Maestro
Páginas: 12 (2867 palabras)
Publicado: 27 de junio de 2010
CAPITULO 13. INTERACCION PROTEINA-DNA. CROMATINA
13.1 Proteínas asociadas al DNA. Histonas y otras.
13.2 El nucleosoma
13.3 Estructuras de orden superior
13.4 Modificación de DNA e histonas y su relación con la activación de la cromatina.
Bibliografía
Blackburn & Gait
Telsenfeld & McGhee. Cell, 44 (1986) 375.
Daban & Cantor. J.Mol.Biol., 156 (1982) 771.
Kornberg & Klug.Scientific American, 244, (1981), 52
Lewin, Genes. Willey, NY 1983.
Richmond and cowokers Nature, 289, 251 (1997).
13.1 Proteínas asociadas al DNA. Histonas y otras.
El DNA interacciona con numerosas proteínas, como veremos en el capítulo 17. Estas proteínas son de muy diverso tipo: enzimas involucrados en transcripción, replicación, preserores, reguladores,..... Una de estas proteínasson las histonas, que juegan un papel clave en el empaquetamiento del DNA en la célula.
El problema del empaquetamiento no es trivial, ya que aún un organismo simple como E-Coli tiene alrededor de 3 106 pares de bases de DNA. Ello implica en DNA doble hélice aproximadamente 1 mm! Es decir, mucho más que la longitud total de la célula. La situación es aún más dramática en una célulaeucariota (véase Fig. 1 y 2). Es por lo tanto imprescindible que el DNA se compacte para ocupar menos espacio. El nivel de compactación más inmediato es el de cromatina.
[pic]
Figura 1. Cromosoma eucariota explotado por choque osmótico. Obsérvese la cantidad de fibra de DNA que contenía.
[pic]
Figura 2. Esquema de compactación del DNA eucariota.
En célulasprocariotas y en virus se pueden producir sistemas de empaquetamiento primitivos. Por ejemplo el empaquetamiento hexagonal, donde las fibras de DNA se agruparían como si fuesen un manojo de lápices. Este tipo de empaquetamiento queda estabilizado por la interacción de proteínas muy básicas no histonas: las protaminas.
Otra posibilidad de compactación la encontramos en las cabezas de los fagos.Parece que en este caso el DNA esta enrollado como una manguera, sacando partido de la capacidad del DNA para curvarse. El DNA enrollado forma una estructura de unos 170 Å de radio lo que da una estructura muy compacta que queda estabilizada por medio de iones divalentes y de valencia superior. Este tipo de empaquetamiento “curvado” coincide con datos experimentales y teóricos que demuestran latendencia del DNA a curvarse espontáneamente en presencia de muchos cationes de elevada valencia.
Desde los años setenta se sabe que el DNA eucariota se encontraba en la cromatina compacto formando unas estructuras que involucraban proteínas y que tenían un tamaño aproximado de 200 pares de bases (el número exacto varia entre organismos). Estudios posteriores han demostrado que lo que existe esun octámero de proteínas muy básicas: las histonas, entorno al cual se enrollo 1 3/4 vueltas de DNA doble hebra. También se ha demostrado que existe otra histona: la H1 que ayuda al empaquetamiento, pero que no está en el octámero.
Esta información se derivó a partir de datos de digestión con nucleasa micrococal de cromatina. Al hacerlo con DNA marcado en uno de los extremos se observóque se obtenían fragmentos de excisión cada 200 pares de bases (i.e. fragmentos de 200, 400, 600,…). Es decir, que existína (cada 200 pb) unas estructuras repetitivas que daban protección al DNA frente a nucleasa microcal. La longitud de estas estructuras era de 200 pb.
Sabemos ahora que estas estructuras están formadas por el DNA sobreenrollado sobre un core proteico formado por lashistonas (Figura 3) con otra histona (la H1) dispuesta de modo exterior al core proteico (véase más abajo).
[pic]
Figura 3. Esquema de un DNA enrollado 1 ¾ vueltas sobre el core proteico del nucleosoma. Nótese que es una doble hélice levógira.
