Introducción:
La organización del DNA en las células es un proceso complejo que permite la compactación y regulación de la información genética. En este artículo, exploraremos los diferentes niveles de organización molecular del DNA en la cromatina y su importancia en las funciones esenciales del genoma.
Niveles de organización molecular del DNA en la cromatina:
El primer nivel de condensación del DNA se logra mediante la interacción con proteínas llamadas histonas. Estas histonas nucleosomales, como H2A, H2B, H3 y H4, se organizan en una estructura octamérica alrededor de la cual el DNA se enrolla de manera toroidal, formando nucleosomas. Los nucleosomas se unen entre sí mediante puentes de DNA para formar una estructura conocida como "collar de perlas" o fibra de 10 nm. En un segundo nivel de condensación, la histona H1 y otras proteínas no histonas se unen al DNA entre los nucleosomas, generando una estructura helicoidal de 30 nm de diámetro llamada solenoide. Esta fibra de cromatina se enrolla sobre sí misma y forma asas, que constituyen una organización más compacta.
La estructura de la cromatina durante la interfase y la mitosis:
Durante la interfase, los cromosomas forman una malla nuclear dispersa, donde la identificación de cada cromosoma es difícil. En la fase de mitosis, los cromosomas se compactan aún más y se unen al huso cromático, lo que permite identificar cada par de cromosomas. En esta etapa, la cromatina se descondensa y forma asas grandes de aproximadamente 60 kb de DNA, las cuales están unidas a un esqueleto cromosomal mediante la enzima topoisomerasa II. Estas asas están protegidas por secuencias de DNA resistentes a la degradación enzimática.
El papel de la matriz nuclear y las secuencias de unión:
Se ha propuesto la existencia de una matriz nuclear en la interfase, una estructura menos definida pero importante para mantener la organización de los cromosomas dentro del núcleo. Las fibras de DNA de la cromatina en interfase parecen estar unidas a esta matriz nuclear a través de secuencias específicas llamadas secuencias de unión a la matriz.
Conclusión:
En contraposición a la idea anterior de que el DNA estaba prácticamente "desnudo" en bacterias y recubierto por proteínas en eucariontes, se ha demostrado que el DNA se organiza como cromatina en todas las células. La cromatina es una estructura compacta y dinámica formada por moléculas de DNA, proteínas y RNA, que permite llevar a cabo las funciones esenciales del genoma y la expresión regulada de la información genética.
A medida que se avanza en la comprensión de la organización de la cromatina, se revelan nuevos aspectos de su estructura y función. El estudio continuo de estos procesos contribuirá a una comprensión más profunda de la regulación genética y su relación con la salud humana y otras áreas de investigación científica.