Cromatina para niños
La cromatina es como el "paquete" especial en el que se guarda el material genético dentro del núcleo celular. Imagina que el ADN es un hilo muy largo. Para que quepa dentro de la célula, necesita estar muy bien organizado. La cromatina es esa organización.
Está hecha de ADN, ARN y unas proteínas especiales. Estas proteínas son de dos tipos principales: las histonas y las proteínas no histónicas.
Las unidades básicas de la cromatina se llaman nucleosomas. Piensa en ellos como "cuentas" en un collar. Cada nucleosoma está formado por un trozo de ADN que se enrolla alrededor de un grupo de ocho proteínas histonas. Este enrollamiento inicial hace que el ADN se compacte un poco, pareciendo un "collar de perlas".
Luego, estas "perlas" se empaquetan aún más, formando una fibra más gruesa. Finalmente, esta fibra se condensa al máximo para formar los cromosomas, que son las estructuras que podemos ver cuando la célula se va a dividir.
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Contenido
¿Quién descubrió la cromatina?
La historia de la cromatina es muy interesante. En 1879, un científico llamado Walther Flemming fue el primero en ver y describir la cromatina. Le dio ese nombre porque notó que se "teñía" fácilmente con ciertos colorantes.
Antes, en 1869, otro científico, Miescher, había encontrado una sustancia en el núcleo de las células a la que llamó "nucleína". Más tarde, en 1889, Altman la identificó como un ácido orgánico y la llamó "ácido nucleico", que hoy conocemos como ADN.
Las histonas, esas proteínas importantes que ayudan a empaquetar el ADN, fueron descubiertas poco después, en 1884, por Albrecht Kossel. Durante mucho tiempo, no se supo mucho más sobre la estructura de la cromatina. Pero en la década de 1970, gracias a los microscopios electrónicos, se pudo ver por primera vez la fibra de cromatina y se descubrió el nucleosoma. Finalmente, en 1997, se logró ver la estructura detallada del nucleosoma usando una técnica llamada cristalografía de rayos X.
¿Cuántos tipos de cromatina existen?
La cromatina no es siempre igual. Se puede encontrar en dos formas principales dentro del núcleo de la célula:
- Eucromatina
- Heterocromatina
Eucromatina: La forma activa
La eucromatina es la forma de la cromatina que está menos compactada. Piensa en ella como una biblioteca donde los libros (los genes) están más accesibles. Aquí es donde se encuentran la mayoría de los genes que están "activos", es decir, que se están usando para producir ARN y proteínas.
Está formada por la fibra de nucleosomas, que es como un collar de perlas. Esta fibra puede enrollarse un poco más gracias a la histona H1. La eucromatina es crucial para que la célula pueda leer y usar su información genética.
Heterocromatina: La forma inactiva
La heterocromatina es la forma más compacta y "silenciosa" de la cromatina. Se encuentra principalmente en los bordes del núcleo celular y se tiñe muy fuerte con los colorantes. En 1928, Emil Heitz la definió como las partes de los cromosomas que se veían muy condensadas y oscuras.
La heterocromatina puede ser de dos tipos:
Heterocromatina constitutiva
Este tipo de heterocromatina es igual en todas las células de un organismo. No contiene información genética que se use para producir proteínas. Se encuentra en regiones importantes de los cromosomas como los telómeros (los extremos) y los centrómeros (el centro). Contiene un tipo especial de ADN llamado ADN satélite, que son secuencias cortas que se repiten muchas veces. Esta heterocromatina es muy estable y no cambia.
Heterocromatina facultativa
Este tipo de heterocromatina puede ser diferente en distintos tipos de células. Contiene genes que no se están usando en ese momento, pero que podrían activarse en el futuro. Un ejemplo famoso es el corpúsculo de Barr, que es un cromosoma X inactivo en las células de las mujeres. La heterocromatina facultativa puede cambiar su estado, volviéndose activa o inactiva según las necesidades de la célula.
¿Qué características tiene la heterocromatina?
Aunque son de dos tipos, la heterocromatina constitutiva y la facultativa comparten algunas características:
- Está muy compacta: Esto es lo que la define. Al estar tan apretada, es difícil que otras moléculas accedan a su ADN.
- Se replica más tarde: Cuando la célula copia su ADN, la heterocromatina se copia al final. Esto se debe a que está muy compacta y es difícil de alcanzar.
- Su ADN está modificado: El ADN de la heterocromatina tiene unas marcas químicas llamadas "metilación". Esto ayuda a mantenerla inactiva.
