cromossoms

Histonas

O DNA nos cromossomos eucarióticos não está desnudo. Ao contrário, está fortemente ligado a um grupo de pequenas proteínas básicas chamadas histonas. De fato, as histonas constituem cerca de metade da massa de cromossomos eucarióticos, sendo a outra metade de DNA. Esse material cromossômico nucleoprotéico é chamada de cromatina. Existem cinco tipos de HISTONAS que são chamadas de H1, H2A, H2B, H3 e H4. Elas variam em massa de cerca de 11kd a 21kd. Uma característica marcante das histonas é seu alto conteúdo de cadeias laterais de carga positiva: cerca de um em cada quatro aminoácidos é lisina ou arginina.

CROMATINA

Como as histonas se combinam com o DNA para formar a fibra de CROMATINA? Em 1974, Roger Kornberg propôs que a cromatina é feita de unidades repetidas, cada uma consistindo de 200pb de DNA e duas de cada H2A, H2B, H3 e H4. Essas unidades repetidas são hoje conhecidas como nucleossomos. A maior parte do DNA envolve externamente um cerne de histonas. O restante do DNA, chamado DNA ligante, une nucleossomos adjacentes e contribui para a flexibilidade da fibra de cromatina. Portanto, uma fibra de cromatina é uma cadeia flexível de nucleossomos, bem como as contas de um colar.

NUCLEOSOMOS

A cerne de NUCLEOSSOMOS consiste em 140 pb de DNA ligado a um octâmero de histonas que não pode ser digerido por nuclease ( DNase I). Os contatos entre DNA e histonas são feitos em quase todas as voltas da dupla hélice do DNA e estão confinados à face interna da superhélice. As histonas não envolvem o DNA, nem se projetam entre os giros da superhélice, mantendo seu papel na compactação. A histona H1 desempenha um papel importante no nível seguinte da estrutura cromossômica, servindo como ponte entre nucleossomos adjacentes. H1 está situada na parte externa do nucleossomo, onde se prende ao DNA ligante e interage com as subunidades H2A do cerne. A H1 tem uma estequiometria de um por nucleossomo, em comparação a dois para as outras histonas. Além disso, a H1 é fosforilada logo antes da mitose, e é desfosforilada após a mitose, sugerindo que esta modificação covalente regula sua capacidade de compactar o DNA. O próximo nível de compactação do DNA é a possibilidade de que os próprios nucleossomos formem uma disposição helicoidal fornecendo uma condensação adicional.

REPLICAÇÃO

O DNA eucariótico como todas as outras moléculas de DNA, se replica semiconservativamente. Os estudos de microscopia eletrônica também mostraram que o DNA eucariótico é replicado nos dois sentidos a partir de muitas origens. O uso de muitos pontos de início é necessário para a replicação rápida devido ao grande comprimento dos DNAs eucarióticos.

TELÔMEROS

A linearidade dos cromossomos eucarióticos cria um problema não encontrado em moléculas circulares de DNA, tais como a dos procariontes. As DNA polimerases eucarióticas, como as procarióticas, são incapazes de sintetizar no sentido 3'para 5'ou começar cadeias de novo. A remoção do primer de RNA do filamento retardatário (lagging) produz um a molécula filha de DNA com uma ponta 5'incompleta. Moléculas de DNA cada vez mais curtas resultariam de sucessivas rodadas de replicação. Como esta catástrofe genética é evitada? O primeiro indício veio da análise de seqüência das pontas dos cromossomos, que são chamadas de telômeros. O DNA telomérico contém centenas de repetições atreladas de uma seqüência hexanucleotídica. Um dos filamentos ( a ponta 3') é rico em G, enquanto o complementar (a ponta5') é rica em C. O segundo indício veio de estudos in vitro da ação de telomerase, uma grande enzima ribonucleoprotéica que catalisa o alongamento do filamento com ponta 3'. Elizabeth Blackburn descobriu que a telomerase contém uma molécula de RNA que serve como molde para o alongamento do filamento rico em G. É uma transcriptase reversa. O ponto mais importante é que a informação necessária para gerar repetições terminais atreladas em futuras replicações é contida nos componentes de RNA e proteína da telomerase, que são codificados por sequências internas de DNA, e não pelas próprias pontas do DNA.

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