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cromatina

Las principales estructuras en la compactación del ADN son: el ADN , el nucleosoma , la fibra de cromatina (las perlas de 11 nm unidas a un hilo) y el cromosoma metafásico . La ...

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Las principales estructuras en la compactación del ADN son: el ADN , el nucleosoma , la fibra de cromatina (las perlas de 11 nm unidas a un hilo) y el cromosoma metafásico .

La cromatina es un complejo de ADN y proteínas responsable de la condensación y el empaquetamiento del ADN cromosómico. La cromatina se encuentra tanto en células bacterianas [ 1 ] como eucariotas [ 2 ] . Este artículo trata casi exclusivamente sobre la cromatina eucariota.

La cromatina eucariota se compone principalmente de ADN asociado a proteínas histonas y a numerosos otros factores de unión a la cromatina que contribuyen a la organización y regulación del genoma. La cromatina empaqueta largas moléculas de ADN en estructuras compactas, controlando al mismo tiempo el acceso a la información genética para procesos como la transcripción, la replicación y la reparación del ADN. Durante la división celular, la cromatina facilita la correcta segregación de los cromosomas en la anafase; las formas características de los cromosomas que se observan durante esta etapa son el resultado del enrollamiento del ADN en una cromatina altamente condensada.

La organización de la cromatina se describe a menudo en varios niveles estructurales. En el nivel más básico, el ADN enrollado alrededor de octámeros de histonas forma nucleosomas conectados por segmentos de ADN espaciador, produciendo una estructura a veces denominada fibra de "cuentas en un hilo" de aproximadamente 10-11  nm de diámetro. Los conjuntos de nucleosomas pueden interactuar entre sí y con las histonas espaciadoras para formar estructuras de cromatina de orden superior. Se ha observado una fibra de cromatina de 30 nm in vitro , aunque su presencia y prevalencia en células vivas siguen siendo objeto de debate. [ 3 ]

A escalas genómicas mayores, la cromatina se organiza en bucles y dominios que contribuyen a la arquitectura tridimensional del genoma. Los cromosomas se subdividen en compartimentos asociados con estados de cromatina activa (eucromatina) o inactiva (heterocromatina), y cada cromosoma ocupa regiones espaciales distintas dentro del núcleo, conocidas como territorios cromosómicos.

Muchos organismos presentan variaciones en la organización de la cromatina. Por ejemplo, los espermatozoides y los glóbulos rojos de las aves tienen una cromatina más compacta que la mayoría de las células eucariotas. En contraste, algunos protozoos, como los tripanosomátidos , no condensan su cromatina en cromosomas visibles.

Las bacterias organizan su ADN de manera diferente, formando una estructura de cromatina o nucleoide organizada por proteínas asociadas al nucleoide, incluyendo H-NS y StpA. [ 4 ] Algunas especies de arqueas codifican proteínas histonas y empaquetan el ADN en ensamblajes similares a nucleosomas de tamaño variable, a veces denominados hipernucleosomas. [ 5 ] [ 6 ]

La organización de la cromatina también varía a lo largo del ciclo celular. Durante la interfase, la cromatina suele estar menos condensada, lo que permite el acceso de las ARN y ADN polimerasas que transcriben y replican el ADN. La estructura local de la cromatina durante la interfase depende de los genes específicos presentes en el ADN.

Durante la mitosis y la meiosis, la cromatina se compacta mucho para facilitar la segregación de los cromosomas. Dentro de los núcleos en interfase, las regiones genómicas difieren en su grado de compactación y actividad transcripcional. Las regiones transcritas activamente suelen estar asociadas con una cromatina menos condensada, conocida como eucromatina, mientras que las regiones transcripcionalmente inactivas o reprimidas suelen estar enriquecidas en heterocromatina más compacta. [ 7 ] Las modificaciones químicas de los componentes de la cromatina, a menudo denominadas modificaciones epigenéticas, incluyendo la metilación y acetilación de las colas de las histonas, también alteran la estructura local de la cromatina y, por lo tanto, la expresión génica.

