LA CELULA: UNIDAD GENÉTICA

Dentro  de la teoría celular se postula a la celula como la unidad funcional ,estructural y genética de todo ser vivo ; esta ultima afirmación se basa en el hecho que es la celula quien contiene en su núcleo la información genética que le permite desarrollar una función fundamental como lo es la reproducción ; por lo que toda celula proviene de otra preexistente de la cual le fueron transmitidos los caracteres hereditarios. 

MATERIAL GENETICO

El material genético se compacta en un área discreta de la célula formando los cromosomas. Éstos se encuentran en los virus, células procariotas, en el núcleo de células eucariotas y en cloroplastos y mitocondrias. Las células eucariotas y procariotas presentan diferencias notables respecto a su material genético.

La estructura del ADN en las procariotas se organiza como un nucleoide ( ADN circular),mientras que en las eucariotas se presentan en forma de cromatinas (ADN lineal) el cual se condensa y forma cromosomas, por lo que su empaquetamiento es mucho más complejo que el presente en las procariotas

¿ QUE ES EL ADN  ?

Su nombre significa ácido desoxirribonucleico. El ADN es la molécula que lleva la información genética utilizada por una célula para la síntesis de proteínas y contiene las instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos conocidos.

 Su función principal es el almacenamiento a largo plazo de la información genética por la cual se sintetizan las proteínas y se desarrollan los organismos. En especial las enzimas son responsables de la regulación de todas los procesos vitales: el crecimiento, la reparación de tejidos y la reproducción.

En 1869 Friedrich Miescher descubre el ADN al que llamó “nucleína”, debido a que estaba en el núcleo de la célula. Miescher fue incapaz de apreciar plenamente la importancia de su hallazgo. La investigación científica ha revelado desde entonces que el ADN contiene las instrucciones biológicas de la forma y la función de todos los organismos vivos conocidos.

El código genético fue poco conocido hasta que en 1953 ,Watson y Crick descubrieron la estructura del ADN como una escalera de caracol o doble elice. La información se almacena en el ADN como un código formado por cuatro bases químicas: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T). Cada peldaño de la escalera es un par de bases,  y Las barandillas de la escalera son confeccionadas del alternar los azúcares y fosfatos. es una secuencia química de estas bases en dos hebras que están enlazados para formar una doble hélice. El orden de estas bases a lo largo de una cadena de ADN que se conoce como la secuencia de ADN.

ORGANIZACIÓN DEL MATERIAL GENETICO

El material genético de los organismos eucariotas está empaquetado en una superestructura denominada cromatina. La cromatina nuclear fue definida por Flemming a finales del siglo XIX como una maraña de fibras en los núcleos interfásicos con fuerte apetencia por los colorantes básicos. Como resultado de un fenómeno de condensación progresivo esta maraña acaba individualizándose en unas estructuras discretas que fueron denominadas  cromosomas por Waldeyer en 1898. Por tanto cromatina y cromosomas son dos aspectos morfológicamente distintos de una misma entidad celular.

Los cromosomas se encuentran en el núcleo celular separados del resto de la célula por la membrana nuclear. Un cromosoma tiene tres partes fundamentales: centrómero, telómero y los brazos.

El centrómero (constricción cromosómica primaria) es la estructura a la que se une el huso acromático. La región centromérica según su posición define la relación entre las longitudes de los dos brazos centroméricos que es una característica muy útil. Según la posición del centrómero los cromosomas se clasifican en:

•     Telocéntricos (con el centrómero en un extremo)
•     Acrocéntricos (con el centrómero alejado del centro)
•     Metacéntricos (con el cromosoma en el centro)

 

-   La cromatina está formada esencialmente por ADN e histonas (en cantidades equivalentes), aunque hay otros componentes minoritarios como proteínas no-histónicas (de carácter estructural o funcional), ARN, lípidos, iones, etc. Las histonas son proteínas básicas de bajo peso molecular con fuerte apetencia electrostática por los grupos fosfato del DNA. Las histonas tienden a agruparse formando los octámeros (2H2A, 2H2B, 2H3 y 2H4) que constituyen el elemento central del nucleosoma. 

      El ADN se acopla a los nucleosomas describiendo más de dos vueltas de hélice en torno a ellos. El resultado es la fibra nucleosómica, con un aspecto muy parecido al de un collar de cuentas. Esta estructura fue descrita por Kornberg en base a datos biofísicos, bioquímicos y citológicos.

 Al aumentar la concentración salina del medio la fibra nucleosómica se enrolla en una nueva estructura de orden superior llamada solenoide , que se mantiene estable gracias a la histona H1 presente en los puentes inter-nucleosómicos (ocupando la parte central o interior del solenoide). Sin embargo esta nueva estructura no salda las necesidades de empaquetamiento de la cromatina en el cromosoma . Se ha demostrado la existencia de un eje central de proteínas no histónicas -llamado scaffold - sobre el que la fibra solenoide se pliega formando lazos de tamaño variable. Finalmente, esta nueva súperestructura adopta una configuración helicoidal súper enrollada que estará más o menos compactada según se trate de un cromosoma en división o de las fibras de cromatina interfásica ; El grado de compactación está íntimamente relacionado con la posibilidad de expresión de los genes y se regula a través de cambios químicos en las histonas y en el propio ADN.