Estructura de la cromatina: Regulación y modificaciones

Las histonas están involucradas en la expresión genética

Tu cuerpo está formado por billones y billones de células. Es posible que ya sepa que muchas de esas células son diferentes entre sí; sus pulmones son diferentes a sus músculos, huesos, nervios, cartílagos, uñas de los pies, etc. ¿Pero sabías que casi todos tus billones de células tienen exactamente el mismo genoma? Lo que los hace diferentes es cómo se expresan esos genes. De hecho, solo unos pocos genes se expresan en una célula en un momento dado y los genes que se expresan pueden incluso cambiar con el tiempo.

Casi todos los genes de las células se pueden encontrar en los cromosomas de un organismo , y el material que forma un cromosoma se llama cromatina . El ADN es increíblemente largo, miles de veces más que el diámetro del núcleo en el que vive. Lo que ayuda a empaquetar ese ADN tan firmemente que cabe dentro del núcleo son proteínas diminutas llamadas histonas . Las histonas no solo compactan el ADN en un tamaño manejable, sino que también regulan la cromatina dentro del cromosoma. ¡Son pequeños pero poderosos!

Modificaciones químicas

Las histonas son componentes muy importantes de un cromosoma porque influyen en la expresión genética. Por ejemplo, cuando las histonas se modifican con la adición o eliminación de ciertos grupos químicos, las histonas se unen más o menos al ADN, lo que afecta qué genes se expresan y cuáles no.

Sin embargo, las histonas no son las únicas que se divierten. El propio ADN se puede modificar y una forma específica se llama metilación del ADN . Esto es cuando se agrega un grupo metilo (CH3) a las bases de ADN. Durante este proceso, la secuencia de las bases en sí no cambia, pero la adición de un grupo metilo puede evitar que se exprese un gen. De hecho, eliminar el grupo metilo adicional puede activar un gen. Sin embargo, no se preocupe, la metilación del ADN es algo bueno. Resulta que la metilación incorrecta del ADN puede causar un desarrollo anormal en los embriones.

Herencia epigenética

Lo que es aún más increíble es que los genes metilados a menudo permanecen metilados a lo largo de múltiples divisiones celulares, lo que lleva a patrones de metilación que son transmitidos y heredados por otras células. La herencia de un rasgo como este que no involucra la secuencia de ADN se llama herencia epigenética . Se trata de modificaciones de la cromatina; no el ADN en sí, por lo que no son permanentes, como lo son las mutaciones del ADN. De hecho, incluso se sabe que se han invertido.

Todavía no entendemos completamente la herencia epigenética, pero entendemos lo importante que es para la expresión genética. Tomemos por ejemplo a los gemelos idénticos; su ADN es exactamente el mismo, sin embargo, todavía existen algunas diferencias sutiles entre el par. Las variaciones epigenéticas pueden estar detrás de estas diferencias, así como las enfermedades genéticas, como la esquizofrenia, que pueden aparecer solo en un gemelo pero no en ambos.

Los científicos también están descubriendo que es posible transmitir variaciones epigenéticas no solo a nuestras propias células, sino también a nuestra descendencia, algo que se denomina herencia epigenética transgeneracional . ¿Es realmente posible que los efectos ambientales se transmitan a la próxima generación? Apenas estamos comenzando a arañar la superficie de este campo, pero es una posibilidad interesante.

Resumen de la lección

Eres más que la suma de tus partes. Estás formado por muchos billones de células que están formadas por los genes que determinan quién eres como individuo. Esos genes se encuentran en sus cromosomas, que están compuestos por un material llamado cromatina . Un componente importante de la cromatina son las pequeñas proteínas llamadas histonas que ayudan a empaquetar y apretar el ADN en un tamaño manejable.

Sin embargo, las histonas hacen más que esto; también ayudan a regular la expresión genética. Cuando se modifican, las histonas pueden unirse de forma más estrecha o más débil al ADN, alterando la forma en que se expresan los genes. La expresión génica también se puede efectuar mediante la adición de grupos metilo. Cuando se agregan grupos metilo al ADN, lo llamamos metilación del ADN y esto tiende a desactivar los genes, mientras que la eliminación de los grupos metilo puede activar un gen.

Las alteraciones no permanentes como la metilación del ADN pueden transmitirse a través de la división celular, un proceso conocido como herencia epigenética . Estos tipos de variaciones afectan la expresión génica; no la secuencia de ADN en sí y puede ser responsable de las diferencias entre individuos idénticos, como gemelos.

Los científicos también están descubriendo ahora que es posible que este tipo de cambios se transmitan a la próxima generación y un fenómeno emocionante pero aún no entendido.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador