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Tema 12

El cromosoma eucariótico

1

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En un principio, el material genético se identifico como una masa densa y granular denominada cromatina: reacción con ciertas tinciones – Material oscuro, coloreado.

La célula eucariota

La célula eucariota

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3

La célula eucariota La célula eucariota

Durante la división celular la cromatina se compacta en unidades discretas, los cromosomas.

El ciclo celular consta, básicamente, de dos fases:

Interfase

Actividad celular sintética y

núcleo discreto

Mitosis

Huso acromático

Cada célula hija posee dos copias de cada cromosoma (homólogos)

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http://

estaticos03.cache.el-mundo.net/especiales/2003/02/salud/genetica/ADN.s wf

Una de las características comunes de la organización del material genético es su alto grado de compactación: masa compacta que ocupa un espacio bien delimitado.

El genoma humano tiene unas 3.000 megabases (1-2m) y un núcleo ocupa unas 6µm.

Empaquetamiento del DNA

Empaquetamiento del DNA

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Empaquetamiento del DNA Empaquetamiento del DNA

Composición del Cromosoma (Cromatina)

 Proteínas : básicas -> histonas

ácidas -> no histonas (~30%)

 DNA

 RNA (1%)

Tasa de empaquetamiento: 1:50.000-100.000 5

Doble hélice

Nucleosoma (Octámero de Histonas)

Solenoide (Histona H1)

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Empaquetamiento del DNA

Empaquetamiento del DNA

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Empaquetamiento del DNA Empaquetamiento del DNA

7

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Empaquetamiento del DNA Empaquetamiento del DNA

Existe una matriz proteica que forma el esqueleto del cromosoma.

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Las fibras de DNA se unen al esqueleto en sitios específicos denominados MARs (o SARs)

9

Empaquetamiento del DNA

Empaquetamiento del DNA

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El cariotipo humano y de ratón El cariotipo humano y de ratón

Bandas cromosómicas (Bandas G)

Los genes tienden a localizarse en las regiones entre bandas (>

%G-C)

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Centrómero y telómero Centrómero y telómero

Centrómero

Elemento de DNA responsable de la segregación en mitosis y meiosis (no distingue entre cromosomas).

Está compuesto de proteínas de unión a los microtúbulos y puede poseer gran cantidad de DNA repetitivo

11

Telómero

Elemento de DNA que sella los extremos de los cromosomas y les confiere estabilidad.

Integridad estructural

Asegura la replicación de los extremos del cromosoma

Papel en el apareamiento cromosómico y la arquitectura tridimensional del núcleo

Envejecimiento celular y cáncer

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El Telómero El Telómero

El problema de la replicación de los extremos cromosómicos

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El Telómero El Telómero

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El Telómero El Telómero

Estructura del tapón telomérico

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El Telómero El Telómero

Síndrome de Werner

Mutación en el gen WRN, que codifica una helicasa que participa en la estructura del tapón telomérico

15

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Genes identificados 19073

Genes secuencia conocida 12527 Descripción fenotípica 374 Otros 6172

717

617 429 532

683 508

406 427 413 717 601

206 356 328

443 664 160

727 277 139 286

641

45 1097

Los números del genoma humano Los números del genoma humano

Total de genes estimado 20.000-25.000

Genes con localización física 11419

Genes mitocondriales 37

13 / 11 / 2008

Genes localizados por cromosoma

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Características de los genes humanos que codifican proteínas.

Características de los genes humanos que codifican proteínas.

Característica Mediana Promedio Tamaño muestra

Tamaño exones 122 bp 145 bp 43.317

Número exones 7 8.8 3.501

Tamaño intrones 1.023 bp 3.365 bp 27.238

3’ UTR 400 bp 770 bp 689 (crom. 22)

5’ UTR 240 300 463 (crom. 22)

Secuencia codificadora 1.100 bp 1.340 bp 1.804

(CDS) 367 aa 447 aa

Extensión genómica 14 kb 27 kb 1.804

17

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Los genes humanos varían enormemente

en tamaño y cantidad de exones

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Región del HLA de tipo III en el cromosoma 6p21.3

Gen de la distrofina en el cromosoma Xp21

La densidad de genes no es homogénea

19

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6p21.3

Xp21

oscuras



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

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

La densidad génica se correlaciona con el bandeo cromosómico

BANDAS G

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A) Región del HLA de tipo III en el cromosoma 6p21.3

B) Intrón 26 del gen de la neurofibromatosis tipo 1

Aunque es raro, existen genes solapados y anidados

21

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El tamaño de los genomas El tamaño de los genomas

No existe una buena correlación entre el tamaño del genoma y complejidad genética

Existe una tamaño mínimo del genoma necesario para incrementar la complejidad

Se detecta una gran variación en el tamaño del genoma dentro de un mismo phylum

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23

Secuencias de DNA repetitivas Secuencias de DNA repetitivas

Generalmente, los genes son codificados por secuencias únicas de DNA

Los genomas más grandes dentro de un mismo phylum no contienen necesariamente más genes

Una gran parte del ADN repetitivo puede proceder de los elementos transponibles

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 Derivados de elementos transponibles

 Pseudogenes procesados

 Repeticiones de secuencias sencillas

 Duplicaciones segmentales 10-300 kb

 Bloques de secuencias repetidas en tándem (centrómeros, telómeros,...)

Derivados de trasposones

Contenido en repeticiones del genoma humano

Contenido en repeticiones del genoma humano

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Elementos H. sapiens D. melanogaster C. elegans A. thaliana

LINE/SINE 33.40% 0.70% 0.40% 0.50%

LTR 8.10% 1.50% 0.00% 4.80%

DNA 2.80% 0.70% 5.30% 5.10%

Total 44.40% 3.10% 6.50% 10.50%

25

Contenido en repeticiones del genoma humano

Contenido en repeticiones del genoma humano

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ORGANIZACION GENERAL DEL GENOMA HUMANO

GENOMA MITOCONDRIAL

GENOMA NUCLEAR

ADN extragénico 75%

genes y secuencias relacionadas

25%

Moderada o altamente Repetido

30%

Secs. únicas o bajo número de copias

45%

Repetidos dispersos 12%

Repetidos en tándem o agrupados

18%

No codificante 22.5%

Codificante 2.5%

Pseudogenes Fragmentos

génicos Intrones, secuencias

no traducidas 35000 genes

proteínas

500 RNA funcionales

>500 otros RNA funcionales

>40 tRNA

4 genes rRNA Satélite

Minisatélites

Microsatélite

Cortos (SINEs) Largos (LINEs)