Estructura básica de la cromatina

Nucleosomas

Los componentes proteicos primarios de la cromatina son las histonas . El nucleosoma , la unidad básica fundamental de la cromatina, consiste en ADN enrollado alrededor de un octámero de histonas que contiene dos copias de cada una de las histonas centrales Histona H2A , Histona H2B , Histona H3 e Histona H4 . [ 3 ] Aproximadamente 147 pares de bases de ADN se enrollan alrededor de este octámero de histonas para formar la partícula central del nucleosoma.

Representación esquemática de la estructura del nucleosoma. Procedente de PDB : 1KX5 .

Los nucleosomas vecinos están conectados por segmentos de ADN espaciador , cuya longitud varía entre organismos y tipos celulares, pero que generalmente oscila entre 20 y 60 pares de bases. Los conjuntos de nucleosomas conectados por ADN espaciador forman una fibra extendida que a menudo se describe como una estructura de "cuentas en un collar", de aproximadamente 10-11  nm de diámetro en condiciones de baja concentración salina o en condiciones de reconstitución experimental.

Además de las histonas centrales, una histona de enlace H1 se une cerca de los sitios de entrada y salida del ADN en el nucleosoma y contribuye a la organización de orden superior de la cromatina. La partícula central del nucleosoma, junto con la histona H1, se conoce como cromatosoma .

Los nucleosomas se unen al ADN de forma no específica, como lo requiere su función en el empaquetamiento general del ADN. Sin embargo, existen grandes preferencias de secuencia de ADN que rigen el posicionamiento de los nucleosomas. Esto se debe principalmente a las diferentes propiedades físicas de las distintas secuencias de ADN: por ejemplo, la adenina (A) y la timina (T) se comprimen de forma más favorable en los surcos menores internos. Esto significa que los nucleosomas pueden unirse preferentemente en una posición aproximadamente cada 10 pares de bases (la repetición helicoidal del ADN), donde el ADN está rotado para maximizar el número de bases A y T que se ubicarán en el surco menor interno (véase la estructura del ácido nucleico ).

Modelo histórico de fibra de 30 nm

Estructura de "solenoide" y estructura de hélice suelta de fibra histórica de 30 nm

Bajo ciertas condiciones experimentales, los conjuntos de nucleosomas pueden plegarse en estructuras más compactas con diámetros de aproximadamente 30  nm. Los primeros modelos proponían que las fibras de cromatina adoptaban disposiciones helicoidales regulares, incluyendo un modelo de solenoide de una sola entrada y un modelo de zigzag de dos entradas.

Sin embargo, la existencia de una fibra de cromatina uniforme de 30 nm en células vivas sigue siendo objeto de debate. Estudios que utilizan microscopía crioelectrónica [ 8 ] y otros métodos de imagen de alta resolución han sugerido que la cromatina en muchos tipos de células forma ensamblajes de nucleosomas irregulares y dinámicos en lugar de fibras regulares de 30 nm. [ 3 ]

Organización tridimensional del genoma

Véase Organización nuclear

la estructura de la cromatina dentro de un cromosoma

bucles de cromatina

Representación animada de la formación dinámica de bucles de cromatina a través de CTCF (rojo) y anillos de condensina (amarillo) [ 9 ]

La estructura de cromatina tipo "cuentas en un hilo" tiende a formar bucles. Estos bucles permiten interacciones entre diferentes regiones del ADN al acercarlas entre sí, lo que aumenta la eficiencia de las interacciones genéticas. Este proceso es dinámico, con bucles que se forman y desaparecen. Los bucles están regulados por dos elementos principales: [ 10 ]

  • Cohesinas , complejos proteicos que generan bucles mediante la extrusión de la fibra de ADN a través de la estructura anular del propio complejo. [ 9 ] [ 11 ]
  • CTCF , un factor de transcripción que limita el borde del bucle de ADN. Para detener el crecimiento de un bucle, dos moléculas de CTCF deben posicionarse en direcciones opuestas para bloquear el movimiento del anillo de cohesina ( ver video ). [ 9 ] [ 12 ]

