A heterocromatina é o mesmo que cromossomos

Como a cromatina se organiza no interior do núcleo em “eu e heterocromatina”?

Créditos da imagem: Folk et al, 2019.

Cromossomos eucarióticos são construídos de cromatina, um complexo de DNA e proteínas associadas. Dependendo da atividade transcricional e do grau de compactação, dois tipos de cromatina podem ser distinguidos e esses dois tipos estão espacialmente separados dentro do núcleo. A fração altamente condensada é composta de regiões de cromatina que contêm poucos genes e é transcricionalmente inativa. É chamada heterocromatina e está localizada na periferia do núcleo, perto da membrana nuclear. A eucromatina, por outro lado, é enriquecida em genes e corresponde à fração ativa do genoma. Ocupa as regiões internas do núcleo, é menos densamente compactada e, portanto, mais acessível aos mecanismos necessários para a expressão gênica. Esse padrão geral de organização do genoma é encontrado em praticamente todos os tipos de células eucarióticas, mas os mecanismos que estabelecem esta distribuição característica, permanecem pouco compreendidos.

Neste recente trabalho, os pesquisadores sugerem que a força motriz na segregação da cromatina é a heterocromatina inativa e que, na distribuição padrão da cromatina, a eucromatina e a heterocromatina são revertidas. As novas descobertas foram publicadas na revista Nature.

Muitos mecanismos têm sido propostos para explicar como a cromatina é segregada dentro do núcleo, porém nenhum deles foi conclusivo, em grande parte, porque é difícil analisar as interações dos dois tipos de cromatina no contexto de núcleos convencionais com heterocromatina ligada à membrana nuclear. Para este estudo, foi escolhido os chamados núcleos de células invertidas. Estas células, descobertas há cerca de 10 anos na retina de mamíferos noturnos ativos, são similares aos nossos bastonetes. Nestas células, a heterocromatina fortemente condensada é empacotada no interior dos núcleos, enquanto a eucromatina ativa é localizada diretamente sob a membrana nuclear – uma exceção única à regra geral. Descobriu-se que o núcleo da heterocromatina dos núcleos destas células serve como uma luz condensadora de microlentes e, assim, melhora as propriedades ópticas nas retinas noturnas. Um estudo subsequente do mesmo grupo revelou o mecanismo de inversão, revelando que esses núcleos atípicos carecem de dois complexos de proteínas que normalmente ligam a heterocromatina à superfície interna da membrana nuclear, a lâmina nuclear.

Usando dados obtidos por uma combinação de técnicas modernas de microscopia e biologia molecular, os pesquisadores agora geraram modelos poliméricos dos cromossomos individuais e de núcleos inteiros. Simulando o comportamento desses polímeros sob diferentes condições, eles foram capazes de investigar o papel das interações dentro e entre as duas frações de cromatina e a lâmina nuclear. Estes estudos mostraram que as interações entre regiões heterocromáticas são suficientes para a segregação da cromatina, enquanto interações com a eucromatina são dispensáveis para este processo.

Veja os detalhes deste trabalho anexado em nosso site:

Heterochromatin drives compartmentalization of inverted and conventional nuclei

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Definição

heterocromatina é uma forma de cromatina densamente compactada – em oposição à eucromatina, que é levemente compactada – e é encontrada no núcleo das células eucarióticas.

Enquanto a eucromatina permite que o DNA seja replicado e transcrito, a heterocromatina está em uma estrutura condensada que não permite que DNA e RNA polimerases acessem o DNA, impedindo a replicação e transcrição do DNA.

A heterocromatina representa menos de 10% da cromatina humana, sendo a eucromatina responsável pela maior parte – mais de 90%. A cromatina altamente condensada e altamente compactada, em oposição à eucromatina levemente compactada

Em biologia, a heterocromatina é um material cromossômico de densidade diferente da normal (geralmente maior), no qual a atividade dos genes é modificada ou suprimida.

O que é heterocromatina?

A heterocromatina é uma forma de material cromossômico bem enrolado que transporta genes e é considerado em grande parte inerte geneticamente.

Existe em duas formas: heterocromatina constitutiva e facultativa.

A heterocromatina constitutiva é considerada fixa na forma e na função e é encontrada nos cromossomos 1-, 9-, 16-, ou em locais tipicamente como telômeros no final dos cromossomos.

