doble hélice de ADN enrollada

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Electiva II Genetica Humana sobre sucesivos octámeros de histonas. Entre dos nucleosomas consecutivos extendidos existe un fragmento de ADN, llamado ADN espaciador. Cada octámero de histonas está rodeado por 1.7 vueltas de ADN bicatenario. Otra histona (H1) se extiende sobre la molécula de ADN fuera de la parte central del nucleosoma.

El enrollamiento de la molécula de ADN en torno al nucleosoma reduce hasta en 6 veces la longitud de la cadena.

Los cromosomas humanos

El ser humano presenta 23 pares de cromosomas en sus células somáticas: 22 autosomas y un par de cromosomas sexuales (dos X en el caso de las mujeres y un cromosoma X y un Y en el caso de los varones). El tamaño total aproximado del genoma humano es de 3 200 millones de pares de bases de ADN (3 200 Mb) que contienen unos 20 000-25 000 genes.65 De las 3 200 Mb unas 2 950 Mb corresponden aeucromatina y unas 250 Mb a heterocromatina. El Proyecto Genoma Humano produjo una secuencia de referencia del genoma humano eucromático, usado en todo el mundo en las ciencias biomédicas.

La secuencia de ADN que conforma el genoma humano contiene codificada la información necesaria para la expresión, altamente coordinada y adaptable al ambiente, del proteoma humano, es decir, del conjunto de proteínas del ser humano. El genoma humano presenta una densidad de genes muy inferior a la que inicialmente se había predicho, con sólo en torno al 1,5 %66 de su longitud compuesta por exones codificantes de proteínas. Un 70 % está compuesto por ADN extragénico y un 30 % por secuencias relacionadas con genes. Del total de ADN extragénico, aproximadamente un 70 % corresponde a repeticiones dispersas, de manera que, más o menos, la mitad del genoma humano corresponde a secuencias repetitivas de ADN. Por su parte, del total de ADN relacionado con genes se estima que el 95 % corresponde a ADN no codificante: pseudogenes, fragmentos de genes, intrones, secuencias UTR, entre otras. Aunque tradicionalmente esas secuencias de ADN han sido consideradas regiones del cromosoma sin función, hay datos que demuestran que esas regiones desarrollan funciones relacionadas con la regulación de la expresión génica

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