1Nucleosomas e histonas
La unidad básica de empaquetamiento del ADN eucariota es el nucleosoma: un segmento de ADN (~146 pares de bases) enrollado alrededor de un octámero de histonas —dos copias cada una de las histonas H2A, H2B, H3 y H4—. Las histonas son proteínas ricas en aminoácidos básicos (lisina, arginina), cuya carga positiva neutraliza la carga negativa del esqueleto de fosfato del ADN, permitiendo el enrollamiento compacto. Una quinta histona, H1, se une al ADN "espaciador" entre nucleosomas consecutivos y favorece el plegamiento hacia órdenes superiores de compactación, dando el aspecto característico de "cuentas de un collar" observado al microscopio electrónico.
2Niveles de organización del ADN celular
| Nivel | Estructura |
|---|---|
| 1. ADN desnudo | Doble hélice (capítulo I.1) |
| 2. Nucleosoma | ADN enrollado alrededor del octámero de histonas — "cuentas de un collar" |
| 3. Fibra de cromatina de 30 nm | Los nucleosomas se compactan aún más, favorecidos por la histona H1 |
| 4. Bucles y dominios | La fibra de 30 nm se organiza en bucles anclados a una matriz proteica nuclear |
| 5. Cromosoma metafásico | El máximo grado de condensación, visible al microscopio óptico solo durante la división celular (capítulo III.2) |
Este nivel de organización no es meramente estructural: la eucromatina (menos condensada) corresponde en general a regiones transcripcionalmente activas, accesibles a los factores de transcripción; la heterocromatina (muy condensada) corresponde a regiones transcripcionalmente silentes — el mismo principio que explica, por ejemplo, la inactivación de uno de los cromosomas X en la célula somática femenina (capítulo III.3).
3Genes interrumpidos: exones e intrones
A diferencia del gen procariota (colineal con su producto proteico), la mayoría de los genes eucariotas están interrumpidos: contienen secuencias codificantes (exones) intercaladas con secuencias no codificantes (intrones), que deben eliminarse del transcripto primario mediante el proceso de splicing antes de que el ARNm maduro pueda traducirse (desarrollado en el capítulo II.3). Un mismo gen puede, mediante splicing alternativo, generar varias proteínas distintas según qué combinación de exones se incluya en el ARNm maduro final — un mecanismo que amplía enormemente la diversidad de proteínas que el genoma humano puede producir, sin necesidad de un número proporcionalmente mayor de genes.
4ADN repetitivo
Una fracción considerable del genoma humano —mayoritaria en términos de tamaño total— corresponde a secuencias de ADN repetitivo, no codificante en su mayoría:
- ADN satélite: secuencias muy repetidas en tándem, concentradas en regiones centroméricas y teloméricas — contribuye a la estructura y función de estas regiones cromosómicas especializadas.
- Elementos dispersos (transposones): secuencias repetitivas distribuidas por todo el genoma, capaces (o alguna vez capaces) de moverse de una posición a otra — su inserción dentro o cerca de un gen puede alterar su expresión o función (capítulo I.3).
- Microsatélites y minisatélites: repeticiones cortas en tándem cuyo número varía entre individuos — la base molecular de técnicas de identificación genética (huella genética) y de ciertas enfermedades por expansión de repeticiones.
5Trampas de examen
| Trampa | Por qué confunde | Aclaración |
|---|---|---|
| Pensar que el ADN "no codificante" es todo funcionalmente irrelevante | El término sugiere que no cumple ningún rol biológico | El ADN repetitivo no codificante cumple funciones estructurales relevantes (centrómeros, telómeros) y regulatorias; "no codificante" solo significa que no codifica directamente una secuencia proteica, no que carezca de función |
| Confundir eucromatina con heterocromatina en su relación con la actividad génica | Ambos términos suenan técnicamente similares | La eucromatina (menos condensada) es transcripcionalmente activa; la heterocromatina (muy condensada) es transcripcionalmente silente — la condensación física y la actividad transcripcional están inversamente relacionadas |
| Creer que todos los genes eucariotas tienen intrones | Se presenta como una regla general de la genética eucariota | Es la mayoría, no la totalidad — existen genes eucariotas sin intrones (por ejemplo, los genes de histonas), aunque son la minoría frente al patrón interrumpido predominante |
6Puntos clave
- El nucleosoma (ADN + octámero de histonas) es la unidad básica de empaquetamiento; la jerarquía continúa hasta el cromosoma metafásico.
- Eucromatina (laxa) = activa transcripcionalmente; heterocromatina (condensada) = silente.
- Los genes eucariotas están interrumpidos por intrones entre exones; el splicing alternativo amplía la diversidad proteica sin aumentar el número de genes.
- El ADN repetitivo (satélite, transposones, microsatélites/minisatélites) cumple funciones estructurales, regulatorias, y es la base de técnicas de identificación genética.