A heterocromatina facultativa pode mudar para uma condição eucromática normal, que compreende a maior parte do material geneticamente ativo no corpo humano, e é encontrada em cromossomos X inativos.

Onde a formação de heterocromatina está presente, ela geralmente reprime a transcrição da informação genética em si mesma ou nas regiões próximas da cromatina, e esse efeito na expressão gênica é conhecido como variegação do efeito de posição.

A razão pela qual a formação da heterocromatina impede a expressão gênica foi reduzida na pesquisa a uma de três causas.

A proteína heterocromatina pode afetar regiões da cromatina normal próxima, reprimindo sua capacidade de expressão gênica, ou pode residir em regiões onde a transcrição é normalmente excluída de qualquer maneira, como no cromocentro.

O terceiro método de repressão não se aplica à codificação genética humana e, em vez disso, é um fator limitante na expressão gênica em algumas espécies de insetos que foram estudadas para o efeito, como moscas da fruta.

A variegação (variado) do efeito de posição foi agora estabelecida pela ciência como uma condição em todas as espécies de eucariotos, incluindo leveduras e todas as outras formas de vida, exceto bactérias, algumas algas verde-azuladas e outros organismos primitivos.

Nos organismos de mamíferos, a heterocromatina é concentrada no centrômero, ou estrutura central de um cromossomo, onde os dois cromátides são mantidos juntos para formar uma forma de X.

Também está localizado nos telômeros, ou extremidades dos segmentos cromossômicos, do ácido desoxirribonucleico (DNA).

No local do centrômero, a heterocromatina é uma forma de DNA de satélite, que é uma sequência de sequências nucleotídicas curtas e repetitivas.

Normalmente, o DNA do satélite não está envolvido na transcrição, pois não está neste caso.

Também se sabe que é uma forma altamente mutável de DNA, propensa a efeitos cancerígenos, mas, neste caso, a heterocromatina centromérica é uma característica estável e protetora do cromossomo.

O local parece desempenhar um papel principalmente estrutural ou arquitetônico, servindo como um meio de ligação para o kinetchore, que são os locais de ambos os lados de um centrômero de cromossomo, onde as fibras do eixo são ligadas durante o processo de divisão celular.


A heterocromatina centromérica é uma característica protetora do cromossomo

A presença de heterocromatina no corpo pode ter correlação direta com o processo de envelhecimento.

Acreditava-se que os locais para esse material cromossômico foram estabelecidos no desenvolvimento inicial de um organismo e mantidos durante todo o ciclo de vida.

O que é Eucromatina?

Eucromatina é uma substância composta de moléculas de DNA e proteínas que compõe a maior parte do material dentro de um núcleo celular de mamífero.

É um tipo particular de cromatina que se distingue da heterocromatina tanto por sua função quanto por sua localização.

A heterocromatina é uma região de cromatina bem compactada, geralmente encontrada nas extremidades dos centrômeros, uma região central de um cromossomo onde as cromatídeos se cruzam para formar uma forma de X ou nas extremidades dos telômeros que protegem as extremidades dos cromossomos da degradação genética.

A expressão ou transcrição gênica é amplamente realizada pela eucromatina, que é menos densa que a heterocromatina.

Isso significa que a eucromatina é muitas vezes parcial ou totalmente desenrolada, o que leva a uma coloração leve em exames laboratoriais de material genético.

Os estágios da divisão celular. Clique para ampliar

O núcleo da eucromatina é considerado a região biologicamente mais ativa do núcleo dentro da célula. Nesta região, a eucromatina é responsável pela expressão do genoma de todos os cromossomos através da síntese da produção de RNA mensageiro e da expressão gênica do DNA.

Acredita-se que todo tipo de tecido produzido pelo corpo humano a partir daquele que acumula seus vários órgãos no sangue e em outros componentes celulares se origine no genoma eucromático.

Isso inclui também funções básicas do corpo, como a manutenção do sistema imunológico e a geração de hormônios. A ciência médica acredita que, estudando o comportamento da sequência eucromática, tratamentos para doenças ou deficiências genéticas podem ser desenvolvidos.

