Organizacin del genoma eucariotico

Procariotas: Prcticamente todo el ADN existe en forma de copia nica y codificaproductos gnicos (protenas y ARNs)

Eucariotas: La mayor parte del ADN es NO codificante. PEj. Slo 100Mb (3 %) del total de 3.000Mb del genoma humano haploide son codificantes. Adems, el genomaeucaritico se caracteriza por la repeticin de las secuencias

1. Complejidad del genoma eucariota

La presencia de ADN repetitivo da lugar al concepto de Complejidad del genoma, el cualse define como la suma de los tamaos (pb) de todas sus secuencias diferentes. Por lo tanto, para un tamao de genoma dado, a mayor grado de repeticin, menor complejidad

Para el estudio de la complejidad del genoma, ste puede dividirse en distintascategoras de ADN en funcin de su repetitividad y su carcter codificante

2. ADN de copia nica, simple o no repetitivo

Constituye la mayor parte del genoma (100% en procariotas; 80% en eucariotasinferiores; 50-70% en animales superiores)

Parte de este ADN ( 5%) constituye las secuencias de genes, que codificanprotenas y ARNs; otra parte ( 5%) es responsables del control de la expresin de esas secuencias, mientras que el resto, mayoritario, es ADN no codificante, cuyafuncin, si existe, apenas se conoce.

3. ADN repetitivo

La secuencias repetidas, llamadas unidades de repeticin o repeticiones, tienen tamaosdiversos y cada una se encuentra de forma idntica o casi indntica muchas veces en el genoma

Su distribucin puede ser en forma dispersa por todo el genoma, entremezcladas con lassecuencias de copia nica o bien en forma agrupada, localizada en regiones concretas del cromosoma

El nmero de copias de las repeticiones vara desde unos cientos o miles (ADN moderadamente repetitivo) hasta cientos de miles (ADN altamente repetitivo)

Una parte del ADN repetitivo es codificante (ARN o protena), sin embargo para gran parte del mismo no se conoce una funcin clara. Se ha sugerido que contribuyen a mantener la estructurade los cromosomas e incluso que parte del ADN repetitivo sea AND chatarra, un vestigioevolutivo sin funcin actual.

3.1 ADN repetitivo codificante

Forma genes que se expresan. Su tamao vara entre el 10 y el 15% del genoma. Aparece en forma de familias de genes, cuyos miembros se caracterizan por su homologa, al haberseoriginado mediante duplicaciones y variaciones de un gen ancestral

ADN repetitivo coficante agrupado

b) Familias multignicas de genes agrupados

Como consecuencia de los procesos evolutivos que dan lugar a familiasmultignicas, aparecen en ellas miembros con caractersticas diferenciales:

Copias de genes (variantes): Codifican productos gnicos funcionales pero de caractersticasligeramente distintas

Pseudogenes: Son copias ianctivas de un gen, que nunca se expresan o bien, no son funcionales

Genes truncados: Son copias incompletas de un gen, por prdida de una regin situada en uno de losextremos (5 o 3)

Fragmentos de genes: Solo se conserva la porcin del interior de la secuencia del gen

Slo las copias idnticas (familias clsicas) y las variantes conducen a productos gnicosfuncionales, mientras que los pseudogenes, genes truncados y fragmentos de genes parecenseer vestigios evolutivos sin funcin actual

ADN repetitivo codificante disperso

c) Familias multignicas de genes dispersos

3.2 ADN repetitivo no codificante

Su tamao puede ser entre un 20 y 40% del ADN genmico total. Se divide en dos categoras: El moderadamente repetitivo, que se ubica en forma dispersa, y el altamente repetitivo, que adems esagrupado

ADN Minisatlite y Microsatlite: Constituyen entre el 5 y 15% del genoma. A diferencia del ADN satlite se encuentran localizados en forma dispersa en el genoma. La importancia prctica quepresentan radica en su gran variabilidad entre individuos lo que permite utilzarlos como marcadoresmoleculares en medicina forense, pruebas de paternidad y diagnstico de enfermedadesmoleculares

ADN satlite: Se encuentra en las regiones heterocromticas, principalmente en torno al centrmeroy en los telmeros. Se ha sugerido que ayudan a estabilizar al y tendran un rol en el control del envejecimiento celular

REPLICACIN DEL ADN

Inicio monofocal o multifocal

En el cromosoma circular nico de los procariotas la replicacin comienza siempreen un punto determinado, denominado orige (oriC); Se dice que la replicacin esmonofocal. En consecuencia progresa formando dos horquillas de replicacin.

En eucariotas la replicacin es multifocal, pues en cada uno de los cromosomasexisten mltiples orgenes de replicacin (cientos miles), que dan lugar a un nmerodoble de horquillas

Sntesis simultnea, secuencial y bidireccional

Monofocal Multifocal

Replicacin del ADN en procariotas

Requerimientos de la reaccin de sntesis de ADN

Cebador: Es un fragmento de hebra iniciador, generalmente de ARN, que aporta un grupo 3-OH libre. La replicacin no es autoiniciadora, sino que slo elonga molculas preexistente

Sustratos: Cuatros dNTPs: dATP, dGTP, dCTP y dTTp

Cofactores: Mn2+ Mg2+ in vitro. Mg2+ in vivo

Molde o plantilla: La incorparcin de los DNMPs esta determinada por su complentariedad de bases con la secuencia de cada hebra de ADN que acta como molde

ADN polimerasa

La adicin de nucleticos se realiza siempre sobre el extremo 3-OH libre. La hebracrece por su extremo 3, y se dice que la sntesis transcurre en direccin 5 3.

Etapas del proceso de replicacin

1) Iniciacin

Replisoma: Complejo multiproteico que viaja asociado a cada horquilla y realiza la replicacin

2) Elongacin

Maduracin de los fragmentos de Okazaki

Representacin esquemtica de la replicacin de un cromosoma eucariota

El acortamiento de las regiones telomricas (calculado entre 50-200 pb por cadadivisin celular) es compensado mediante la accin de la enzima telomerasa que alargalos telmero.