histonas

y
son profesores de genética
en la Universidad de La Coruña y directores del grupo XENOMARCHROMEVOL. Investigan junto con

GENÉTICA

El papel clave
de las histonas

La evolución de esta familia de proteínas ha permitido organizar
el material hereditario y regular su metabolismo de una forma
cada vez más precisa y coordinada
Rodrigo González Romero, Juan Ausió, Josefina Méndez y JoséM. Eirín López

A

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-

-

-

-

EN SÍNTESIS

Sin las histonas, el ADN sería una
maraña desorganizada de nucleótidos.
Estas proteínas permiten el empaquetario en el núcleo celular.

36

Sin embargo, su papel excede con

Investigaciones recientes

-

también el metabolismo del material

principal característica reside en constituir una base estructural y funcionalsusceptible de continuas mejoras.

y especializa-

XXXXXXXX

Encuentro entre histonas: La imagen representa la interacción
entre histonas de la familia H2A (amarillo) y H2B (rojo) para formar un dímero necesario para empaquetar el ADN en el núcleo
celular. Las histonas proporcionan la base estructural de la fibra
de cromatina y regulan el metabolismo del material genético.

37

E S T RU C T U R A Y F U N C I Ó N D E L A C R O M AT I N A

Regulación del empaquetamiento del ADN
-

Cromosoma

-

Fibra
de cromatina

Niveles
de empaquetamiento

Tras el primer nivel de empaquetamiento formado por los nucleosomas, la cromatina se empaqueta

Nucleosomas

Las unidades fundamentales de
la cromatina son los nucleosomas,
estructuras discoidales de unos
oncenanómetros de diámetro
formadas por un núcleo de
histonas en torno al cual se
enrolla la molécula de ADN.

de 30 nanómetros (nm) de diámetro.

en cinco familias principales:
H1, H2A, H2B, H3 y H4.

empaquetamiento sucesivos (de 300
y 700 nm de grosor) hasta alcanzar
los 1400 nm de diámetro del
cromosoma totalmente condensado
(metafásico).

Nucleosomas

P

H2A

P
H2B

H1

P

SH3

S
Cola C-terminal H1

Transformaciones químicas

H4

ADN

S

Residuos de serina fosforilados

Las transformaciones químicas que regulan el empaquetamiento de la cromatina
tienen lugar en las colas (N- y C-terminales) de las histonas, las cuales se proyectan
hacia el exterior del nucleosoma y pueden interaccionar con las enzimas del medio.
Las colas de las histonas H1 y H3,por ejemplo, son ricas en serina (S) y lisina (K).
Estos aminoácidos pueden sufrir fosforilaciones (P) y acetilaciones (Ac); dichos
procesos neutralizan las cargas positivas en las histonas, con lo que disminuye su
K
Ac

K

Residuos de lisina acetilados

K

Cola N-terminal H3

Ac

Ac
-

-

véase

-

-

core

linker
-

-

38

-

INVESTIGACIÓN Y CIENCIA

LAARQUITECTURA FUNCIONAL DEL ADN

-

-

-

-

UNA DIVERSIDAD SORPRENDENTE

-

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-

-

-

-

-

FA M I L I A S D E H I S T O N A S

Un collar de perlas

H3
3

H4
H

H3
H

H4
4

INVESTIGACIÓN Y CIENCIA

Tetrámero

H2A
A

H2B
B

Las histonas del
cuerpo central se
ensamblan en un
octámero (complejo
proteico de ocho
unidades) compuesto
por doscopias de cada
familia.

En torno a cada nucleosoma,
la molécula de ADN se enrolla dos
veces, lo que comprende unos
146 pares de bases (pb).

H2B
H

H2A
H

ADN

Octámero

H1

Las histonas de
enlace se encargan
de sellar los dos giros
de la molécula de
ADN alrededor del
cuerpo central.

Nucleosoma
(146 pb)

Cromatosoma
(160 pb)

La concatenación de
nucleosomas da lugara un
«collar de perlas» cuyas
unidades se denominan
cromatosomas.

39

Genes de las histonas
H4-H2B-H2A-H3

Núcleos celulares
(sin romper)
Cromosomas
liberados
al medio

Genes de la
histona H1
10 μm

10 μm

Las histonas en el genoma: Los genes que codifican las histonas se encuentran presentes en múltiples regiones del genoma.
Gracias al empleo de sondas moleculares...