Embora o núcleo eucromático seja comum em formas animais superiores, os organismos procariontes, como bactérias e arqueias, que não contêm núcleos para suas estruturas celulares, também contêm uma forma de eucromatina.

Sabe-se que os procariontes carecem de heterocromatina. Isso pode dever-se à função da heterocromatina, que se acredita primariamente servir um papel protetor para genes em organismos superiores em suas localizações central e anterior ao longo do cromossomo.

O período durante o qual a eucromatina é geneticamente ativa é chamado de interfase, que é o segmento do ciclo de vida de uma célula quando ela não está ativamente engajada na divisão celular e às vezes é chamada de interquinesia. Essa é uma fase que geralmente ocorre entre a divisão celular mitótica ou padrão e a divisão meiótica, em que duas divisões celulares resultam em um cromossomo diploide se dividindo para se tornar haploides ou conjuntos únicos de cromossomos.

Durante o período interfásico, a eucromatina é composta de um material que se parece com uma dispersão de finos fios não enrolados dispersos no núcleo.

Eucromatina e heterocromatina

O DNA no núcleo existe em duas formas que refletem o nível de atividade da célula.

A heterocromatina aparece como pequenas partículas irregulares, de coloração escura, espalhadas pelo núcleo ou acumuladas adjacentes ao envelope nuclear.

A eucromatina é dispersa e não é facilmente manchada.

A eucromatina é prevalente em células ativas na transcrição de muitos de seus genes, enquanto a heterocromatina é mais abundante em células menos ativas ou inativas.

Resumo

A cromatina é composta de DNA, proteína e RNA.

Existem duas formas de cromatinas no núcleo da interfase: eucromatina e heterocromatina.

Citologicamente, a heterocromatina mancha mais intensamente do que a eucromatina. Isso indica o acúmulo mais apertado de heterocromatina do que a eucromatina.

A heterocromatina sofre relativamente pouca alteração no grau de condensação à medida que passa pelo ciclo celular.

Outra característica distintiva da heterocromatina é ter um conteúdo de RNA maior que a eucromatina.

A heterocromatina é a forma compactada de cromatina, freqüentemente encontrada na periferia do núcleo. É descrito como geneticamente inativo. Uma vez que é bem compactado e inacessível às polimerases, não é transcrito. Existem diferentes variedades de heterocromatina, como a heterocromatina constitutiva e a heterocromatina facultativa.

O principal constituinte estrutural da heterocromatina são as sequências de DNA por satélite geneticamente inativas. São matrizes de DNA repetitivo e não codificador.

Centrômeros e telômeros são exemplos de regiões heterocromáticas dos cromossomos. O corpo de Barr, que é o cromossomo X inativo em uma célula somática feminina, também é heterocromático.

Fonte: biologydictionary.net/www.biologyonline.com/atlasgeneticsoncology.org/elifesciences.org/www.wisegeek.org/www.mechanobio.info/medcell.med.yale.edu/genesdev.cshlp.org

Qual a diferença entre cromatina heterocromatina e cromossomo?

Na verdade, a cromatina é um complexo de moléculas de DNA associadas a proteínas; e o cromossomo é a cromatina enrolada em si mesma. Em outras palavras, essas estruturas são estados diferentes do material genético (momentos diferentes do ciclo de divisão celular).

Qual a definição de heterocromatina?

Heterocromatina: os filamentos estão condensados, enrolados entre si num emaranhado. Neste caso, o DNA está inativo, pois as células naquele momento não são capazes de codificar o material genético condensado. É possível diferenciar a eucromatina e a heterocromatina em laboratório através da cor.

O que é heterocromatina e qual sua função?

A heterocromatina é uma região de cromatina bem compactada, geralmente encontrada nas extremidades dos centrômeros, uma região central de um cromossomo onde as cromatídeos se cruzam para formar uma forma de X ou nas extremidades dos telômeros que protegem as extremidades dos cromossomos da degradação genética.

Quais são os tipos de heterocromatina?

A heterocromatina ainda pode ser classificada em constitutiva, que corresponde a seqüências altamente repetitivas do DNA, e mostra-se presente em todas as células do indivíduo, e a facultativa, como a que se mostra condensada em diferentes regiões do genoma em cada tipo celular do indivíduo ou mesmo em diferentes ...

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