El concepte de "cromosoma" no és tan nou en la ciència com podria semblar a primera vista. Per primera vegada, el morfòleg W. Waldeyer va proposar aquest terme per designar l'estructura intranuclear d'una cèl·lula eucariota fa més de 130 anys. Incrustada al nom hi ha la capacitat de l'estructura intracel·lular de tacar-se amb colorants bàsics.
Primer de tot… Què és la cromatina?
La cromatina és un complex de nucleoproteïnes. És a dir, la cromatina és un polímer que inclou proteïnes cromosòmiques especials, nucleosomes i ADN. Les proteïnes poden constituir fins al 65% de la massa d'un cromosoma. La cromatina és una molècula dinàmica i pot tenir un gran nombre de configuracions.
Les proteïnes de la cromatina constitueixen una part important de la seva massa i es divideixen en dos grups:
- Proteïnes histones: contenen aminoàcids bàsics en la seva composició (per exemple, arginina i lisina). La disposició de les histones és caòtica en forma de blocs al llarg de tota la longitud de la molècula d'ADN.
- Proteïnes no histones (aproximadament 1/5 del nombre total d'histones): són proteïnes nuclearsuna matriu que forma una xarxa estructural al nucli interfase. És ella qui és la base que determina la morfologia i el metabolisme del nucli.
Actualment, en citogenètica, la cromatina es divideix en dues varietats: heterocromatina i eucromatina. La divisió de la cromatina en dues espècies es va produir a causa de la capacitat de cada espècie de tenyir-se amb colorants específics. Aquesta és una tècnica d'imatge d'ADN eficient utilitzada pels citòlegs.
Heterocromatina
L'heterocromatina és una porció d'un cromosoma parcialment condensada en la interfase. Funcionalment, l'heterocromatina no té cap valor, ja que no és activa, concretament en relació a la transcripció. Però la seva capacitat de tacar bé s'utilitza àmpliament en estudis histològics.
Estructura de l'heterocromatina
L'heterocromatina té una estructura senzilla (vegeu la figura).
L'heterocromatina està empaquetada en glòbuls anomenats nucleosomes. Els nucleosomes formen estructures encara més denses i, per tant, "interfereixen" amb la lectura de la informació de l'ADN. L'heterocromatina es forma en el procés de metilació de la histona H3 a la lisina 9, i posteriorment s'associa amb la proteïna 1 (HP1 - Heterochromatin Protein 1). També interacciona amb altres proteïnes, incloses les H3K9-metiltransferases. Un nombre tan gran d'interaccions de proteïnes entre si és una condició per mantenir l'heterocromatina i la seva distribució. L'estructura primària de l'ADN no afecta la formació d'heterocromatina.
L'heterocromatina no és només parts separades, sinó també cromosomes sencers, que romanen en estat condensat durant tot el cicle cel·lular. Es troben en la fase S i estan subjectes a replicació. Els científics creuen que les regions d'heterocromatina no porten els gens que codifiquen la proteïna, o el nombre d'aquests gens és molt petit. En lloc d'aquests gens, les seqüències de nucleòtids de l'heterocromatina consisteixen principalment en repeticions simples.
Tipus d'heterocromatina
L'heterocromatina és de dos tipus: facultativa i estructural.
- L'heterocromatina facultativa és la cromatina que es forma durant la formació d'una hèlix d'un dels dos cromosomes de la mateixa espècie, no sempre és heterocromàtica, però de vegades. Conté gens amb informació hereditària. Es llegeix quan entra en estat eucromàtic. L'estat condensat de l'heterocromatina facultativa és un fenomen temporal. Aquesta és la seva principal diferència amb l'estructural. Un exemple d'heterocromatina facultativa és el cos de la cromatina, que determina el gènere femení. Com que aquesta estructura consta de dos cromosomes X homòlegs de cèl·lules somàtiques, un d'ells només pot formar heterocromatina facultativa.
- L'heterocromatina estructural és una estructura formada per un estat molt enrotllat. Persisteix durant tot el cicle. Com s'ha esmentat anteriorment, l'estat condensat de l'heterocromatina estructural és un fenomen constant, en contrast amb un d'opcional. També s'anomena heterocromatina estructuralconstitutiu, és ben detectat pel color C. Es troba lluny del nucli i ocupa les regions centromèriques, però de vegades es localitza en altres regions del cromosoma. Sovint, durant la interfase, es pot produir l'agregació de diverses seccions d'heterocromatina estructural, donant lloc a la formació de cromocentres. En aquest tipus d'heterocromatina, no hi ha propietat de transcripció, és a dir, no hi ha gens estructurals. El paper d'aquest segment del cromosoma no està del tot clar fins ara, de manera que els científics solen donar suport només a la funció.
Eucromatina
L'eucromatina són parts dels cromosomes que es descondensen en interfase. Aquest lloc és una estructura solta, però al mateix temps una petita estructura compacta.
Característiques funcionals de l'eucromatina
Aquest tipus de cromatina funciona i funciona funcionalment. No té la propietat de tinció i no està determinat per estudis histològics. En la fase de mitosi, gairebé tota l'eucromatina es condensa i es converteix en part integral del cromosoma. Funcions sintètiques durant aquest període, els cromosomes no realitzen. Per tant, els cromosomes cel·lulars poden estar en dos estats funcionals i estructurals:
- Estat actiu o en funcionament. En aquest moment, els cromosomes estan gairebé completament o completament descondensats. Estan implicats en el procés de transcripció i reduplicació. Tots aquests processos es produeixen directament al nucli cel·lular.
- Estat inactiu de latència metabòlica (no funciona). En aquest estat, els cromosomeses condensen al màxim i serveixen de transport per a la transferència de material genètic a les cèl·lules filles. En aquest estat, el material genètic també es distribueix.
A la fase final de la mitosi, es produeix la despiralització i es formen estructures dèbilment acolorides en forma de fils que contenen gens transcrits.
L'estructura de cada cromosoma té la seva pròpia i única variant de la localització de la cromatina: eucromatina i heterocromatina. Aquesta característica de les cèl·lules permet als citogenètics identificar cromosomes individuals.
