1

TEMA 2. ORGANIZACIÓN DEL MATERIAL HEREDITARIO EN EUCARIOTAS

MATERIAL HEREDITARIO NUCLEAR* E t t i t d l * Estructura interna del cromosoma

- Niveles de empaquetamiento- Heterocromatina y eucromatina- Bandas cromosómicas

* Estructura externa del cromosomaF- Forma

- Tamaño - Número

MATERIAL HEREDITARIO EXTRANUCLEAR

LA LONGITUD DEL ÁCIDO NUCLÉICO ES MUCHO MAYOR QUE EL COMPARTIMENTO QUE

LO CONTIENE

FORMA DIMENSIONES AC.NUCLÉICO LONGITUD

TMVFago fdAdenovirusFago T4

FilamentoFilamentoIcosaedroIcosaedro

0,008x0,3 μm0,006x0,85 μm 0,07 μm diámetro0,065x0,1 μm

ARN unicatenarioADN unicatenarioADN bicatenarioADN bicatenario

2 μm2 μm11 μm55 μm

6,4Kb6 Kb35Kb170 Kb

E.coli cilindro 1,7x0,65 μm ADN bicatenario 1,3mm 4,2x103 Kb

Núcleo Humano

esferoide 6 μm (diámetro) 46 cromosomas de ADN bicatenario

1,8 m 6x 106 Kb

2

20 A - 2nm

AZÚCARESAZÚCARES

B. PIRIMIDÍNICAS

B. PÚRICAS

PRIMER NIVEL: FORMACIÓN DEL NUCLEOSOMA

- 146 pares de bases se enrollan dando 1,8 vueltas en torno a un octámero de histonas

- Cada vuelta requiere 80 pares de bases: dos i it d t di t i t secuencias situadas a esta distancia se encuentran

muy próximas en torno a un nucleosoma

- 54 pares de bases separan un octámero de histonas con su DNA enrollado de los octámeros contiguos

Total: 200 pares de basesp

3

2º nivel: SOLENOIDE (300A)

1er nivel : NUCLEOSOMA -100A

Octámero: 2 unidades H2A, H2B, H3 y H4

7000 A3er nivel: SUPERHÉLICE

Topoisomerasa

4

ESTRUCT. DNA EUCARIO.MOV

5

1:61:36

1:50000/100000

* Nivel de compactación

6

CROMATINA INTERFÁSICA

1.- EUCROMATINAMenor grado de empaquetamiento

Contiene la mayor parte de los genes activos (*)

2.- HETEROCROMATINA

Empaquetamiento similar al cromosoma:tinción más intensa

Secuencias que no se transcriben (*)2.1. Constitutiva

Localización fijaFlanqueando centrómeros

2.2 FacultativaSin localización fijaEj. Cromosoma X de mamífero

(*) Se detecta cierta actividad en la heterocromatinaHeterocromatina /eucromatina aprox. 1/100

Heterocromatina/ Eucromatina

7

BANDAS CROMOSÓMICAS(Patrón de bandas característico de cada cromosoma)

BANDAS G: Digestión con tripsina y tinción con Giemsa

• Patrón característico de cromosoma (dentro de la especie)• Visibles en metafase• Diferencias en la condensación

Distinta composición en basesDiferente tiempo de replicaciónDiferencias en la densidad de genes y secuencias repetidasDiferencias en la densidad de genes y secuencias repetidas

OTROS TIPOS DE BANDAS- Bandas Q – con quinacrina- Bandas C – heterocromatina centromérica- Bandas R – tinción con Giemsa

Bandas G Bandas C

8

FORMA EXTERNA CROMOSOMA

Forma del cromosoma en función del centrómero

9

Número diploide de diferentes especies animales y vegetales

Organismo Nº Cromosomas (2n) Organismo Nº Cromosomas (2n)

Hombre, Homo sapiens 46 Roble blanco, Quercus alba 24

Chimpancé, Pan troglodytes 48 Pino amarillo, Pinus ponderosa 24

Mono rhesus, Macaca mulata 48 Cerezo ácido, Prunus cerasus 32

Caballo, Equus caballus 64 Col (repollo), Brassica oleracea 18

Asno, Equus asinus 62 Rábano, Raphanus sativus 18

Perro, Canis familiaris 78 Guisante de jardín, Pisum sativum 14

Gato, Felis domesticus 38 Guisante, Lathyrus odoratus 14

Ratón domestico, Mus musculus 40 Frijol, Phaseolus vulgaris 22

Rata, Ratus norvegicus 42 Pepino, Cucumis sativus 14

Zarigüeya, Didephys virginiana 22 Algodón, Gossypium hirsutum 52

Pollo, Gallus domesticus 78 Patata, Solanum tuberosum 48

Pavo, Meleagris gallopavo 82 Tomate, Solanum lycopersicum 24

Rana, Rana pipiens 26 Tabaco, Nicotiana tabacum 48

Platypoecilus maculatus 48 Trigo candeal, Triticum aestivum 42

Estrella de mar, Asterias forbesi 36 Trigo duro, Triticum durum 28

Gusano de seda, Bombix mori 56 Cebada, Hordeum vulgare 14

Mosca domestica, Musca domestica 12 Centeno, Secale cereale 14

Mosca fruta, Drosophila melanogaster 8 Arroz, Oryza sativa 24

Mosquito, Culex pipiens 6 Boca de dragón, Anthirrinum majus 16

Cucaracha, Blatta germanica 23, 24 Levadura, Saccharomyces cerevisiae 18

Cangrejo ermitaño, Eupagurus ochotensis 254 Alga verde, Acetabularia

mediterranea 20

10

MATERIAL HEREDITARIO EXTRANUCLEAR

MITOCONDRIAS (ADN mt)

CLOROPLASTOS (ADN cp)LOCALIZACIÓN ( p)

ESTRUCTURA

Similitud genoma bacteriano

DNA circular, doble hebra y superenrollada

Gran variabilidad

HERENCIA Vía materna

Gran variabilidad

No recombinación

-Se descubrió a finales de los años 60 y a principios de los 80 se dieron a conocer sus caracteres moleculares.

ADN mitocondrial (ADN mt)

TAMAÑOAnimales – 20 Kb Levadura – 80 KbPlantas – 100- 2000 Kb

ADN mitocondrial humano

-16569 pb (3000 veces más pequeño que el más pequeño delos cromosomas nucleares)-37 genes ordenados de forma continua sin separaciónentre ellos

11

Genoma mitocondrial

rRNA 12s y rRA 16s: el ARN ribosomalcomplejo I de NADH deshidrogenasacomplejo IV de citocromo oxidasacomplejo I de NADH deshidrogenasacomplejo V (ATP-sintasa)complejo III (ubiquinona-citocromo b oxido-reductasa)

Mutaciones generan aparición de numerosas enfermedades

12

DNA cloroplastos: estructura similar a mitocondrias

Tamaño: 80 a 600 KbTamaño: 80 a 600 Kb

EJ: ADNcp arroz155 844 pb155.844 pb