Ejercicio resuelto de Estructura · Biología · Cantabria · 2025

En la figura se representan los distintos niveles de empaquetamiento del ADN. a) Identifique los niveles 1, 2, 3 y 6, así como los elementos indicados con las letras A y B pertenecientes al nivel 2. b) Razone si se trata de una célula eucariota o procariota y explique la relevancia del proceso de empaquetamiento. [1,25 puntos]

$\textbf{a) Identifique los niveles 1, 2, 3 y 6, así como los elementos indicados con las letras A y B pertenecientes al nivel 2.}$

$\text{Elemento}$	$\text{Identificación}$
1	Doble hélice de ADN, de 2 nanómetros de diámetro: el ADN desnudo, sin proteínas asociadas
2	Collar de perlas o fibra de 11 nanómetros: la sucesión de nucleosomas unidos por ADN espaciador
3	Fibra de cromatina de 30 nanómetros, o solenoide: los nucleosomas se enrollan en una hélice de seis por vuelta, estabilizada por la histona H1
6	Cromosoma metafásico, de unos 1400 nanómetros: las dos cromátidas hermanas ya condensadas al máximo y unidas por el centrómero
A	Un nucleosoma completo: el octámero de histonas con el ADN enrollado a su alrededor, la unidad que se repite en este nivel
B	La doble hélice de ADN que se enrolla alrededor del octámero de histonas, unas dos vueltas, es decir, unos 146 pares de bases

Conviene añadir, aunque el apartado no los pida, que los niveles 4 y 5 son los intermedios de la condensación: la fibra de 300 nanómetros, en la que el solenoide forma bucles anclados a un armazón proteico, y la de 700 nanómetros, que es esa fibra de bucles ya enrollada en espiral para formar una cromátida.

El octámero del nucleosoma está formado por dos copias de cada una de las histonas H2A, H2B, H3 y H4, todas ellas proteínas pequeñas y muy básicas, ricas en lisina y arginina, cuyas cargas positivas se unen a los fosfatos negativos del ADN. La histona H1 no forma parte del octámero: se sitúa fuera, sujetando el ADN a la entrada y a la salida del nucleosoma.

$\textbf{b) Razone si se trata de una célula eucariota o procariota y explique la relevancia del proceso de empaquetamiento.}$

Se trata de una célula eucariota, y hay tres razones para afirmarlo. La primera es la presencia de histonas: las bacterias no las tienen, su ADN está asociado a proteínas distintas y mucho menos abundantes, y no forma nucleosomas. La segunda es el nivel 6, un cromosoma metafásico con dos cromátidas y forma de X, que solo existe en la mitosis o la meiosis de una célula eucariota; el ADN procariota es una única molécula circular. Y la tercera es el propio ADN lineal de la figura, frente al circular del nucleoide bacteriano.

En cuanto a la relevancia del empaquetamiento, la primera razón es puramente geométrica: en una célula humana hay unos dos metros de ADN repartidos en 46 cromosomas, y tienen que caber en un núcleo de unas cinco micras. El empaquetamiento consigue un factor de compactación de unas diez mil veces, lo que hace posible que el ADN quepa y, sobre todo, que se pueda repartir sin enredarse ni romperse cuando la célula se divide: los cromosomas metafásicos son unidades compactas que el huso puede manejar.

Pero hay una segunda razón, no menos importante, y es que el empaquetamiento regula la expresión génica. La cromatina no está igual de condensada en todas partes: la eucromatina, laxa, es accesible a la ARN polimerasa y sus genes se transcriben; la heterocromatina, muy condensada, es inaccesible y sus genes están silenciados. Modificando las histonas —por acetilación, metilación o fosforilación— la célula abre o cierra regiones concretas y decide así qué genes expresa. El grado de empaquetamiento es, por tanto, un nivel de control genético en sí mismo, además de proteger el ADN frente a agentes que podrían dañarlo.