ALGO SOBRE LOS DOGMAS -La mayoría de las nuevas ideas están equivocadas. -La mayoría de las viejas ideas, están también equivocadas, con la excepción de que al haber sido depuradas por el tiempo, una vieja idea se juzga mejor que una nueva idea. -El problema real es que la mayoría de las nuevas ideas son viejas, con lo cual una idea puede fallar dos veces
HETEROCROMATI A Según un Alumno Heterocromatina -"hetero" significa mezcla, es decir, es ADN más histonas Eucromatina - "eu" significa que es ADN verdadero, o sea, puro. Según un Texto Heitz (1929) HETEROCHROMATI : That portion of the nuclear chromatin which demonstrated its allocycly by maintaining a condensed state. The remainder of the nuclear chromatin was extending to what it was termed the euchromatin state. Es decir Fracción de la cromatina que mantiene un estado de condensación permanente a lo largo del ciclo de división celular.
CURVAS COT CI ÉTICA DE RE- ASOCIACIO DEL D A DES ATURALIZADO Componente rápido Componente intermedio Componente lento Porcentaje de genoma 25 30 45 Frecuencia de repetición 500.000 350 1
Momentos históricos cruciales en el estudio de la Heterocromatina Heitz (1929) describe e introduce el término heterocromatina (Platas del genero Pellia) Cooper (1959) La heterocromatina y la eucromatina difieren en su conformación biofísica y en la expresión de su información, pero no en la estructura básica de organización en su DNA (Drosophila). Lyon, 1961; Grumbach et al, 1963; Brown and Chandra, 1973): Relacionan heterocromatinización con actividades génicas en relación con cromosomas sexuales. Lima-De-Faria, 1959: Replicación tardía del DNA heterocromático Frenster, 1971: No existe síntesis de RNA o es muy baja Pardue, 1969 Hibridación in situ con secuencias de DNA específicas Sumner, 1970: Visualiza en cromosomas la heterocromatina constitutiva HUGO: La incluye en DNA-basura
CARACTERISTICAS BASICAS DE LA HETEROCROMATINA HETEROPICNOSIS ALOCICLIA Las secuencias de D A de la Heterocromatina son inactivas Reprimida independientemente de que contenga DNA codificante Formada por DNA incapaz de transcribir Heterocromatina condensada tejido-específica Heterocromatinización facultativa Heterocromatina constitutiva
Complejidad en la Definición Cromatina Complejo de DNA/proteína que configura los cromosomas. Heterocromatina Fracción de la cromatina que presenta alta condensación durante el ciclo de división celular. Presenta tinción elevada con distintos colorantes. Eucromatina Fracción de la cromatina que se condensa y descondensa a lo largo del ciclo de división celular. Presenta tinción tenue con distintos colorantes. Heterocromatina constitutiva Fracción de la cromatina que presenta una alta condensación en todas las fases del ciclo de división y en todas las células del organismo. Localización preferente: centrómeros, regiones distales y NORs. Heterocromatina facultativa- Fracción de la cromatina que se presenta con una alta o baja condensación dependiendo del estado de diferenciación celular o del tipo de célula.
Heterocromatina condensada tejido-específica Eyprepocnemis plorans
La heterocromatinización específica de tejido puede ser un proceso reversible Linfocito normal Linfocito 24 horas defitohemaglutinina
Heterocromatinización Facultativa Heterocromatinización de segmentos cromosómicos o cromosomas completos que se condensan e inactivan en etapas tempranas del desarrollo y permanecen inactivos durante muchas generaciones celulares. Suelen relacionarse con los cromosomas sexuales Sistemas muy presentes en el control del determinismo del sexo en insectos Sistemas de determinismo cromosómico múltiple (X1,X2/Y) Relacionados con procesos de imprinting cromosómico.