Hay muchos otros elementos involucrados. Por ejemplo, Jpx regula los sitios de unión de las moléculas de CTCF a lo largo de la fibra de ADN. [ 13 ]

TADs

Ver dominio de asociación topológica

compartimentos de cromatina

Los compartimentos de cromatina son dominios estructurales a gran escala del genoma que reflejan la segregación de la cromatina con propiedades transcripcionales y epigenéticas similares. [ 14 ] Los experimentos de captura de la conformación cromosómica a escala genómica han revelado que los cromosomas se dividen en al menos dos tipos principales de compartimentos, comúnmente denominados compartimentos A y B. Los compartimentos A generalmente están enriquecidos en cromatina transcripcionalmente activa, marcas de cromatina abierta y regiones ricas en genes, mientras que los compartimentos B están asociados con cromatina transcripcionalmente inactiva, heterocromatina e interacciones con estructuras nucleares como la lámina nuclear. Estos compartimentos representan interacciones preferenciales de largo alcance entre regiones genómicas con estados de cromatina similares y contribuyen a la organización espacial de los cromosomas dentro del núcleo. [ 15 ]

Territorios cromosómicos

ver territorios cromosómicos

Dinámica y regulación de la cromatina

Modificaciones de las histonas

Unidades básicas de la estructura de la cromatina

La estructura de la cromatina es altamente dinámica y cambia a lo largo del ciclo celular y en respuesta a señales celulares. Las proteínas histonas desempeñan un papel fundamental en la organización de la cromatina y pueden sufrir una amplia gama de modificaciones postraduccionales, como acetilación, metilación, fosforilación y ubiquitinación (véase modificación de histonas ). Estas modificaciones ocurren principalmente en las colas N-terminales flexibles de las histonas, que se extienden hacia afuera del núcleo del nucleosoma.

Los núcleos de histonas con carga positiva contrarrestan solo parcialmente la carga negativa del esqueleto de fosfato del ADN, lo que resulta en una carga neta negativa de la estructura general. Un desequilibrio de carga dentro del polímero causa repulsión electrostática entre regiones de cromatina vecinas que promueven interacciones con proteínas, moléculas y cationes con carga positiva. A medida que ocurren estas modificaciones, el entorno electrostático que rodea la cromatina fluctúa y el nivel de compactación de la cromatina se altera. [ 3 ] Las consecuencias en términos de accesibilidad y compactación de la cromatina dependen tanto del aminoácido modificado como del tipo de modificación.

Las distintas modificaciones de las histonas se asocian con diferentes estados de la cromatina. Por ejemplo, la acetilación de las histonas generalmente se correlaciona con una mayor accesibilidad de la cromatina y una transcripción activa, mientras que ciertas marcas de metilación de las histonas se asocian con la activación transcripcional ( trimetilación de la lisina 4 de la histona H3 ) o la represión (trimetilación de la lisina 9 o la lisina 27 de la histona H3 ), dependiendo del residuo modificado.

En el mismo nucleosoma pueden producirse simultáneamente múltiples modificaciones de histonas, creando combinaciones de señales reguladoras que a veces se denominan código de histonas . Por ejemplo, los genes del desarrollo en las células madre embrionarias de mamíferos suelen presentar marcas tanto activadoras (H3K4me3) como represoras (H3K27me3) en una configuración conocida como estructura bivalente , que interviene en la transición del destino celular durante el desarrollo temprano de los mamíferos.

Las proteínas del grupo Polycomb desempeñan un papel en la regulación de los genes mediante la modulación de la estructura de la cromatina. [ 16 ]

Las enzimas que añaden, eliminan o reconocen modificaciones de histonas se denominan, respectivamente, modificadoras, borradoras y lectoras de cromatina. Para obtener más información, consulte Variantes de cromatina , Modificaciones de histonas en la regulación de la cromatina y Control de la ARN polimerasa por la estructura de la cromatina .

