El ADN, la sustancia responsable de expresar la composición genética de todos los organismos vivos, es una molécula larga y estrecha compuesta por una cadena principal de azúcar y fosfato que admite 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 formas diferentes del mismo material, que empaquetan las moléculas de ADN para que quepan y funcionen en células pequeñas.
Packaging Challenge
Los organismos eucarióticos, 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 para el envasado. Si extendieras todo el ADN en una célula humana, se extendería unos 3 metros. La naturaleza ha encontrado una forma de rellenar todo ese ADN en un núcleo que tiene solo 1 /100.000 de un metro de diámetro. La célula no solo debe comprimir estrechamente el ADN nuclear, sino que también debe organizar razonablemente el ADN para que una célula pueda acceder a las porciones que quiere usar.
Cromatina
La cromatina es una combinación de ADN , ácidos ribonucleicos y proteínas llamadas histonas que llenan el núcleo de la célula. Las histonas se unen y comprimen las hebras de doble hélice de ADN. La cromatina forma estructuras similares a cuentas llamadas nucleosomas, compactando el ADN por un factor de seis. La cadena de cuentas se enrolla en una forma de tubo hueco, el solenoide, que es 40 veces más compacto. La cromatina puede lograr una alta compresión, en parte neutralizando las cargas eléctricas negativas que predominan a lo largo de la molécula de ADN y que, de lo contrario, resistirían la compresión. Un tipo de cromatina, llamado eucromatina, regula activamente la actividad de los genes, mientras que la heterocromatina mantiene las regiones inactivas de la molécula de ADN estrechamente unidas.
Cromosomas
Los cromosomas se forman cuando una célula está a punto de dividirse, vez que la cromatina parecida a un spaghetti se comprime aún más, en un factor de 10.000. El cuerpo condensado resultante es un cromosoma, que generalmente se asemeja a una X grande. Los cuatro brazos de la X se unen en la porción 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 de manera uniforme 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 las hebras de la cromatina.
Condense y relájese
La transcripción se produce 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, permitiendo que la maquinaria de transcripción de la célula acceda a los genes de ADN. Euchromatin rodea los genes elegibles para la transcripción y juega un papel activo en el proceso. Heterochomatin se une a partes inactivas de la molécula de ADN. La cromatina se condensa en los cromosomas y luego se relaja nuevamente cuando la célula alterna entre división e interfase.
