3.2.1.1 HISTONAS

Las histonas son unas proteínas pequeñas que están en el núcleo. Som muy básicas lo que les facilita unirse al ADN para ejercer su función de empaquetarlo formando parte de la cromatina.

Las histonas son de dos tipos: H1 (ó H5) y las histonas nucleosómicas. Las histonas nucleosómicas son mas pequeñas ( 102 a 135 aminoácidos) y forman los nucleosomas al enrollar ADN sobre un grupo de ellas. Las histonas nucleosómicas son la H2A, H2B, H3 y H4 y están muy conservadas a lo largo de las diferentes especies.eucariotas. En el núcleo de la célula hay un gran número de ellas (alrededor de 60 millones de cada tipo). Las histonas pueden ser modificadas tras la traducción lo que les cambia sus propiedades de unión al ADN y a proteínas nucleares. Las histonas H3 y H4 tienen largas colas N-terminales hacia el exterior del nucleosoma que son susceptibles de ser modificadas covalentemente. Las modificaciones que pueden sufrir las histonas son: acetilación, metilación, fosforilación y mono-ubicuitinación y sumoilación. Estas modificaciones pueden ser heredadas, influyen en la expresión génica, cambian la arquitectura local de la cromatina y podrían también reclutar otras proteínas que reconozcan modificaciones específicas de las histonas según la hipótesis llamada el `código de las histonas`.

Existe una correlación entre la acetilación de histonas y aumento de transcripción que parece debido a que tras acetilarse la histona se une menos al ADN. Por otra parte parece haber activadores de la transcripción que se unen específicamente a acetil-lisina mediante un módulo llamado Bromo. La metilación de histonas puede tanto activar como reprimir la transcripción dependiendo de qué residuos de lisina en qué histonas son metilados. Estos residuos de metil-lisina parece que reclutan proteínas que contienen un dominio de unión a ellas llamado Cromo. La acetilación de las histonas regula la expresión de genes relacionados con la inflamación y también parece tener un papel en diversas funciones tales como reparación de ADN y proliferación celular, por lo que se plantea usar inhibidores de la histona deacetilasa como nuevos agentes antiinflamatorios. La deacetilasa de histonas actúa como represor de la transcripción a través de interacciones con otras proteínas lo que lleva a remodelación de la cromatina. Hoy día parece claro que determinados patrones de modificación de histones conducen a determinadas patologías entre las que podrían encontrarse, además de patologías tumorales, patologías inflamatorias de localización broncopulmonar como el asma. La huntingtina es una proteína mutada que contiene una zona de poliglutamina aumentada y es responsable de la enfermedad de Huntington. Esta proteína mutada altera la actividad de la acetiltransferasa de histona lo que podría ser el mecanismo por el que altera la transcripción génica, fenómeno clave en la patogenia de la enfermedad.

3.2.1.2 SOLENOIDES

El DNA (asociado a las histonas) da dos vueltas alrededor de cada octamero de los nucleosomas, 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.

El 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 

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. En el otro extremo del gen existe una región encargada de terminar la trascripción.

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.

El ADNmt contiene información para la sintesis de una cantidad de componentes de las mitocondrias, como ser: distintos ARNt y ARNr, algunos de los polipetidos que constituyen las enzimas citocromo-oxidasas, NADH-deshidrogenasa, y ATPasas. Otros componentes de las mitocondrias estan codificados por genes nucleares y luego son introducidos a las mitocondrias.. Estos componentes incluyen a la ADN-polimerasa y otras proteins necesarias para la replicación del ADNmt; tambien la ARN-polimerasa y otras proteins de la transcripcion proteinas ribosomales para la formación de los ribosomas mitocondriales, factores de transcripcion proteicos, y algunas otras subunidades pepticas para la integración de las enzimas citocromo-oxidasas, NADH-deshidrogenasa, y ATPasas.

 

3.3 Organización genómica viral

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.

En los pequeños genomas de plasmidos, organulos y virus, los genes se encuentran cercanos unos a otros, casi sin espacio intergenico.

 

Dotación genética de los virus Los virus pueden tener DNA duplex, DNA monocatenario, RNA monocatenario o RNA duplex. En algunas ocasiones, el genoma vírico dispone de la información biológica necesaria para que la maquinaria de la célula a la que parasita trabaje para él, y en otras posee la información para realizar por sí mismo las diferentes funciones para su replicación

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. Los retrovirus contienen la transcriptasa inversa que sintetiza una cadena de DNA a partir de RNA viral. Algunos virus contienen además una estructura que rodea a la nucleocápsida denominada envuelta formada por lípidos (mayoritariamente fosfolípidos aunque también existen glicolípidos, ácidos grasos, etc.). Esta envuelta puede así mismo tener espículas constituidas por glicoproteínas.

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)