Remodelación de la cromatina

ver Remodelación de la cromatina

estallido transcripcional

Página principal: Explosión transcripcional

Se ha investigado la cromatina y su interacción con las enzimas, y se ha llegado a la conclusión de que es un factor relevante e importante en la expresión génica. Vincent G. Allfrey, profesor de la Universidad Rockefeller, afirmó que la síntesis de ARN está relacionada con la acetilación de las histonas. [ 17 ] El aminoácido lisina unido al extremo de las histonas tiene carga positiva. La acetilación de estas colas neutralizaría los extremos de la cromatina, permitiendo el acceso al ADN.

Cuando la cromatina se descondensa, el ADN queda expuesto a la entrada de maquinaria molecular. Las fluctuaciones entre la cromatina abierta y cerrada pueden contribuir a la discontinuidad de la transcripción, o explosión transcripcional . Probablemente intervienen otros factores, como la asociación y disociación de complejos de factores de transcripción con la cromatina. En concreto, se ha demostrado que la ARN polimerasa y las proteínas transcripcionales se congregan en gotas mediante separación de fases, y estudios recientes sugieren que  la cromatina de 10 nm presenta un comportamiento similar al de un líquido, lo que aumenta la capacidad de focalización del ADN genómico. [ 18 ] Las interacciones entre las histonas de enlace y las regiones de cola desordenadas actúan como un pegamento electrostático que organiza la cromatina a gran escala en un dominio dinámico similar a un líquido. La disminución de la compactación de la cromatina conlleva una mayor movilidad de la cromatina y un acceso transcripcional más fácil al ADN. [ 3 ] Este fenómeno, a diferencia de los modelos probabilísticos simples de transcripción, puede explicar la alta variabilidad en la expresión génica que se produce entre células en poblaciones isogénicas. [ 19 ]

Estructura del ADN

Las estructuras del ADN-A,-B y-Z.

El ADN puede adoptar diversas conformaciones, conocidas comúnmente como ADN -A , ADN-B y ADN-Z . El ADN-B es la forma predominante en condiciones fisiológicas y corresponde a la doble hélice dextrógira canónica descrita por Watson y Crick. El ADN-A también es una hélice dextrógira, pero es más compacto y se observa típicamente en condiciones de deshidratación o en ciertas estructuras híbridas de ADN-ARN.

El ADN-Z se diferencia de estas formas en que es una hélice levógira con una estructura en zigzag. [ 20 ] Las transiciones entre el ADN-B y el ADN-Z pueden ocurrir en regiones que experimentan una alta tensión torsional, como las generadas durante la transcripción. Debido a estas propiedades, se ha propuesto que el ADN-Z desempeña un papel en la organización de la cromatina y la regulación génica.

La composición de la secuencia de ADN local y la flexibilidad estructural influyen en cómo el ADN interactúa con las proteínas histonas y otros factores asociados a la cromatina. Por ejemplo, las secuencias ricas en adenina y timina pueden doblarse con mayor facilidad, lo que afecta al posicionamiento de los nucleosomas a lo largo del genoma.

Cromatina durante el ciclo celular

Organización espacial de la cromatina en el núcleo celular.

La disposición espacial de la cromatina dentro del núcleo no es aleatoria: regiones específicas de la cromatina se pueden encontrar en ciertos territorios. Estos territorios son, por ejemplo, los dominios asociados a la lámina (LAD) y los dominios de asociación topológica (TAD), que están unidos entre sí por complejos proteicos. [ 21 ] Los enfoques de la física de polímeros se han utilizado ampliamente para modelar el plegamiento de la cromatina y la organización del genoma. En particular, se han propuesto mecanismos como la extrusión de bucles , mediada por complejos proteicos que incluyen la cohesina, para explicar la formación de bucles de cromatina y límites de dominio observados en experimentos de captura de la conformación cromosómica.

