3.1 ORGANISMOS PROCARIÓTICOS
En general, los genomas bacterianos tienen un tamaño
inferior a 5 Mb, aunque en el caso de Bacillus megaterium el genoma tiene un
tamaño de 30 Mb. La mayor parte del genoma corresponde a genes.
3.1.1 ADN CIRCULAR
GENOMAS PROCARIÓTICOS
El genoma de la mayoría de los procariontes esta formado por
un único cromosoma. Normalmente es una molécula de DNA de doble cadena cerrada
y circular.
Los genes bacterianos estan muy agrupados, con distancias
intergénicas muy pequeñas, y los intrones son muy escasos.
3.1.2 PROTEÍNAS ASOCIADAS
El DNA en bacterias se organiza en un nucleoide,
que se forma por un superenrrollamiento.
Arquitectura del genoma en procariotas
En E.coli existen una serie de proteinas relacionadas con el
empaquetamiento del DNA que reciben el nombre de proteinas similares a histonas
p.e. histone-like nucleoid structuring protein (H-NS), integration host factor
(IHF) etc.
su similitud con las histonas de los eucariotas es muy baja
(a excepción de las proteinas HU).
Estas proteinas posiblemente son capaces de remodelar el
grado de compactación del DNA del nucleoide, influyendo sobre la expresión
génica.
3.1.3 ADN
EXTRACROMOSÓMICO.
3.1.3.1
PLÁSMIDOS.
Genomas
plásmidicos:
Las células bacterianas contienen comúnmente pequeños
elementos de DNA que no son esenciales para las operaciones básicas de la
célula. Estos componentes se denominan plasmidos.
Los plasmidos no pueden vivir fuera de la célula.
Los plasmidos bacterianos contienen a menudo genes que son
útiles para la célula huésped, p.e. confieren resistencia a antibióticos,
promueven la fusión o producen toxinas.
los plasmidos bacterianos suelen ser circulares, aunque se
han encontrado algunos lineales.
Existencia autónoma del cromosoma bacteriano (raramente se
insertan).
Portadores de genes no presentes en el cromosoma bacteriano
p.e. genes de resistencia a antibióticos.
Un mismo plásmido puede hallarse en especies distintas de
bacterias.
3.1.3.2 BACTERIÓFAGOS.
Los fagos pueden generar el ciclo lítico o el ciclo
lisogénico, aunque muy pocos son capaces de llevar a cabo ambos.
En el ciclo lítico, las células hospedadoras del fago son
lisadas (destruidas) tras la replicación y encapsulación de las partículas
virales, de forma que los nuevos virus quedan libres para llevar a cabo una
nueva infección.
Por el contrario, en el ciclo lisogénico no se produce la
lisis inmediata de la célula. El genoma del fago puede integrase en el ADN
cromosómico de la bacteria hospedadora, replicándose a la vez que lo hace la
bacteria o bien puede mantenerse estable en forma de plásmido, replicándose de
forma independiente a la replicación bacteriana.
En cualquier caso, el genoma del fago se transmitirá a toda
la progenie de la bacteria originalmente infectada. El fago queda así en estado
de latencia hasta que las condiciones del medio se vean deterioradas:
disminución de nutrientes, aumento de agentes mutagénicos, etc. En este
momento, los fagos endógenos o profagos se activan y dan lugar al ciclo lítico
que termina con la lisis celular.
3.1.3.3 TRANSPOSONES
Transposición
La transposición es el fenómeno por el cual un elemento de
DNA cambia de ubicación física en el cromosoma sin aprovechar ningún tipo de
homología de secuencia, sino a través de una proteína específica denominada transposasa.
Las características que distinguen la transposición de la
recombinación son:
- No requiere homología de DNA entre la secuencia dadora y la aceptora,
aunque hay puntos calientes en regiones ricas en AT
- Se produce una duplicación de la secuencia aceptora (entre 3
y 12 pb) antes y detrás del transposónla intervención de la transposasa y, en algunos casos, la
resolvasa.
- La transposición puede reestructurar drásticamente la
organización del cromosoma hospedador. Además, puede alterar la expresión de un
gen, bien inactivándolo, bien sobreexpresándolo.
Su presencia la demostró Barbara McClintok en los
años 50.
Transposones procarióticos:
La
clasificación se basa principalmente en los genes que aparecen:
Tipo I
Se conocen como transposones simples o secuencias de
inserción (IS) lo que en 700 o 2000 pb contienen el gen TnpA que
codifica la transposasa flanqueado por dos secuencias invertidas repetidas
cortas (15 a
25 pb).
