1 / 75

Universidad Nacional del Santa

Universidad Nacional del Santa. Facultad de Ciencias. Departamento de Biología, Microbiología y Biotecnología. Genoma Eucariótico. Blga. Pesq. Eliana Zelada Mázmela Blgo. Acuic. Carmen Yzásiga Barrera. Organismos Eucariotas.

lulu
Télécharger la présentation

Universidad Nacional del Santa

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Universidad Nacional del Santa Facultad de Ciencias Departamento de Biología, Microbiología y Biotecnología Genoma Eucariótico Blga. Pesq. Eliana Zelada Mázmela Blgo. Acuic. Carmen Yzásiga Barrera

  2. Organismos Eucariotas • Tendencia a la especialización celular espacios genéticos • Distribución del material genético en múltiples cromosomas no homólogos • Aparición de CHON • Establecimiento de ciclos en el grado de condensación • Aparición del aparato mitótico distribución de copias idénticas a las células hijas • Diferenciación zonal en regiones con grado distintos de condensación: eucromatina y heterocromatina

  3. El puente en algas, protozoos y hongos, teniendo mayor importancia los dinoflagelados: • Con membrana nuclear pero que no desaparece durante la división • No formación de huso • CHON no histonas Dodge: Mesocarionte: • Zonas de E-H: clorofitas pluricelulares y rodofitas • Sucesión condensación – descondensación: fitoflagelados • Aparato mitótico rudimentario, sin centriolo: amebas • Desarrollo de aparato mitótico: hongos y protozoos

  4. Cromosoma Eucariota Término propuesto por Waldeyer, haciendo énfasis en la continuidad entre la cromatina interfásica y el cromosoma metafásico. Material genético organizado estructura en forma de filamento, se encuentra en el núcleo, contiene a los genes. ADN + proteínas Deriva del griegoCROMO= Color SOMA = cuerpo Cromatina: Sustancia que se tiñe Forma Forma del cromosoma obedece a su función: a) Interfase: Presenta la forma de fibra nucleosómica o cromosómica. No está empaquetado (uncoiled). Se tiñe débilmente ADNd + CHON histonas

  5. material genético organizado b) División:Empaquetado: cromosomas ADN, histonas y CHON no histónicas Interfase División

  6. Partes:

  7. En el caso de la especie humana, existen cinco pares de cromosomas que poseen regiones NOR, los pares  13, 14, 15, 21 y 22.

  8. a) Telómero:Son los extremos de los brazos cromosómicos con estructura especial que protege al cromosoma de su degradación por los extremos y que se unan con otros. Poseen extremos 3' simples constituidos por una secuencia corta rica en G que está repetida en tándem cientos de veces. Durante la replicación se pierden de 50 a 200 nucleótidos en cada ciclo de división celular. Su desgaste impide su función protectora: problemas en la segregación se activan los mecanismos de apoptosis. Modelo de estructura de los telómeros

  9. Organismo Secuencia repetida Tetrahymena 5' TTGGG 3' Paramecium 5' TTGGGG 3' Tripanosoma 5'TTAGGG 3' Arabidopsis 5' TTTAGGG 3' Homo 5' TTAGGG 3'

  10. La telomerasa: En el caso de las células germinales y embrionarias, existe una enzima específica, la telomerasa, que es capaz de restaurar la secuencia del telómero. Células sin telomerasa: < número de divisiones b) Centrómero:Zona por la que el cromosoma interacciona con las fibras del huso acromático en las anafases mitóticas y meióticas y que es responsable de los movimientos cromosómicos. Las estructuras centroméricas que interaccionan con las fibras del huso se denominan cinetocoros. En la estructura del centrómero también intervienen proteínas centróméricas.  Es la constricción primaria y aparece menos teñida que el resto del cromosoma. Hay tres regiones conservadas

  11. Región I (8 pb) Región II (76-86 pb) Región III (25 pb) PuTCACPuTG rica en pares AT (87-95%) TGTTT(T/A)TGNTTTCCGAAANNNAAAA Palíndromo 11 pb Su función dependería de su longitud conservada Altamente conservada

  12. En realidad el ADN centromérico evoluciona con gran rapidez, pero sigue siendo lo suficientemente estable para realizar su función paradoja centrómero. No han sido totalmente secuenciados grandes agujeros negros de ADN Es un locus sobre el cual actúa el aparato de división celular Presenta dos CHON importantes: H3C y CEN-C

  13. a) Por la posición del centrómero Metacéntrico Submetacéntrico Acrocéntrico Telocéntrico Características mínimas para supervivencia • Telómero supervivencia o integridad • Centrómero segregación • Origen replicación Clasificación