Las histonas son proteínas muy básicas (lógico porque tienen que interaccionar con el DNA), lo que viene dado por su...
13.1 Proteínas asociadas al DNA. Histonas y otras.
13.2 El nucleosoma
13.3 Estructuras de orden superior
13.4 Modificación de DNA e histonas y su relación con la activación de la cromatina.
Bibliografía
Blackburn & Gait
Telsenfeld & McGhee. Cell, 44 (1986) 375.
Daban & Cantor. J.Mol.Biol., 156 (1982) 771.
Kornberg & Klug.Scientific American, 244, (1981), 52
Lewin, Genes. Willey, NY 1983.
Richmond and cowokers Nature, 289, 251 (1997).
13.1 Proteínas asociadas al DNA. Histonas y otras.
El DNA interacciona con numerosas proteínas, como veremos en el capítulo 17. Estas proteínas son de muy diverso tipo: enzimas involucrados en transcripción, replicación, preserores, reguladores,..... Una de estas proteínasson las histonas, que juegan un papel clave en el empaquetamiento del DNA en la célula.
El problema del empaquetamiento no es trivial, ya que aún un organismo simple como E-Coli tiene alrededor de 3 106 pares de bases de DNA. Ello implica en DNA doble hélice aproximadamente 1 mm! Es decir, mucho más que la longitud total de la célula. La situación es aún más dramática en una célulaeucariota (véase Fig. 1 y 2). Es por lo tanto imprescindible que el DNA se compacte para ocupar menos espacio. El nivel de compactación más inmediato es el de cromatina.
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Figura 1. Cromosoma eucariota explotado por choque osmótico. Obsérvese la cantidad de fibra de DNA que contenía.
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Figura 2. Esquema de compactación del DNA eucariota.
En célulasprocariotas y en virus se pueden producir sistemas de empaquetamiento primitivos. Por ejemplo el empaquetamiento hexagonal, donde las fibras de DNA se agruparían como si fuesen un manojo de lápices. Este tipo de empaquetamiento queda estabilizado por la interacción de proteínas muy básicas no histonas: las protaminas.
Otra posibilidad de compactación la encontramos en las cabezas de los fagos.Parece que en este caso el DNA esta enrollado como una manguera, sacando partido de la capacidad del DNA para curvarse. El DNA enrollado forma una estructura de unos 170 Å de radio lo que da una estructura muy compacta que queda estabilizada por medio de iones divalentes y de valencia superior. Este tipo de empaquetamiento “curvado” coincide con datos experimentales y teóricos que demuestran latendencia del DNA a curvarse espontáneamente en presencia de muchos cationes de elevada valencia.
Desde los años setenta se sabe que el DNA eucariota se encontraba en la cromatina compacto formando unas estructuras que involucraban proteínas y que tenían un tamaño aproximado de 200 pares de bases (el número exacto varia entre organismos). Estudios posteriores han demostrado que lo que existe esun octámero de proteínas muy básicas: las histonas, entorno al cual se enrollo 1 3/4 vueltas de DNA doble hebra. También se ha demostrado que existe otra histona: la H1 que ayuda al empaquetamiento, pero que no está en el octámero.
Esta información se derivó a partir de datos de digestión con nucleasa micrococal de cromatina. Al hacerlo con DNA marcado en uno de los extremos se observóque se obtenían fragmentos de excisión cada 200 pares de bases (i.e. fragmentos de 200, 400, 600,…). Es decir, que existína (cada 200 pb) unas estructuras repetitivas que daban protección al DNA frente a nucleasa microcal. La longitud de estas estructuras era de 200 pb.
Sabemos ahora que estas estructuras están formadas por el DNA sobreenrollado sobre un core proteico formado por lashistonas (Figura 3) con otra histona (la H1) dispuesta de modo exterior al core proteico (véase más abajo).
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Figura 3. Esquema de un DNA enrollado 1 ¾ vueltas sobre el core proteico del nucleosoma. Nótese que es una doble hélice levógira.
Las histonas son proteínas muy básicas (lógico porque tienen que interaccionar con el DNA), lo que viene dado por su...
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