- Sus histonas están modificadas: Las proteínas histonas de la heterocromatina también tienen marcas químicas, como la "hipoacetilación" y la "metilación" en ciertas partes. Estas marcas indican que esa región de ADN está inactiva.
- No está activa en la transcripción: Esto significa que los genes en la heterocromatina generalmente no se "leen" para producir proteínas.
- No participa en la recombinación genética: La heterocromatina no suele intercambiar material genético con otras regiones durante procesos como la meiosis.
¿Para qué sirve la heterocromatina?
Durante mucho tiempo, el papel exacto de la heterocromatina fue un misterio. Pero ahora sabemos que es muy importante para varias funciones:
- Organiza el núcleo: La heterocromatina se ubica generalmente en los bordes del núcleo, pegada a la envoltura nuclear. Esto ayuda a que la eucromatina (la parte activa) se concentre en el centro, donde puede trabajar de manera más eficiente.
- Ayuda a los centrómeros: Los centrómeros, que son cruciales para que los cromosomas se separen correctamente durante la división celular, suelen estar rodeados de heterocromatina. Se cree que esta heterocromatina es necesaria para que los centrómeros funcionen bien.
- Silencia genes: La heterocromatina puede "apagar" genes. Esto es parte de un proceso llamado regulación epigenética. Si un gen se mueve cerca de una región de heterocromatina, puede silenciarse. Esto es importante para que las células se especialicen y funcionen correctamente.
¿Cómo influye la cromatina en la actividad de los genes?
La cromatina no es una estructura rígida; es muy dinámica. Puede cambiar su nivel de compactación para permitir que el ADN se copie (replicación), se lea (transcripción) o se repare. Juega un papel fundamental en cómo se "expresan" los genes.
Cuando el ADN está muy unido a las proteínas de la cromatina, es más difícil que las enzimas que leen el ADN (como la ARN polimerasa) accedan a él. Por eso, existen muchas "máquinas" especiales en la célula que pueden remodelar la cromatina o modificar las histonas para que el ADN sea más accesible.
Existe algo llamado "código de histonas". Las histonas pueden tener diferentes marcas químicas (como metilación o acetilación) en sus "colas". Por ejemplo, la acetilación de las histonas suele estar relacionada con la activación de los genes. Cuando una histona se acetila, su carga eléctrica cambia, se une menos fuerte al ADN, y esto permite que la maquinaria de transcripción acceda al gen. Por el contrario, la metilación de las histonas a menudo se asocia con la represión de los genes, haciendo que el ADN se una más fuertemente.
Además de las modificaciones de las histonas, hay otras "máquinas" que pueden mover o reorganizar los nucleosomas. Estas máquinas son esenciales para que la ARN polimerasa pueda leer el ADN y los genes se expresen.
Otra forma de "marcar" la cromatina como inactiva es a través de la Metilación del ADN, que es una modificación química directa en el ADN. La metilación del ADN y la de las histonas suelen trabajar juntas para mantener los genes apagados. Todas estas modificaciones son parte de las modificaciones epigenéticas, que son cambios en la actividad de los genes que no implican cambios en la secuencia del ADN.
Cromatina y cambios en el ADN
Se ha observado que los cambios en el ADN (mutaciones) son más comunes en las regiones de cromatina que están reprimidas o que se replican más tarde. Esto también se ha visto en algunos tipos de cáncer.
Métodos para estudiar la cromatina
Existen métodos especiales en biología molecular, llamados "métodos de captura de la conformación de los cromosomas" (o tecnología 3C), que nos permiten entender cómo se organiza la cromatina en el espacio dentro de la célula. Estos métodos miden qué partes del genoma están cerca unas de otras en la estructura tridimensional, incluso si están lejos en la secuencia lineal del ADN.
Todos estos métodos suelen seguir unos pasos iniciales: 1. Se "fija" el ADN con una sustancia para que mantenga su forma. 2. Se corta el genoma en pedazos. 3. Se unen los pedazos de ADN que están cerca. 4. Luego, se analizan los fragmentos resultantes con técnicas como la PCR.
Un método más reciente, llamado Dip-C, permite analizar la estructura de la cromatina en células diploides (que tienen dos copias de cada cromosoma) y ver qué copia del cromosoma está involucrada en cada contacto. Esto ayuda a entender mejor cómo se organiza el ADN en nuestras células.
Véase también
En inglés: Chromatin Facts for Kids
- Citogenética
- Corpúsculo Barr
