ORGANIZACIN DE GENOMA PROCARIOTA Y EUCARIOTA

GENOMA PROCARIOTA

Ejemplo de tamao de genomas: nuclear

EspeciesTamao del genoma (Mb)Numero de genesEucariotasArabidopsis thalianaCaenorhabditis elegansDrosophila melanogasterHomo sapiensSacharomyces cerevisiae12597180320012.125 50019 00013 60035 0005 800BacteriaEscherichia coliMycoplasma genitaliumStreptococcus pneumoniaeVibrio cholerae4.640.582.164.654 40050023004 100

TAMAO DE LOS GENOMAS

CompartimentoDimensionesAcido nucleicoLongitudVirus mosaico tabaco0.008 x 0.3 m mRNAss2 m mAdenovirus0.07 m m dimetroDNAds 11 m mFago T40.065 x 0.1 m m DNAds 55 m mE. coli1.7 x 0.65 m m DNAds 1.3 mmMitocondria (humana)3.0 x 0.5 m mAprox. 10 copias DNAds50 m mNcleo (humano)6 m m dimetro46 copias DNAds1.8 mts

DNA Cromosomal No hay porcesamiento del ARNmLa transcripcin est ligada a la traduccin.DNA circular cerradoSuperenrrollado.

EMPAQUETAMIENTO DEL GENOMA BACTERIANO

Organizacin delcromosoma eucaritico*

Una de las caractersticas comunes de la organizacin del material gentico es su alto grado de compactacin: masa compacta que ocupa un espacio bien delimitado.

El genoma humano tiene unas 3.000 megabases (1-2m) y un ncleo ocupa unas 6m.

*Empaquetamiento del DNA

Empaquetamiento del DNAComposicin del Cromosoma(Cromatina)

Protenas : bsicas -> histonas cidas -> no histonas (~30%) DNA

RNA (1%)

Tasa de empaquetamiento: 1:50.000-100.000

*

HistonaN residuosPmContenido en moles % deLys/ArgModificacinV. cambio evolutivoLysArgH121321.00027,71,419,78Fosforilacin4H2A12913.90010,99,31,17Fosforilacin, acetilacin1H2B12513.77415,26,12,49Fosforilacin, acetilacin1H313515.2739,613,30,72Acetilacin, metilacin fosforilacin0,1H410211.23610,813,70,79Acetilacin, metilacin fosforilacin0,06

Mdula ("core") del Nucleosoma Formacin del Solenoide (papel de la histona H1)

Empaquetamiento del DNA*

Empaquetamiento del DNA*

Niveles de empaquetamiento del Genoma Eucariota

ORGANIZACIN DEL MATERIAL HEREDITARIO

SECUENCIAS:

NICAS, REPETIDAS, MODERADAMENTE REPETIDAS Y ALTAMENTE REPETIDAS

Tipos de secuencias de los organismos eucariticos

Human genome3200 MbIntergenic DNA2000 MbOtherIntergenicRegions600 MbGenes48 MbGenes and gene-relatedSequences 1200 MbRelatedSequences1152 MbpseudogenesGenefragmentsInterspersedRepeats1400 MbMicrosatellites90 MbIntrons,UTRsVarious510 MbSINEs420 MbLINEs640 MbLTR elements250 MbDNA transposons90 MbOrganizacin del genoma humano37.5%UTR= untraslated regionsLTR= Long terminal repeats

DNA de copia simple/nica/no repetitivo La proporcion depende de los organismos:Procariotes = 100%Eucariotas inferiores = 80%Animales superiores = 50-70%5% secuencia de genes5% secuencia de controlRNA no codificanteProteinas celularesControl de la expresion de genes

Pseudogenes y otras secuencias relacionadas:Convencional pseudogenesPseudogene procesadoGenes truncadosFragmento de genes

DNA repetitivoSon secuencias de DNA que aparecen en copias multiplese.g. costituyen entre 40 y 50% del genoma total humanoLas secuencias repetidas unidades de repeticin tienen tamaos diversos y cada una se encuentra de forma idntica o casi idntica muchas veces en el genoma.El nmero de copias de la unidad de repeticin varia desde unos cientos o miles (DNA moderadamente repetitivo) hasta cientos de miles (DNA altamente repetido).La distribucin puede ser en forma dispersa por todo el genoma o en forma agrupada.

Distribucin del DNA Repetido

DNA repetitivo codificante

1. DNA repetitivo codificante agrupado

Familias multigenicas de genes dispersosEstos son localizados de forma dispersa por el genoma, a menudo en cromosomas distintosSon genes que codifican protenas de funciones diversas: enzimticas, reguladoras, de almacenamiento, estruturales, etc.E.g. la familia de aldolasa comprende 3 genes funcionales y 2 pseudogenes, repartidos en 5 cromosomas.Los genes de actina forma otra familia con 4 genes y al menos 16 pseudogenes. 2. DNA repetitivo codificante disperso

DNA repetitivo no codificante Representa entre 20-40% del DNA genmico totalSe divide en dos categorias: moderadamente repetitivo (se ubica en forma dispersa)altamente repetitivo (es agrupado)

1. DNA altamente repetitivo y agrupado: sateliteEsta formado por unidades pequeo tamao (2-50 pb) repetidas en tandem en miles y un millon de veces, con lo que el bloque abarca cientops de Kb o incluso varias Mb.Ubicacin en las regiones heterocromtidasRicas A-T

2. DNA moderadamente repetido y dispersoEste tipo de DNA se distribuye a lo largo del cromosomasNumero de repeticiones no muy elevado 100 - 10000

a. Bloques dispersos de repeticiones en tandem: DNA minisateliteFormado por repeticiones de 10-65 pb regrupadas en tandem formando bloques relativamente grandes, de cientos a miles de repeticonesRepartidos en todo el genomaRicas en G-CDNA microsateliteUnidad de repeticin es menor a 7pb, se presentan agrupadas en tandem en bloques de hasta 50 repeticionesDispersa en todo el genomaAlto polimorfismo

b. Repeticiones dispersasSecuencias SINE (Short Interspersed Nuclear Elements- Elementos nucleares dispersos cortos)Secuenias LINE (Long Interspersed Nuclear Elements- Elementos nucleares dispersos largos)LTR (long terminal repeats)DNA transposon

Localizacin cromosmica de los distintos tipos de DNA repetido.Minisatlite telomricoSatlite clsicoMinisatlite hipervariableDNArMicrosatliteSINE-1Preferentially in light G bands

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Nucleosoma

Fibra cromatina (Solenoide)

Andamio (Scaffold)

Bucles de cromatina

Cromtida****