Organización estructural dependiente del ciclo celular

Cariograma de un varón humano mediante tinción de Giemsa , que muestra la estructura clásica de la cromatina en metafase .
Condensación y resolución de las cromátidas hermanas humanas en la mitosis temprana.
  1. Interfase : La estructura de la cromatina durante la interfase de la mitosis se optimiza para permitir un acceso sencillo de los factores de transcripción y reparación del ADN al mismo tiempo que se compacta el ADN en el núcleo . La estructura varía según el acceso requerido al ADN. Los genes que requieren un acceso regular por parte de la ARN polimerasa requieren la estructura más laxa que proporciona la eucromatina.
  2. Metafase : La estructura de la cromatina en metafase difiere enormemente de la de la interfase . Está optimizada para la resistencia física y la manejabilidad, formando la estructura cromosómica clásica que se observa en los cariotipos . Se cree que la estructura de la cromatina condensada consiste en bucles de fibras de 30 nm unidos a un andamio central de proteínas. Sin embargo, no está bien caracterizada. Los andamios cromosómicos desempeñan un papel importante al mantener la cromatina en cromosomas compactos. Los bucles de la estructura de 30 nm se condensan aún más con el andamio, formando estructuras de orden superior. [ 22 ] Los andamios cromosómicos están formados por proteínas que incluyen la condensina , la topoisomerasa tipo IIA y el miembro 4 de la familia de la kinesina (KIF4). [ 23 ] La resistencia física de la cromatina es vital para esta etapa de la división para prevenir el daño por cizallamiento al ADN a medida que se separan los cromosomas hijos. Para maximizar la fuerza, la composición de la cromatina cambia a medida que se acerca al centrómero, principalmente a través de análogos alternativos de la histona H1. Durante la mitosis, aunque la mayor parte de la cromatina está fuertemente compactada, hay pequeñas regiones que no están tan compactadas. Estas regiones a menudo corresponden a regiones promotoras de genes que estaban activos en ese tipo de célula antes de la formación de la cromatina. La falta de compactación de estas regiones se llama marcaje , que es un mecanismo epigenético que se cree que es importante para transmitir a las células hijas la "memoria" de qué genes estaban activos antes de entrar en la mitosis. [ 24 ] Este mecanismo de marcaje es necesario para ayudar a transmitir esta memoria porque la transcripción cesa durante la mitosis .  

Estados especializados de la cromatina

Cromatina del esperma

Durante la espermiogénesis de los metazoos , la cromatina de la espermátida se remodela en una estructura más espaciada, ensanchada y casi cristalina. Este proceso está asociado con el cese de la transcripción e implica el intercambio de proteínas nucleares . Las histonas se desplazan mayoritariamente y se reemplazan por protaminas (proteínas pequeñas ricas en arginina ). [ 25 ] Se propone que en la levadura, las regiones desprovistas de histonas se vuelven muy frágiles después de la transcripción; HMO1, una proteína con dominio HMG , ayuda a estabilizar la cromatina libre de nucleosomas. [ 26 ] [ 27 ]

Reparación de la cromatina y del ADN

Una variedad de agentes internos y externos pueden causar daño al ADN en las células. Muchos factores influyen en cómo se selecciona la ruta de reparación, incluyendo la fase del ciclo celular y el segmento de cromatina donde ocurrió la rotura. En términos de iniciar la reparación del ADN del extremo 5', la proteína de unión a p53 1 ( 53BP1 ) y BRCA1 son componentes proteicos importantes que influyen en la selección de la vía de reparación de roturas de doble cadena. El complejo 53BP1 se une a la cromatina cerca de las roturas del ADN y activa factores posteriores como el factor 1 de interacción con Rap1 ( RIF1 ) y shieldin, que protege los extremos del ADN contra la destrucción nucleolítica. El proceso de daño al ADN ocurre dentro de las condiciones de la cromatina, y el entorno de la cromatina en constante cambio tiene un gran efecto en él. [ 28 ] Accediendo y reparando la célula dañada del ADN, el genoma se condensa en cromatina y lo repara modificando los residuos de histonas. Al alterar la estructura de la cromatina, los residuos de histonas añaden grupos químicos, como fosfato, acetilo y uno o más grupos metilo, que controlan la expresión de los genes mediante la síntesis de ADN por parte de las proteínas. [ 29 ] Además, en la resíntesis de la zona de unión, el ADN se repara procesando y reestructurando las bases dañadas. Para mantener la integridad genómica, el ADN se repara mediante la recombinación homóloga y el proceso clásico de unión de extremos no homólogos. [ 30 ]

