Estrutura e funções de heterocromatina

O Heterocromatina É uma porção de cromatina (proteínas de DNA e histona) densamente embalada de cromossomos eucarióticos. Geralmente está associado às regiões "silenciosas" do genoma, ou seja, com aquelas que são transcricionalmente inativas.

Heitz, em 1928, foi o primeiro a distinguir dois tipos diferentes de cromatina em cromossomos eucarióticos durante a interface, descrevendo euchromatina e heterocromatina baseada em sua compactação diferencial.

A organização da cromatina no núcleo (fonte: sha, k. e boyer, eu. PARA. A assinatura da cromatina das células pluripotentes (31 de maio de 2009), Stembook, ed. A comunidade de pesquisa de células -tronco, Stembook, doi/10.3824/Stembook.1.Quatro cinco.1, http: // www.Stembook.org. [CC por 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/por/3.0)] via Wikimedia Commons)

Se os cromossomos eucarióticos são tingidos através de várias técnicas, específicas para o DNA, observações microscópicas revelam que existem regiões dessas estruturas que são tingidas com mais intensidade do que outras do que outras. Essas regiões correspondem às regiões hipercompactos da hectocromatina.

A heterocromatinização do DNA, ou seja, sua embalagem, pode ocorrer em uma célula em resposta a diferentes fatores e pode ser opcional ou constitutiva.

A heterocromatina constitutiva é uma característica permanente que geralmente é herdada, enquanto isso a heterocromatina opcional pode ou não ser um cromossomo em um determinado momento. O melhor exemplo de heterocromatina constitutiva é o de um dos dois cromossomos X em mulheres.

Nos eucariotos, a heterocromatina "armazena" e "compacta" para os grandes genomas que os caracterizam, especialmente aquelas regiões que consistem em sequências repetitivas, frações remanescentes de transposons invasores retro, elementos transponíveis, entre outros.

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Estrutura

A heterocromatina não tem uma estrutura muito diferente da da cromatina que é menos densamente embalada, eucromatina.

Compreendendo isso, é importante lembrar que os cromossomos eucarióticos são compostos de uma molécula de DNA associada a proteínas chamadas histonas. Oito histonas formam um núcleo octamérico conhecido como "nucleossomo", em torno do qual o DNA é rolo.

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A associação de DNA com proteínas de histona ocorre graças às interações eletrostáticas entre as cargas positivas do desperdício básico dessas proteínas e as cargas negativas dos grupos fosfato da estrutura da cadeia de DNA.

EL Nucleosoma (fonte: nucleosome_structure.PNG: Richard Wheeler (Zephyris) Trabalho derivado (nucleossomo-2.Png): rekymanto [cc by-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)] via Wikimedia Commons)

- O histonas Octmer

Cada octâmero de histonas é composto por um testador das histonas H3 e H4 e por dois dias de histonas H2A e H2B; Em torno de cada núcleo de histonas, mais ou menos 146 pares de bases dn são acomodados.

Os nucleossomos "se aproximam", graças à participação de outra histona conhecida como Histona de Unión ou Puente (Linker, Em inglês), que é o histon H1.

A cromatina é então composta de nucleossomos sucessivos que são compactados para formar uma estrutura fibrosa de maior espessura, mas menos comprimento.

Cada proteína da histona é caracterizada pela presença de uma "cauda" de aminoácidos que podem sofrer modificações enzimáticas covalentes. Está provado que essas modificações afetam o grau de expressão ou silenciamento dos genes associados aos nucleossomos, bem como o nível de compactação de cromatina.

Particularmente, a heterocromatina é caracterizada pela hipacetotilação de histonas em todos os eucariotos e pela metilação da histona H3 no resíduo Lysina 9, apenas para os eucariotos "superiores".

As enzimas responsáveis ​​pela realização dessas modificações são conhecidas, respectivamente, como as histonas Deel,.

Além das modificações nas histonas, o DNA também pode ser metilado, o que influencia o grau de compactação da cromatina e corresponde ao segundo dos dois mecanismos epigenéticos da organização do genoma eucariótico.

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Onde está a heterocromatina?

A heterocromatina, como discutido no início, pode ser constitutivo ou opcional.

A heterocromatina constitutiva é particularmente abundante nas regiões genômicas que têm uma alta densidade de seqüências repetitivas (como elementos de satélite, por exemplo), onde existem elementos transponentes de tráfego abundantes, em regiões centroméricas e em telômeros.

Dizem que é constitutivo porque essas regiões do genoma permanecem condensadas ou compactas durante a divisão celular. Em uma célula que não está dividida, por outro lado, a maior parte do DNA é eucromática e há apenas algumas regiões bem definidas de heterocromatina constitutiva.

A heterocromatina opcional é encontrada nos loci que são regulados durante os diferentes estágios de desenvolvimento; Para o que realmente representa, as regiões "condensadas temporariamente" que podem mudar de acordo com os sinais celulares e a atividade genética.

Funções

Como a heterocromatina é uma parte importante das regiões teloméricas e centroméricas, ela exerce funções transcendentais do ponto de vista da divisão celular e a proteção de extremos cromossômicos.

Os centrômeros trabalham ativamente durante a divisão celular, permitindo o deslocamento de cromossomos duplicados em relação a ambos os pólos da célula que é dividido, enquanto o restante dos genes permanece inativo e compacto.

A compactação de regiões específicas dos cromossomos eucarióticos é sinônimo de silenciamento genético, uma vez que o fato de a heterocromatina ser densamente embalada implica a inacessibilidade de máquinas transcricionais nas seqüências genéticas subjacentes.

No que diz respeito à recombinação, a heterocromatina reprime esse processo, protegendo a integridade do genoma, proibindo a recombinação "ilegítima" entre sequências repetitivas de DNA dispersas no genoma. Isso é especialmente importante para o controle de elementos transponenáveis ​​"parasitas", que são silenciados pela heterocromatinização.

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Funções estruturais

Até alguns anos atrás, pensava -se que o DNA heterocromático era uma espécie de "DNA de lixo", já que os cientistas não encontraram uma função específica para as sequências incluídas nessas regiões; Lembre -se de que mais de 80% do DNA genômico de um ser humano, por exemplo, não codifica as proteínas celulares ou para moléculas de RNA com funções regulatórias.

No entanto, atualmente se sabe que a formação do DNA heterocromático opcional é da maior importância para a regulação de muitos processos durante o desenvolvimento e o crescimento dos seres vivos, e que as regiões da heterocromatina constitutiva têm um papel fundamental do ponto de estrutura estrutural visualizar.

Foi sugerido por muitos autores que a heterocromatina pode ter funções estruturais em cromossomos eucarióticos. Esta afirmação é baseada no fato de que as regiões heterocromáticas de um determinado cromossomo separam partes dela que têm diferentes padrões de "atividade" genética.

Em outras palavras, regiões heterocromáticas servem como "espaçador" entre diferentes regiões transcriptivamente ativas, que podem ter grande importância do ponto de vista da transcrição dos genes localizados lá localizados lá.

Referências

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