Tipo II
Contienen al menos tres genes: una transposasa (TnpA), una
resolvasa (TnpR) y un gen que suele ser de resistencia a antibióticos.
Eso se encuentra flanqueado por secuencias repetidas invertidas (IR) a la
izquierda (IR-L) y a la derecha (IR-R).
Tipo III
Aquellos fagos que, en lugar de insertarse en el genoma por
recombinación —lo normal—, lo hace mediante transposición. El más conocido es
el fago μ.
La gran mayoría de los transposones eucarióticos utilizan
RNA como intermediario de la transcripción.
3.2 ORGANISMOS EUCARIÓTICOS
Genomas nucleares eucarióticos
En los organismos eucarióticos, la
mayoría de los genes se encuentra en los cromosomas del núcleo. Las especies
eucarióticas se clasifican como diploides
(dos series de cromosomas en el núcleo), o son haploides (1 sola serie de cromosomas en el nucleo), la mayoría de
algas y hongos son haploides y el resto de eucariotas (incluyendo plantas y
animales) son diploides.
La letra n se utiliza para
designar el número de cromosomas de un genoma nuclear de un organismo, la
condición diploide es 2n y la
haploide n.
Las condiciones 3n, 4n, 5n, etc se
conocen como poliploides.En una
célula diploide, puesto que hay dos series cromosomitas, existen dos cromosomas
de cada tipo. Los miembros de cada par se conocen como cromosomas homologos.
3.2.1 ADN LINEAL Y
EMPAQUETAMIENTO
Estructura tridimensional de los
cromosomas nucleares.
Una célula humana contiene alrededor de
2 metros de DNA (1 metro
por cada serie cromosomica). El cuerpo humano está constituido por unas 1013
células y cada célula es diploide, por lo que contiene en total unos 2x1013
metros de DNA.
3.2.1.1 HISTONAS
el empaquetamiento ocurre en el núcleo
donde el DNA se condensa en 46 cromosomas, todo ello en un núcleo de 0,006 mm de diámetro! Para
entender como ocurre esto hay que conocer la estructura tridimensional de los
cromosomas.
Al microscopio los cromosomas aparece
como fibras de 30 nm de diámetro, o que indica que la molécula de DNA debe
estar muy plegada.
Histonas. La
mezcla completa de materiales de los que
se compone el cromosoma se conoce como cromatina.
Se trata de DNA y proteínas.
Las histonas son proteínas asociadas al
DNA en los nucleososmas. Los nucleosomas (10 nm) están formados por un octamero
compuesto por dos unidades de cada una de las histonas (H2A, H2B, H3 Y H4).
3.2.1.2 SOLENOIDES
El DNA (asociado a las histonas) da dos
vueltas alrededor de cada octamero de los nucleosomas (ver figura), el
nucleosoma es una forma distendida, de una forma muy enrollada denominado solenoide (30 nm) , el solenoide mantiene su forma mediante otra histona H1.
Para conseguir el primer nivel de
empaquetamiento el DNA se enrolla alrededor de las histonas, que actúan, como
bobinas de un hilo, un nuevo enrollamiento genera la conformación del
solenoide.
3.2.1.3 CROMOSOMAS
Enrollamientos de orden superior.
Los cromosomas se encuentran muy enrollados, si
un solenoide tiene de diámetro 30 nm, un cromosoma condensado tiene 700 nm.
Para esto el solenoide se enrolla sobre un esqueleto proteico compuesto de la
enzima topoisomerasa II, que es capaz de pasar una cadena de DNA a través de
otra.
en los
niveles sucesivos de empaquetamiento cromosómico 1) el DNA se enrolla sobre los
nucleosomas que actúan como bobinas de hilo. 2) los nucleosomas se enrollan
formando un solenoide. 3) el solenoide forma lazos anclados a un esqueleto
central. 4) el esqueleto unido a los lazos se dispone como un solenoide gigante.
3.2.2 COMPLEJIDAD DEL GENOMA
La naturaleza de los genes
Los genes
se diferencian unos de otros por su función y por su tamaño, pero en la mayoría
de ellos puede observarse una serie de rasgos topológicos comunes.
Las
principales regiones de un gen
un gen es
una región de DNA cromosómico que puede trascribirse
en una molécula de RNA funcional en el momento y lugar adecuados del proceso de
desarrollo de un organismo. Para que esto ocurra un extremo de un gen contiene
una región reguladora, es decir un
segmento de DNA con una secuencia especifica de nucleótidos que le permita
recibir y responder a señales de otras partes del genoma o del ambiente
celular.