El empaquetamiento del ADN eucariota en cromatina representa una barrera para todos los procesos basados ​​en ADN que requieren el reclutamiento de enzimas a sus sitios de acción. [ 31 ] Para permitir el proceso celular crítico de reparación del ADN, la cromatina debe ser remodelada. En eucariotas, los complejos de remodelación de la cromatina dependientes de ATP y las enzimas modificadoras de histonas son dos factores predominantes empleados para llevar a cabo este proceso de remodelación. [ 32 ]

La relajación de la cromatina ocurre rápidamente en el sitio del daño del ADN. [ 33 ] Este proceso es iniciado por la proteína PARP1 , que comienza a aparecer en el daño del ADN en menos de un segundo, con una acumulación de la mitad del máximo en 1,6 segundos después de que ocurre el daño. [ 34 ] Luego, el remodelador de cromatina Alc1 se une rápidamente al producto de PARP1 y completa su llegada al daño del ADN en 10 segundos. [ 33 ] Aproximadamente la mitad de la relajación máxima de la cromatina, presumiblemente debido a la acción de Alc1, ocurre en 10 segundos. [ 33 ] Esto permite el reclutamiento de la enzima de reparación del ADN MRE11 para iniciar la reparación del ADN en 13 segundos. [ 34 ]

γH2AX, la forma fosforilada de H2AX, también participa en los pasos iniciales que conducen a la descondensación de la cromatina después de que ocurre el daño del ADN. La variante de histona H2AX constituye aproximadamente el 10% de las histonas H2A en la cromatina humana. [ 35 ] γH2AX (H2AX fosforilada en la serina 139) puede detectarse tan pronto como 20 segundos después de la irradiación de células (con formación de rotura de doble cadena de ADN), y la mitad de la acumulación máxima de γH2AX ocurre en un minuto. [ 35 ] La extensión de cromatina con γH2AX fosforilada es de aproximadamente dos millones de pares de bases en el sitio de una rotura de doble cadena de ADN. [ 35 ] γH2AX no causa, por sí mismo, la descondensación de la cromatina, pero dentro de los 30 segundos de la irradiación, la proteína RNF8 puede detectarse asociada con γH2AX. [ 36 ] RNF8 media una descondensación extensa de la cromatina, a través de su interacción posterior con CHD4 , [ 37 ] un componente del complejo de remodelación de nucleosomas y desacetilasa NuRD .

Después de sufrir relajación posterior al daño del ADN, seguida de la reparación del ADN, la cromatina se recupera a un estado de compactación cercano a su nivel previo al daño después de unos 20 minutos. [ 33 ]

