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El ADN, la sustancia responsable de expresar la composición genética de todos los organismos vivos, es una molécula larga y estrecha compuesta de un esqueleto de azúcar y fosfato que soporta una secuencia precisa de moléculas más pequeñas llamadas bases de nucleótidos. Las células leen secciones de ADN llamadas genes para controlar la producción de proteínas que establecen las características de la célula.
La cromatina y los cromosomas son diferentes formas del mismo material que funcionan mediante el empaquetamiento de las moléculas de ADN para que quepan y operen en las células pequeñas. Sin embargo, el empaque no es la única función de cromosoma y cromatina. También puede funcionar para ayudar a regular la expresión génica.
Reto de embalaje
Los organismos eucariotas, que incluyen todas las formas de vida menos las más simples, tienen células que contienen una región central amurallada llamada núcleo. La mayor parte del ADN de una célula reside en el núcleo, lo que crea un gran desafío de empaquetamiento. Si estiraras todo el ADN en una célula humana, se extendería unos 3 metros.
La naturaleza ha encontrado una manera de rellenar todo ese ADN en un núcleo que tiene solo 1 / 100,000 de metro de diámetro. La célula no solo debe comprimir firmemente el ADN nuclear, sino que también debe organizar el ADN de manera sensata para que una célula pueda acceder a las porciones que desea usar.
Definición de cromatina
Definimos la cromatina por su maquillaje y función. La cromatina es una combinación de ADN, ácidos ribonucleicos y proteínas llamadas histonas que llenan el núcleo celular. Las histonas se unen y comprimen las cadenas de doble hélice del ADN. La cromatina forma estructuras en forma de cuentas llamadas nucleosomas, compactando el ADN por un factor de seis.
La cadena de cuentas se enrolla en forma de tubo hueco, el solenoide, que es 40 veces más compacto. La cromatina puede lograr una alta compresión en parte al neutralizar las cargas eléctricas negativas que predominan en toda la molécula de ADN y que, de lo contrario, resistirían la compresión. Un tipo de cromatina, llamada euchromatina, regula activamente la actividad génica, mientras que la heterocromatina mantiene las regiones inactivas de la molécula de ADN fuertemente unidas.
Cuando el ADN está fuertemente unido, los genes en esa región no pueden transcribirse ya que la maquinaria de transcripción (enzimas y otras moléculas) no puede llegar físicamente al gen. Cuando la cromatina se une libremente, por otro lado, los genes pueden transcribirse y expresarse más fácilmente.
Cromosomas
Los cromosomas se forman cuando una célula está a punto de dividirse, momento en el cual la cromatina tipo espagueti se comprime aún más, por un factor de 10,000. El cuerpo condensado resultante es un cromosoma, que generalmente se asemeja a una gran X. Los cuatro brazos de la X se unen en la parte central llamada centrómero. La mayoría de las células humanas tienen 46 cromosomas en dos conjuntos de 23, cada conjunto donado por un padre.
Los cromosomas se duplican y se distribuyen uniformemente a cada célula hija durante la división celular. Una vez finalizada la división celular, los cromosomas entran en un período llamado interfase y vuelven a formar cadenas de cromatina.
Los procariotas tienen algo similar a los cromosomas y la cromatina, pero no es lo mismo. En lugar de los mismos complejos que están en eucariotas, los procariotas simplemente "superenrollan" su ADN para ajustarlo dentro de la célula. Los procariotas también solo tienen un "grupo" de ADN llamado nucleoide. Si bien hay proteínas asociadas con este superenrollamiento, no tiene la misma estructura o configuración que la cromatina.
Función de cromatina: condensar y relajar
La transcripción ocurre solo durante la interfase. Durante la transcripción, la célula copia genes de ADN específicos en ARN, que posteriormente se traduce en proteínas. Durante la interfase, la cromatina está relativamente relajada, lo que permite que la maquinaria de transcripción de la célula acceda a los genes del ADN.
La eucromatina rodea los genes elegibles para la transcripción y desempeña un papel activo en el proceso. La heterocomatina se une a porciones inactivas de la molécula de ADN. La cromatina se condensa en cromosomas y luego se relaja nuevamente a medida que la célula alterna entre división e interfase.