El hecho de definir con precisión que es un gen puede
dificultarse ya que muchos genes eucarioticos contienen segmentos de DNA,
llamados intrones, que se encuentran intercalados en la región transcrita del
gen. Los intrones no contienen información para al formación del producto
génico correspondiente. (p.e proteína). Se transcriben junto con las regiones
codificantes (llamadas exones) pero luego son eliminados del transcrito
inicial.
La
correcta secuencia de nucleótidos de los intrones, de la región reguladora y de
la región codificante es necesaria para crear un trascrito del tamaño adecuado,
en el momento y lugar adecuado y estas tres partes deben considerarse como una
unidad funcional completa, en otras palabras como parte de un gen.
3.2.3 ADN MITOCONDRIAL.
Los cromosomas de mitocondrias y
cloroplastos son de DNA de doble cadena.Los cromososmas de los orgánulos
contienen genes específicos de las funciones que lleva cabo el organulo, sin
embargo la mayoría de funciones del organulo están codificadas en el núcleo.
Las mitocondrias y cloroplastos probablemente se originaron por endosimbiosis
de una procariota.
Las mitocondrias
se encuentran en todos los seres eucariotas aerobios; contienen las
enzimas para la mayor parte de las reacciones oxidativas que generan energia para
las funciones celulares. Estas enzimas incluyen a la piruvato-deshidrogenasa, a
las involucradas en el transporte de electrones, en la fosforilación oxidativa,
en el ciclo del Krebs, y en la oxidación de los acidos grasos. Actualmente se
conocen las secuencias completas del ADN de varios genomas mitocondriales. Al
ADN mitocondrial se lo conoce como ADNmt (mtDNA).
El contenido de
genes de genomas mitocondriales de distintas especies es bastante similar tanto
en n° como en cantidad de funciones distintas. Sin embargo, el tamaño varia enormemente
entre distintos organismos.
No existen
intrones en el genoma mitocondrial de animales, pero existen en el genoma
mitocondrial de las plantas.
3.3
Organización genómica viral.
Un virus es una particula no viva que
solo puede reproducirse a si misma infectando una celula viva y modificando la
maquinaria celular de la huésped para general una descendencia de particulas
virales. Los virus estan formados por una cubierta proteica y un núcleo central
que contiene su genoma.
Los genomas virales son muy distintos
entre si, muchos estan compuestos de ADN, que cuando estan empaquetados puede
ser de cadena sencilla y cadena doble. Algunos virus como el HIV (retrovirus)
contiene genomas de RNA, algunos de cadena sencila y otros de cadena doble.
Algunos genomas virales contienen DNA y RNA circulares.
Independiente del genoma del virus hay
siempre una fase intracelular del ciclo infectivo, en la cual este genoma se convierte
en DNA de cadena doble.
ESTRUCTURA
El
tamaño de los virus está comprendido entre 20 y 300 nm. Ya que la
mayoría miden menos de 250 nm, límite de resolución del microscopio óptico,
sólo son visibles con ayuda del microscopio electrónico.
Los
virus están compuestos de un núcleo central formado por ácido nucleico
(DNA o RNA, pero nunca los dos en el mismo virión) rodeado por una proteína que
constituye la cápsida. El núcleo central y la cápsida forman conjuntamente la
nucleocápsida del virión. Además de las proteínas de la cápsida, muchos virus
contienen dentro de la cápsida uno o más enzimas que actúan en la replicación
de los ácidos nucleicos del virus, polimerasas.
Las
características usadas para la clasificación de los virus se basan en:
a.- Tipo de células hospedadoras (animal, vegetal, bacteriana)
b.- Naturaleza química del ácido nucleico (RNA, DNA)
c.- Morfología del virión (helicoidal, icosaédrico, complejo)
d.- Lugar de replicación (núcleo, citoplasma)
Bibliografía:
Antología biología molecular.
Conclusiones:
En lo particular en la unidad III entendí de cómo esta organizado el matererial genético
en procariotas, eucariotas y otros organismos. También su empaquetamiento de
cada uno de ellos, asi como las proteínas que intervienen para llevar a cabo el
empaquetamiento del adn, además de que en cada teme visto si no se comprendía lo
volvíamos aver nuevamente eso lo iso también mas fácil el entendimiento de cada
tema visto.