Métodos para estudiar la cromatina

Microscopía de núcleos heterocromáticos versus eucromáticos (tinción con H&E).
Cromatina granular con aspecto de sal y pimienta , visible en tinciones de H&E y Papanicolaou, y en comparación con sal y pimienta reales. Su hallazgo en la microscopía indica principalmente carcinoma medular de tiroides , tumores neuroendocrinos [ 38 ] o feocromocitoma [ 39 ] .
Cariograma esquemático de un ser humano , que muestra una visión general del genoma humano utilizando la tinción con bandas G , que es un método que incluye la tinción con Giemsa , en la que las regiones teñidas más claras son generalmente más eucromáticas (y más transcripcionalmente activas), mientras que las regiones más oscuras son generalmente más heterocromáticas .
  1. La secuenciación por inmunoprecipitación de cromatina ( ChIP-seq ) es reconocida como el método de identificación de cromatina más utilizado. Emplea anticuerpos que seleccionan, identifican y se unen activamente a proteínas, incluyendo histonas, proteínas de reestructuración de histonas, factores de transcripción y cofactores. Esto proporciona datos sobre el estado de la cromatina y la transcripción de un gen mediante el recorte de oligonucleótidos no unidos. [ 40 ] La secuenciación por inmunoprecipitación de cromatina dirigida a diferentes modificaciones de histonas puede utilizarse para identificar estados de cromatina en todo el genoma. Se han relacionado diferentes modificaciones con diversos estados de cromatina. [ 41 ]
  2. La técnica DNase-seq (secuenciación de sitios hipersensibles a la DNasa I) utiliza la sensibilidad de las regiones accesibles del genoma a la enzima DNasa I para mapear las regiones abiertas o accesibles del genoma.
  3. FAIRE-seq ( secuenciación de elementos reguladores mediante aislamiento asistido por formaldehído ) utiliza las propiedades químicas del ADN unido a proteínas en un método de separación de dos fases para extraer regiones del genoma con bajo contenido de nucleosomas. [ 42 ]
  4. La técnica ATAC-seq (Assay for Transposable Accessible Chromatin sequencing, que significa ensayo para la secuenciación de cromatina accesible mediante transposones) utiliza la transposasa Tn5 para integrar transposones (sintéticos) en regiones accesibles del genoma, lo que permite visualizar la localización de nucleosomas y factores de transcripción en todo el genoma.
  5. El análisis de huellas de ADN es un método destinado a identificar el ADN unido a proteínas. Utiliza marcaje y fragmentación acoplados a electroforesis en gel para identificar áreas del genoma que han sido unidas a proteínas. [ 43 ]
  6. MNase-seq (secuenciación de nucleasa microcócica) utiliza la enzima nucleasa microcócica para identificar el posicionamiento de los nucleosomas en todo el genoma. [ 44 ] [ 45 ]
  7. La captura de la conformación cromosómica determina la organización espacial de la cromatina en el núcleo, al inferir ubicaciones genómicas que interactúan físicamente.
  8. El perfilado MACC (perfilado de accesibilidad de la nucleasa microcócica) utiliza series de titulaciones de digestiones de cromatina con nucleasa microcócica para identificar la accesibilidad de la cromatina, así como para mapear nucleosomas y proteínas de unión al ADN no histonas tanto en regiones abiertas como cerradas del genoma. [ 46 ]

Propiedades físicas y topológicas

nudos de cromatina

Ha sido un enigma cómo los cromosomas interfásicos descondensados ​​permanecen prácticamente sin nudos. Lo lógico sería que, en presencia de topoisomerasas de ADN de tipo II que permiten el paso de regiones de ADN de doble cadena entre sí, todos los cromosomas alcanzaran el estado de equilibrio topológico. Este equilibrio topológico en cromosomas interfásicos altamente compactados, que forman territorios cromosómicos, daría lugar a la formación de fibras de cromatina altamente anudadas. Sin embargo, los métodos de captura de conformación cromosómica (3C) revelaron que la disminución de los contactos con la distancia genómica en los cromosomas interfásicos es prácticamente la misma que en el estado de glóbulo arrugado que se forma cuando polímeros largos se condensan sin la formación de nudos. Para eliminar los nudos de la cromatina altamente compactada, se necesitaría un proceso activo que no solo proporcionara la energía para alejar al sistema del estado de equilibrio topológico, sino que también guiara los pasos mediados por topoisomerasas de tal manera que los nudos se desenredaran eficazmente en lugar de hacerlos aún más complejos. Se ha demostrado que el proceso de extrusión de bucles de cromatina es ideal para desenredar activamente las fibras de cromatina en los cromosomas en interfase. [ 47 ]

Véase también

Referencias

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