Es una sustancia que forma un cromosoma, consiste en la combinación de ADN con proteínas. El ADN lleva consigo las instrucciones genéticas de la célula usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos. Respecto a las proteínas su mayoría de las que componen la cromatina son las histonas, las cuales ayudan a empaquetar el ADN en una forma compacta que cabe dentro del núcleo celular y los cambios en la estructura de la cromatina se producen cuando el ADN se duplica y durante la expresión génica.
Descubierta en 1880 por Walther Flemming, quien le asignó este nombre debido a su afinidad por los colorantes. En 1884 por Albrecht Kossel se registraron pocos progresos que se realizaron en la determinación de la estructura de la cromatina hasta la década de 1970, cuando se pudieron hacer las primeras observaciones de fibras de cromatina por microscopía electrónica, revelando la existencia del nucleosoma, la unidad de base de la cromatina, cuya estructura detallada fue finalmente resuelta por cristalografía de rayos X en 1997.
Tipos de cromatina
Las variantes de ésta sustancia se denomina Heterocromatina y la eucromatina y aquí las diferencias:
- Heterocromatina es la forma inactiva condensada localizada sobre todo en la periferia del núcleo que se tiñe fuertemente con las coloraciones. En 1928, Emil Heitz definió la heterocromatina (HC) como los segmentos cromosómicos que aparecían muy condensados y oscuros en el núcleo en interfase.
- Eucromatina es la forma ligeramente compactada con una gran concentración de genes, su forma activa, está formada por una fibra de un diámetro que corresponde al del nucleosoma, en la eucromatina inactiva, esta fibra se enrolla sobre sí misma gracias a las histonas h2 para formar el solenoide.
Propiedades de la heterocromatina
- La heterocromatina está condensada. Esto es lo que define la heterocromatina, y por ello es aplicable tanto a la heterocromatina constitutiva como a la facultativa con su elevada condensación la hace fuertemente cromofílica e inaccesible al ADN, en general, a otras enzimas de restricción.
- Las histonas de la heterocromatina se encuentran metiladas en la lisina 9. La metilación de la lisina 9 de la histona H2 (H2-K9) parece que está muy relacionada con el proceso de heterocromatinización del genoma, tanto en la formación de heterocromatina constitutiva como facultativa
- A diferencia de lo que ocurre en Drosophila, la heterocromatina constitutiva humana no contiene genes y la incorporación de uridina tritiada en los cultivos celulares no producen ningún tipo de marcaje a este nivel
- El ADN de la heterocromatina se replica más tarde.
- La incorporación de varios análogos de nucleótidos muestra que el ADN de ambos tipos de heterocromatina se replica tarde.
Rol en la expresión genética
La cromatina es una estructura dinámica que adapta su estado compacto y empaquetado para optimizar los procesos de replicación, transcripción y reparación del ADN, tiene un rol fundamental en la regulación de la expresión génica. Los distintos estados de compactación pueden asociarse al grado de transcripción que exhiben los genes que se encuentran en esas zonas. Las distintas histonas pueden sufrir modificaciones post-traduccionales como la metilación, acetilación, fosforilación, generalmente dada en residuos lisina o arginina.
Por el contrario, la metilación está asociada con la represión transcripcional y una unión ADN-histona fuerte, por ejemplo, en la levadura S. pombe, la metilación en el residuo de lisina 9 de la histona 3 está asociado con represión de la transcripción en la heterocromatina, mientras que la metilación en el residuo de lisina 4 promueve la expresión de genes.
Las enzimas llevan a cabo las funciones de modificaciones de histonas se les conoce como las acetilasas y desacetilasas de histonas, y las metilasas y desmetilasas de histonas, que forman distintas familias cuyos integrantes se encargan de modificar un residuo en particular de la larga cola de las histonas. Todas estas conexiones se pueden observar en los test de ADN más revolucionarios.
Cromatina y mutaciones
La carga de mutaciones es mayor en las zonas que presentan cromatina reprimida y en regiones donde la replicación es tardía, lo cual se ha observado también en cáncer humano.
El nucleosoma
El fraccionamiento parcial del ADN que forma parte de la cromatina genera fragmentos de entre 180 y 200 pares de bases de longitud cuando se observan en una electroforesis. Esta regularidad en la que se podía observar una serie de partículas separadas regularmente o su estructura. Los análisis de masas revelaron una estequiometría ADN-histonas en el nucleosoma de 1/1.
El núcleo es una estructura muy conservada entre distintas especies y está compuesto de un segmento de ADN de 146 pares de bases, enrollado 1,7 veces alrededor de un octámero de proteínas formado por dos copias de cada una de las histonas H2, H4, H2A y H2B.
Proteínas histonas
Las histonas del core, H2, H4, H2A y H2B, son proteínas pequeñas y básicas muy conservadas en la evolución. La región más conservada de estas histonas es su dominio central, compuesto estructuralmente de un «dominio de plegamiento» formado por tres hélices alfa separadas por dos regiones de lazo. Por el contrario, las colas aminoterminales de estas histonas son más variables y carentes de estructura común.
