Ejercicio resuelto de Ciclo celular · Biología · Galicia · 2024

PREGUNTA 5. LA CÉLULA



A) Identifique las estructuras señaladas con números (1-8) en la figura 6.
B) ¿En qué fase del ciclo celular podemos observar cada una de ellas?
C) Explique la relación entre los niveles de empaquetamiento del ADN y la expresión de la información genética.

$\textbf{A) Identifique las estructuras señaladas con números (1-8) en la figura 6.}$

La figura recorre los sucesivos niveles de empaquetamiento del ADN, desde la molécula desnuda hasta el cromosoma metafásico.

$\text{Número}$	$\text{Estructura}$ 1	Doble hélice de ADN, la fibra de unos 2 nanómetros de diámetro 2	Histonas, las proteínas básicas alrededor de las cuales se enrolla el ADN 3	Nucleosoma: el octámero de histonas con casi dos vueltas de ADN a su alrededor 4	ADN espaciador, el tramo que une un nucleosoma con el siguiente en la fibra de 10 nanómetros, o collar de perlas 5	Fibra de cromatina de 30 nanómetros o solenoide, formada por el enrollamiento helicoidal de los nucleosomas 6	Bucles o dominios en bucle, en que se pliega el solenoide sobre un armazón proteico 7	Cromatina muy condensada, la fibra de unos 700 nanómetros que constituye la cromátida 8	Cromosoma metafásico, con sus dos cromátidas hermanas

$\textbf{B) ¿En qué fase del ciclo celular podemos observar cada una de ellas?}$

Los niveles 1 a 5, y en buena medida el 6, corresponden a la cromatina de la interfase, es decir, a las fases G1, S y G2. Durante la interfase la cromatina está laxa, sin condensar, y es entonces cuando se puede replicar y transcribir; con el microscopio óptico no se distinguen cromosomas individualizados, sino una masa de cromatina.

Los niveles 7 y 8 corresponden a la fase M, la división celular. La condensación máxima se alcanza en la mitosis, o en la meiosis, y el cromosoma metafásico del nivel 8, con sus dos cromátidas bien visibles, es característico de la metafase, que es el momento en que los cromosomas están más condensados y alineados en el ecuador de la célula.

Hay que precisar que el cromosoma con dos cromátidas solo puede observarse después de la replicación, es decir, a partir del final de la fase S. Antes de replicarse, cada cromosoma tiene una sola cromátida.

$\textbf{C) Explique la relación entre los niveles de empaquetamiento del ADN y la expresión de la información genética.}$

La relación es inversa: cuanto mayor es el grado de empaquetamiento, menor es la expresión.

La razón es puramente física. Para que un gen se exprese, la ARN polimerasa y los factores de transcripción tienen que reconocer su promotor y acceder a la secuencia de bases. Si el ADN está enrollado sobre las histonas y estas, a su vez, apretadas en solenoides y bucles, esas secuencias quedan escondidas y las enzimas no pueden llegar a ellas.

Esto explica que en el núcleo interfásico se distingan dos tipos de cromatina. La eucromatina está poco condensada, se corresponde con los niveles más bajos de empaquetamiento y es transcripcionalmente activa: en ella están los genes que la célula expresa. La heterocromatina está muy condensada, se tiñe intensamente y está silenciada.

Lo mismo explica que durante la mitosis la transcripción se detenga por completo: con el ADN empaquetado hasta el nivel del cromosoma metafásico, ningún gen resulta accesible. La expresión génica es, por tanto, un fenómeno propio de la interfase.

Además, el grado de compactación no es fijo, sino que la célula lo regula, y ese es uno de los mecanismos de control de la expresión génica. La acetilación de las histonas debilita su unión con el ADN, descondensa la cromatina y activa la transcripción; la metilación del ADN y de ciertas histonas tiene el efecto contrario y silencia los genes de esa región. La diferenciación celular se apoya en buena medida en esas marcas, que hacen que cada tipo celular mantenga condensada una parte distinta de su genoma.