Molecular
todo el ADN está envuelto alrededor de estructuras llamadas nucleosomas. Los nucleosomas están compuestos de ADN de doble cadena envuelto alrededor de un octámero de 8 proteínas histonas incluyendo dos de cada uno de los siguientes: H2A, H2B, H3 y H4. Los nucleosomas son la unidad básica de la cromatina. Una proteína histona adicional, H1, se une al ADN justo al lado del nucleosoma y funciona en la creación de una compactación adicional y una estructura de cromatina más compleja, discutida a continuación., La estabilización de histonas ocurre a través de numerosas interacciones proteína-proteína, enlaces de hidrógeno y fuerzas electrostáticas.
Roger Kornberg, un prominente biólogo de ADN y cromatina, propuso el modelo de estructura nucleosómica en 1974. El modelo se basó en sus experimentos bioquímicos, estudios de difracción de rayos x e imágenes de microscopía electrónica. El experimento de Markus Noll, sin embargo, dio un resultado visualmente interpretable para entender cómo el ADN se envuelve alrededor de los nucleosomas. Su experimento comenzó con núcleos no extraídos de ADN, haciendo más evidente la estructura del ADN natural., Su experimento favoreció la teoría de que el ADN estaba enrollado en el exterior de la unidad de nucleosoma, y cada nucleosoma consiste en aproximadamente 200 pares de bases de ADN.
el ADN se envuelve alrededor de esta bola de proteínas aproximadamente 2 veces, seguido de una región de enlace corta de aproximadamente 20-60 pares de bases mucho antes de que se forme otro octámero de histona o nucleosoma. Cada nucleosoma tiene entre 10 y 11 nanómetros de diámetro. Aproximadamente 146 o 147 pares de bases de ADN se asocian con cada nucleosoma., La región del enlazador varía en longitud dependiendo de la especie y el tipo de célula,y la región del cromosoma que se está transcribiendo o no. El nucleosoma seguido por un espaciador seguido por un nucleosoma y así sucesivamente le dan la apariencia de cuentas a lo largo de una cuerda. Para controlar la expresión del ADN y la regulación de los genes, hay «colas» N-terminales que sobresalen de la proteína histona. Estas colas de proteínas pueden ser modificadas por acetilación, metilación y fosforilación, y estas modificaciones afectarán la regulación génica. La metilación suprime la expresión., La acetilación aumenta la expresión.
los nucleosomas se condensan aún más en bucles, que se condensan aún más en cromsomas solo durante los tiempos de división celular para garantizar una herencia sistemática y precisa del ADN en la próxima generación de células. Este embalaje eficiente no solo sirve como una forma de encajar los 6 pies de ADN en cada célula, sino que también permite que porciones particulares del ADN interactúen entre sí sistemáticamente.
la división celular a través de mitosis y meiosis se cubre a través de una revisión diferente de StatPearls.,
otras proteínas de unión al ADN, conocidas como proteínas no histonas, son un gran grupo de proteínas heterogéneas que desempeñan un papel en la organización y compactación del cromosoma en estructuras de orden superior. La proteína H1 es esencial en estas estructuras de orden superior. Las estructuras secundarias a la cromatina son el modelo solenoide y el modelo ZigZag. El modelo de solenoide consiste en nucleosomas fuertemente enrollados en una configuración espiral regular que contiene 6 nucleosomas por giro. El modelo Zigzag es una forma un poco más suelta de cromatina con configuración irregular., En este modelo, los nucleosomas tienen poco contacto cara a cara. Tanto en el solenoide como en el modelo ZigZag, las fibras tienen un tamaño de 30 nanómetros.
del tamaño del solenoide, la cromatina se empaqueta y se condensa en cromsomas. Los cromosomas tienen diferentes regiones llamadas regiones de heterocromatina y regiones de eucromatina. Las regiones de heterocromatina están estrechamente compactadas allí en los telómeros y centrómeros, estas regiones del cromosoma son siempre heterocromatina, y siempre están bien empaquetadas donde el ADN está muy bien enrollado alrededor de las proteínas., Estas regiones se pueden visualizar microscópicamente a través de varias manchas aplicadas a los cromosomas metafásicos. A pesar de que el ADN parece no estar organizado intranuclear durante la interfase, todavía hay una estructura significativa y partición de diferentes materiales cromsomales dentro del núcleo. El ADN de los cromosomas individuales no está entrelazado con otros cromosomas, sino que permanece en regiones específicas del núcleo llamadas Territorios cromosómicos. Estos territorios pueden ayudar a poner diferentes genes en relación espacial entre sí, lo que se siente como un importante regulador de la expresión génica.,
además de la necesidad de compactación sistemática del ADN para la replicación y división celular, es importante que la célula interfase tenga su ADN organizado dentro del núcleo. Esta organización ayuda a separar el ADN en diferentes áreas de expresión celular entre otras funciones. El núcleo consiste en una matriz de membrana nuclear de doble capa compilada de diferentes tipos de proteínas que aseguran la estabilidad nuclear y facilitan la organización nuclear., Esta organización no es estática y una plétora de mecanismos complicados cambiarán la expresión del ADN temporal y geográficamente dentro del cuerpo. La lámina nuclear está justo debajo de la membrana interna del núcleo, donde viven las proteínas de andamiaje y las proteínas de unión a la matriz. El ADN eucariótico está organizado en bucles, que pueden ser bastante variables en longitud de 25 a 200 pares de bases de largo. Dentro del código genético real del ADN, hay secuencias específicas que permiten la Unión de estos Marte y SARs a lo largo de la lámina nuclear., Estas regiones se llaman regiones de unión matricial (MARs) o regiones de unión de andamio (SARs) donde el ADN está unido a la matriz o andamio del cromosoma, Y los Marte están unidos a la matriz nuclear creando estos bucles radiales. Estas áreas no tienen una secuencia común dentro del ADN. Son de naturaleza constitutiva o facultativa.