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UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA FACULTAD DE
CIENCIAS Escuela de Biología Departamento de
Biología Celular Unidad Docente de
Genética Genética General Código1844
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La organización del material genético y la
estructura del cromosoma
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Célula eucariota
Núcleo cromatina, nucleoplasma, nucleolo, envoltu
ra nuclear
Célula procariota
Nucleoide compacto, membrana plasmática
El material genético existe en una masa compacta
organizada, delimitada en el área que ocupa en la
célula
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Cómo es la organización de la molécula de ADN
en la célula?
El ADN bacteriano es una doble hebra circular
altamente enrollada
El ADN bacteriano forma un nucleoide compacto. El
ADN es compactado 1000X
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Evidencias que sugieren la presencia de dominios
definidos en el nucleoide procariota
Microscopía electrónica de células de E. coli
lisadas
Fibras de 120 Å en diámetro unidas a la membrana
celular, con estructura de cuentas repetidas
Griffith, J.D. (1976) Visualization of
prokaryotic DNA in a regularly condensed
chromatin-like fiber. Proc. Nat. Acad. Sci. 73,
(2)563-567
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El cromosoma de E. coli bacteriano está
organizado en asas o dominios
Se estiman 400 dominios, son estructuras cerradas
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Formas de superenrollamiento
Superenrollamiento plectonémicos, sin
restricciones
Superenrollamiento toroidales, restringidos por
empaquetamiento alrededor de proteínas
ARN
Curvatura del ADN
ARN polimerasa
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Tipos de superenrollamiento
Superenrollamiento plectonémico ADN libre de
proteínas
El superenrollamiento toroidal y el plectonémico
coexisten aproximadamente 50 50
Superenrollamiento toroidal
Proteínas tipo histonas muy abundantes siempre
asociadas con el ADN?
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• El problema a considerar sigue siendo la
  compactación del ADN en la célula
• Cómo es esa organización que permite las
  funciones la molécula?
• La forma y la conformación espacial de la doble
  hélice debe dar cuenta de
• Replicación
• Transcripción
• Recombinación

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El cromosoma de E. coli bacteriano está
organizado en asas o dominios
Se estiman 400 dominios, son estructuras cerradas
Superenrollamiento toroidales, restringidos por
empaquetamiento alrededor de proteínas
Superenrollamiento plectonémicos, sin
restricciones
ADN Girasa
ARN
Curvatura del ADN
ARN polimerasa
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El genoma eucariota se organiza en cromosomas
Heinrich Wilhelm Gottfried Waldeyer, 1.888
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Estructura del cromosoma Eucariota
3 millones de Kb 23 cromosomas c/u una molécula
lineal de ANDdc Cromosoma 1 82 mm longitud
(82x104 um) Metafasa 10 um x 1 um diámetro
Cromatina ADNproteínas en un agregado orderado
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Cómo se ensambla un cromosoma?

• Altamente compactado vía asociación con proteínas
• Las moléculas individuales se empaquetan en
  cromosomas con diferentes niveles de organización
  del empaquetamiento
• Cada cromosoma representa una molécula lineal de
  ADN

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Estructura del cromosoma Eucariota
El genoma eucariótico se encuentra altamente
empaquetado en sucesivos niveles de
organización. Esta organización es dinámica y su
replicación y patrón de expresión genética deben
responder eficientemente a los cambios de su
entorno.
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Cómo se ensambla un cromosoma?

• La cromatina suelta, vista a través del
  microscopio electrónico, tiene la apariencia de
  un rosario
• Cada cuenta del rosario se denomina nucleosoma,
  la unidad basica de empaquetamiento del ADN

Primer nivel de empaquetamiento
2 nm
10 nm
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Cómo se ensambla un cromosoma?

• Los nucleosomas continúan enrollándose hacia otro
  nivel de empaquetamiento la fibra de cromatina
  de 30 nm

Segundo nivel de empaquetamiento
30 nm
Nucleosome
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Cómo se ensambla un cromosoma?

• La fibra de 30 nm a su vez conforma dominios de
  lazos de unos 300 nm mediante interacción con
  proteínas de andamiaje

Tercer nivel de empaquetamiento
Protein scaffold
300 nm
Loops
Scaffold
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Cómo se ensambla un cromosoma?

• En el cromosoma mitótico,
• los dominios tipo lazo se enrollan
• sobre si mismos para conformar el
• cromosoma metafásico

Cuarto nivel de empaquetamiento
700 nm
1,400 nm
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Los cromosomas durante la metafase
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Estructura primaria
- Core DNA 146 pb - Linker DNA 8-114 pb
(generalmente 55bp) - El ADN gira una vuelta y
tres cuartos (1 ¾) alrededor del octámero de
histonas.
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Segundo orden de compactación del ADN
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Estructura secundaria

• La histona H1 juega un papel esencial para
  conformar la estructura del solenoide

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Tercer orden de compactación del ADN
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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• El superenrrollamiento del ADN en los tres reinos
  de la vida
• Eubacteria superenrrollamiento negativo
• Archaebacteria superenrollamient positivo
• En eucariotas el ADN esta, en promedio,
  empaquetado alrededor proteinas y no está muy
  superenrollado

- /toroidal
-