  14. Presencia de secuencias centroméricas

  15. b) Por el número de brazos:Unibraquiales, bibraquiales c) Por su simetría transversal: Simétricos: Metacéntricos Asimétricos: Submetacéntricos, acrocéntricos d) De acuerdo al momento de división: - Con una cromátida - Con dos cromátidas Anafase, telofase Interfase: G1 Profase, metafase Interfase: S, G2 La actividad génica sólo se da cuando la fibra nucleosómica se descondensa a 100 A . Conforme se condensa, los genes se van silencionando e) Por la función: - Autosomas - Sexuales

  16. Grandes: 10 a 12 u Pequeños < 5 u Tamaño: Variable

  17. Número: Número constante en todas las células de un organismo y en todos los individuos de la misma especie. Un juego cromosómico, haploide, n Dos juegos cromosómicos, diploide, 2n Especies con pocos cromosomas: 2n = 2 (hormigas) Especies con muchos cromosomas: 2n = 436 (Lysandra atlantica) 2n = 6 El número no tiene valor evolutivo: Muntiacus 2n = 46

  18. Organismo Nº Cromosomas (2n) Organismo Nº Cromosomas (2n) Hombre, Homo sapiens 46 Roble blanco, Quercus alba 24 Chimpancé, Pan troglodytes 48 Pino amarillo, Pinus ponderosa 24 Mono rhesus, Macaca mulata 48 Cerezo ácido, Prunus cerasus 32 Caballo, Equus caballus 64 Col (repollo), Brassica oleracea 18 Asno, Equus asinus 62 Rábano, Raphanus sativus 18 Perro, Canis familiaris 78 Guisante de jardín, Pisum sativum 14 Gato, Felis domesticus 38 Guisante, Lathyrus odoratus 14 Ratón domestico, Mus musculus 40 Frijol, Phaseolus vulgaris 22 Rata, Ratus norvegicus 42 Pepino, Cucumis sativus 14 Zarigüeya, Didephys virginiana 22 Algodón, Gossypium hirsutum 52 Pollo, Gallus domesticus 78 Patata, Solanum tuberosum 48 Pavo, Meleagris gallopavo 82 Tomate, Solanum lycopersicum 24 Rana, Rana pipiens 26 Tabaco, Nicotiana tabacum 48 Platypoecilus maculatus 48 Trigo candeal, Triticum aestivum 42 Estrella de mar, Asterias forbesi 36 Trigo duro, Triticum durum 28 Gusano de seda, Bombix mori 56 Cebada, Hordeum vulgare 14 Mosca domestica, Musca domestica 12 Centeno, Secale cereale 14 Mosca fruta, Drosophila melanogaster 8 Arroz, Oryza sativa 24 Mosquito, Culex pipiens 6 Boca de dragón, Anthirrinum majus 16 Cucaracha, Blatta germanica 23, 24 Levadura, Saccharomyces cerevisiae 18 Cangrejo ermitaño, Eupagurus ochotensis 254 Alga verde, Acetabularia mediterranea 20

  19. Nivel Interno Ultraestructura Cada cromátida está constituida por una fibra elemental: cromonema producto final del enrollamiento en hélice de una FN, tiene un diámetro de 200 – 300 A En profase, muestra unos abultamientos: cromómeros que son enrollamientos localizados de cromatina con CHON no histonas. Con posición y tamaño constante. Presenta una estructura repetitiva en forma de cuentas de collar, unidos por filamentos de ADN: subunidades que se repiten. Al digerir con endonucleasa, se obtuvo de diferentes tamaños, el más pequeño de 200 pb, es decir c/200 pb queda sin histonas

  20. 100 A

  21. Estructura del nucleosoma • Disposición del DNA:146 pares de bases se enrollan dando 1,8 vueltas en torno a un octámero de histonas • Cada vuelta requiere 80 pares de bases: dos secuencias situadas a esta distancia se encuentran muy próximas en torno a un nucleosoma • Los puntos de entrada y salida de la doble hélice en torno al octámero de histonas están muy próximos • 54 pares de bases separan un octámero de histonas con su DNA enrollado de los octámeros contiguos • Total: 200 pares de basesOrganización del octámero de histonas • 1 Tetrámero H3-H4 • 2 Dímeros H2A-H2B

  22. Los genes para las histonas se encuentran agrupados en nichos, que se repiten decenas o centenas de veces (erizo de mar). Cada grupo contiene un orden de los genes para histonas: H1-H2A-H3-H2B-H4. • Genes ricos en pares G-C codifican para Lys y Arg, separados por secuencias ricas en A-T. • CHON básicas, ricas en Lys y Arg, con un elevado conservadorismo evolutivo y que interacción con el ADN formando el nucleosoma. La v del cambio evolutivo se mide como el Nº de cambios por cada 100 AA por cada 100 millones de años. • También existen CHON que son específicas de tejido como es la histona H5 muy rica en Lys (25 moles%) específica de eritrocitos nucleados de vertebrados no mamíferos, y de las histonas del esperma. Reemplaza a H1