El sistema de determinismo del sexo en los Coccidos Lecanoide Comstockiella Diaspididos Control del sexo por heterocromatinización de un genoma parental Se diferencian por el momento de la eliminación de un genoma durante los ciclos de división celular
En Drosophila melanogaster Resultados experimentales de Bridges ú m e r o d e c r o m o s o m a s X P l o i d í a a u t o s o m a s ( A ) ú m e r o t o t a l d e c r o m o s o m a s R a z ó n X / A S e x o 3 4 4 3 2 1 2 1 1 2 3 4 3 2 1 3 2 3 9 1 3 1 6 1 2 8 4 1 1 7 1 0 1, 5 0 1, 3 3 1, 0 0 1, 0 0 1, 0 0 1, 0 0 0, 6 7 0, 5 0 0, 3 3 M e t a h e m b r a H e m b r a H e m b r a H e m b r a H e m b r a H e m b r a I n t e r s e x o M a c h o M e t a m a c h o Conclusión: X/A = 0,5 0,5 < X/A < 1 Intersexo X/A = 1
Heterocromatinización en mamíferos Muy diferente en cada grupo evolutivo Eutheria Methateria Mamíferos placentados Marsupiales Prototheria Mamíferos Placentados Monotremas Un cromosoma X funcionalmente reprimido, transcripcionalmente casi inactivo y al azar en las primeras etapas del desarrollo. Luego, NO! No todo el X es inactivo. Genes activos en el segmento de apareamiento con el Y. Fenotipos anormales por X extra? X0/XXX/XXY
Compensación n de dosis No es universal. Ocurre en mamíferos pero no en aves (ZW hembra / ZZ macho) Mamíferos: Corpúsculo de Barr (1949, cromatina muy condensada perteneciente al cromosoma X. Hipótesis de M. Lyon: Todos los X menos 1 de una célula se inactivan al azar dando lugar al corpúsculo de Barr Corpúsculo de Barr -Un centro de inactivación del X inicia la heterocromatinización. -Mosaicismo: hembras heterocigotas muestran un patrón de expresión en mosaico de cada uno de sus alelos. Ejemplo: gen de ausencia de glándulas sudoríparas en mujeres, gata color calicó
Mosaicismo: hembras heterocigotas muestran un patrón de expresión en mosaico de cada uno de sus alelos. Ejemplo: gen de ausencia de glándulas sudoríparas en mujeres, gata color calicó Gata calicó Patrón de ausencia de glándulas sudoríparas en hembras heterocigotas para el gen de la displasia ectodermal Propiedades Ejemplos de mosaicismo ligados al al cromomosoma X en hembras X inactivos Alta metilación en CG-DNA (sensibles a 5-azacitidina) Histonas metiladas X activos Sensibles a DNA-asa
Methateria (Marsupiales) El cromosoma X parental se inactiva No origina un cromocentro en interfase. El nivel de inactivación varia entre tejidos La situación es mucho mas compleja por existir determinación cromosómica múltiple para el sexo
Prototheria (Monotremas) Cromosomas sexuales mínimamente diferenciados o determinación cromosómica del sexo múltiple. La inactivación parece implicar a las regiones cromosómicas diferenciadas, donde se ha visto que existen procesos de asincronía en la replicación. En general, en mamíferos, se podría asumir que la heterocromatinización del cromosoma X en un fenómeno epigenético y que sigue un modelo de inactivación del cromosoma paterno, incompleta y específica de tejido. Evolución: tendencia a la supresión del entrecruzamiento entre los cromosomas sexuales. Genéticas: selección de genes supresores de la recombinación Estructurales: Cromosomas sexuales idénticos pero cambian los tiempos de replicación (Ofidios) Incidencia de Inversiones
Heterocromatina constitutiva Fracción de la cromatina que se presenta condensada a lo largo del ciclo de división y está presente en todas y cada una de las células de un organismo. Parascaris? Fracción de la cromatina que es positiva a la técnica de Bandeado C.
METAFASE MITÓTICA HUMANA - BANDEO C El bandeo C tiñe regiones de heterocromatina constitutiva Células en interfase En humanos las regiones de heterocromatina constitutiva ocupan preferentemente posiciones centroméricas y pericentroméricas
Hibridación in situ en ratón Composición y características del DNA de la HC a) DNA Satélite b) DNA Altamente Repetido c) Asociado a Bandas C Pero... a ) DNA sátelites crípticos b ) Mus musculus (Sat+Banda Principal) Histonas, rdna, Familias Alu
Proteínas
Patrones de Replicación Lima de Faria (1968) en Melanoplus diferentialis y el cromosoma X La Heterocromatina tiene replicación tardía. No todo el DNA de replicación tardía es heterocromatina. Existen casos donde la HC tiene replicación temprana (genero Vipera) Naja naja naja Naja naja kahoutia TEMPRANA TARDÍA Briofitas del genero Pellia TEMPRANA Los tiempos de replicación de la HC suelen ser más cortos que los de la eucromatina (tanto la de replicación tardía como temprana)
La heterocromatina constitutiva en muy heterogénea y polimórfica Principio de la Equilocalidad Dominios de HC con características comunes ocupan regiones cromosómicas similares
Alphoid-Human
TEL-CHO Sat-Alfa Humano
Toro-Varios
Modelos de organización de la heterocromatina
Tomate
Histonas Acetilación Metilacion Silent Information Regulator Deacetilación Demetilación
Metilacion Histone H3 (tri methyl K27)