El ADN, la sustancia responsable de expresar la composición genética de todos los organismos vivos, es una molécula larga y estrecha. compuesto por un esqueleto de azúcar-fosfato que soporta una secuencia precisa de moléculas más pequeñas llamadas nucleótidos bases. Las células leen secciones de ADN llamadas genes para controlar la producción de proteínas que establecen las características de la célula.
La cromatina y los cromosomas son formas diferentes del mismo material que funcionan empaquetando moléculas de ADN para que quepan y operen en células diminutas. Sin embargo, el empaquetado no es la única función de los cromosomas y la cromatina. También puede funcionar para ayudar a regular la expresión genética.
Desafío de empaque
Organismos eucariotas, que incluyen todas las formas de vida menos las más simples, tienen células que contienen una región central amurallada llamada núcleo. La mayor parte del ADN de una célula reside en el núcleo, lo que crea un gran desafío de empaquetado. Si extendieras todo el ADN de una célula humana, se extendería unos 3 metros.
La naturaleza ha encontrado una manera de meter todo ese ADN en un núcleo que tiene solo 1 / 100.000 de un metro de diámetro. La célula no solo debe comprimir firmemente el ADN nuclear, sino que también debe organizar el ADN de manera sensata para que una célula pueda acceder a las porciones que desea utilizar.
Definición de cromatina
Definimos la cromatina por su composición y función. Cromatina es una combinación de ADN, ácidos ribonucleicos y proteínas llamadas histonas que llenan el núcleo celular. Las histonas se adhieren y comprimen las hebras de ADN de doble hélice. La cromatina forma estructuras en forma de perlas llamadas nucleosomas, que compactan el ADN en un factor de seis.
La cadena de cuentas luego se enrolla en forma de tubo hueco, el solenoide, que es 40 veces más compacto. La cromatina puede lograr una alta compresión en parte neutralizando las cargas eléctricas negativas que predominan en toda la molécula de ADN y que de otro modo resistirían la compresión. Un tipo de cromatina, llamada eucromatina, regula activamente la actividad de los genes, mientras que la heterocromatina mantiene fuertemente unidas las regiones inactivas de la molécula de ADN.
Cuando el ADN está fuertemente unido, los genes de esa región no se pueden transcribir porque la maquinaria de transcripción (enzimas y otras moléculas) no puede llegar físicamente al gen. Cuando la cromatina está débilmente unida, por otro lado, los genes se pueden transcribir y expresar más fácilmente.
Cromosomas
Los cromosomas se forman cuando una célula está a punto de dividirse, momento en el que la cromatina parecida a un espagueti se comprime aún más, en un factor de 10.000. El cuerpo condensado resultante es un cromosoma, que generalmente se parece a una X grande. Los cuatro brazos de la X se unen en la parte central llamada centrómero. La mayoría de las células humanas tienen 46 cromosomas en dos conjuntos de 23, cada conjunto donado por uno de los padres.
Los cromosomas se duplican y se distribuyen uniformemente a cada célula hija durante la división celular. Una vez finalizada la división celular, los cromosomas entran en un período llamado interfase y vuelven a las hebras de cromatina.
Los procariotas tienen algo similar a los cromosomas y la cromatina, pero no es exactamente lo mismo. En lugar de los mismos complejos que se encuentran en los eucariotas, los procariotas simplemente "superenrollan" su ADN para encajarlo dentro de la célula. Los procariotas también tienen solo un "grupo" de ADN llamado nucleoide. Si bien hay proteínas asociadas con este superenrollamiento, no tiene la misma estructura o configuración que la cromatina.
Función de cromatina: condensar y relajar
La transcripción ocurre solo durante la interfase. Durante la transcripción, la célula copia genes de ADN específicos en ARN, que posteriormente se traduce en proteínas. Durante la interfase, la cromatina está relativamente relajada, lo que permite que la maquinaria de transcripción de la célula acceda a los genes del ADN.
La eucromatina rodea los genes elegibles para la transcripción y desempeña un papel activo en el proceso. La heterocomatina se adhiere a porciones inactivas de la molécula de ADN. La cromatina se condensa en cromosomas y luego se relaja de nuevo cuando la célula alterna entre división e interfase.