  23. Genes para las histonas

  24. Histona Nº residuos Pm Contenido en moles % de Lys/Arg Modificación V. cambio evolutivo Lys  Arg H1 213 21.000 27,7 1,4 19,78 Fosforilación 4 H2A 129 13.900 10,9 9,3 1,17 Fosforilación, acetilación 1 H2B 125 13.774 15,2 6,1 2,49 Fosforilación, acetilación 1 H3 135 15.273 9,6 13,3 0,72 Acetilación, metilación fosforilación 0,1 H4 102 11.236 10,8 13,7 0,79 Acetilación, metilación fosforilación 0,06

  25. ADN HISTONAS NO HISTONAS ARN 1 1 0,5 - 1,5 0,05 Varía en los diferentes cromosomas 1/3 1/3 1/3 Composición química de la cromatina (en peso )

  26. Estructura de cromatina • Varios niveles de enrollamiento: • Nucleosoma: 100 A : 6 • Solenoide: 300 A: 40 Componente básico de eucromatina y heterocromatina • Lazos o dominios: 3000 A

  27. Formación del solenoide, papel de la H1

  28. Regiones de fijación a la matriz (SAR)

  29. Razón empaquetamiento: 40 Cada micra a lo largo de la fibra contiene 40 micras de ADN

  30. Razón de empaquetamiento:Describe la compresión global del cromosoma. Se calcula dividiendo la longitud del ADN/longitud de la unidad en la que está contenido: 4,6 x 107 pb = 14000 u = 1,4 cm 2 u Longitud del ADN Longitud del cromosoma 14000/2 = 7000 Se estima que los cromosomas mitóticos están de 5 a 10 veces más empaquetados que la cromatina interfásica, lo que significa un empaquetamiento de 1000 y 2000

  31. La estructura de la cromatina no se pierde durante la replicación

  32. Tipos de cromatina • Eucromatina: Siguen un ciclo de condensación y descondensación. La fibra tiene 10 nm. Se considera hasta 100 nm de enrollamiento. Se encuentran los genes activos, los que transcriben una minoría: 10 nm su localización aquí es necesaria pero no suficiente. • Empaquetamiento global de 1000 • b) Heterocromatina: Permanece condensado aún en interfase. Cerca de los centrómeros. >1000 a 10000 empaquetamiento

  33. En una misma fibra puede haber eucromatina y heterocromatina: diferentes grados de condensación. • Las regiones de heterocromatina pasan por diferentes grados de condensación en la alternancia entre interfase y mitosis. • Facultativa: Sólo se condensa en ciertos tipos celulares o en ciertos momentos del desarrollo. Cromosoma X. • Constitutiva: Aparece condensada en todos los tipos celulares: ADN altamente repetitivo. Protege eucromatina, se replica tardíamente.

  34. Cromosoma organelo dinámico para el empaquetamiento, replicación, segregación y expresión de la información de una larga molécula de ADN • Los componentes: Una molécula de ADN y muchos tipos de CHON. • Estructura cromosómica: Interacción variable entre ADN y CHON que crea diferentes niveles de compactación. • Elementos especializados: segregación, replicación, etc. • El grado de empaquetamiento influencia La actividad génica.

  35. El ADN en la escala evolutiva Los análisis permiten afirmar que en general a medida que se incrementa la complejidad funcional y estructural de los seres vivos se incrementa su contenido de ADN, habiendo excepciones a la regla Especie con menor contenido en ADN de cada grupo taxonómico

  36. Variación de la cantidad de ADN (pb) en diferentes grupos de especies

  37. Grupo Taxonómico Especie Valor C (pb) Algas Pyrenomas salina 6,6 x 105 Mycoplasma Mycoplasma pneumoniae 1,0 x 106 Bacterias Escherichia coli 4,2 x 106 Levaduras Saccharonyces cerevisiae 1,3 x 107 Hongos D. discoideum 5,4 x 107 Nematodos Caenorhabditis elegans 8,0 x 107 Insectos Drosophila melanogaster 1,4 x 108 Aves Gallus domesticus 1,2 x 109 Anfibios Xenopus laevis 3,1 x 109 Mamíferos Homo sapiens 3,3 x 109

  38. Paradoja del valor C El valor C se define como la cantidad de ADN por genoma haploide en estado de una cromátida (en fase G1). el valor C sería la cantidad de ADN de las 23 cromátidas de un gameto humano Hombre = C = 23 Falta de correspondencia entre el valor C y la complejidad filogenética, debido a que en eucariotas la mayor cantidad del ADN es no codificante, o sin función demostrable, ya sea entre genes o intragenes. ¿ ?

More Related