¿Qué es la heterocromatina? - Conoce la función y clasificación de la heterocromatina

Es una conformación de ADN que está compactada y es esencial para la subsistencia celular. Hay que tener en cuenta que ella interviene en la correcta separación del material genético en la fragmentación celular, y además, su estructura está involucrada en la expresión de los genes. Y aunque es de gran importancia para el control celular genético, no se sabe con exactitud el proceso de constitución de este material.

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Definición de heterocromatina

Se puede definir como una porción de cromatina, es decir, ADN y proteínas de histona, que son densamente envasadas de los cromosomas eucariotas y generalmente se asocian con las regiones silentes del genoma.

Ahora bien, por lo general se sitúa alrededor del nucléolo en las inmediaciones de la envuelta nuclear. De igual forma, es importante destacar que hay un grado de compactación mayor al de la heterocromatina cuando las células componen los cromosomas en los procesos de división, ya sea en la mitosis o en meiosis. Entonces los cromosomas se empaquetan tanto en la eucromatina como en la heterocromatina.

Por otro lado, mientras la Eucromatina posibilita que el ADN transcriba y se replique, la Heterocromatina posee una estructura que no acepta el ADN y ARN, lo que imposibilita la transcripción y replicación del ADN.

Hay que tener en cuenta que puede generarse una conversión entre la heterocromatina y la eucromatina. Este es un mecanismo de organización de la expresión genética y aunque no se conocen muy bien todas las modalidades utilizadas, parece ser el paso de ambos niveles de empaquetamiento, que se deben a alteraciones químicas en las histonas. Por este motivo, la heterocromatina cuenta con más magnitudes de metilación y la eucromatina tiene un mayor nivel de acetilación.

En el año 1928, Emil Heitz, realizó investigaciones histológicas donde pudo definir a la heterocromatina como aquellas secciones cromosómicas condensadas y oscuras en el núcleo de la interfase. Además, se encuentra formada por agregados que requieren muchas proteínas adicionales, como las que contienen las HP1.

¿Cuál es la función de la heterocromatina?

Hay que tener en cuenta que esta porción cromática pertenece a las regiones teloméricas y centroméricas, donde ejerce funciones trascendentes desde la perspectiva de la división celular y la protección de los límites cromosómicos.

Por un lado, los centrómeros funcionan de forma activa en la división celular, donde permiten el traslado de los cromosomas dobles hacia ambos límites de la célula que se divide, mientras que el resto de los genes se mantienen compactos e inactivos.

Otra función de la heterocromatina es la represión de la recombinación, donde se protege la integridad del genoma e impide que se realice de forma ilegítima entre series de ADN repetitivas y dispersas en el genoma. Esto es muy importante para lograr el control de los componentes transponibles parasitismo, donde se silencia por heteromatinización.

Hasta hace poco tiempo, se creía que el ADN heterocromático era ADN basura, ya que los científicos no podían encontrar una función para las secuencias incorporadas en las regiones. Puesto que más del 80% del ADN genómico del ser humano no codifica ni proteínas celulares ni moléculas de ARN con facultades reguladoras.

Por otro lado, en la actualidad, la formación de ADN heterocromático es importante para la regulación de algunos procesos durante el crecimiento y desarrollo de los seres vivos. Además, las regiones de la heterocromatina son esenciales desde el punto de vista estructural.

Por otro lado, se descubrió que la heterocromatina tiene funciones estructurales en los cromosomas eucariotas. Puesto que en que las regiones heterocromáticas de un cromosoma se separan fragmentos del mismo, que tiene diversos patrones de actividad genética. Es decir, las zonas heterocromáticas sirven de espaciadoras entre las distintas regiones activas, lo que tiene importancia desde el punto de vista de la transcripción del gen.

Esta es fundamental para poder mantener la disociación de los cromosomas en la división celular y mejorar la integridad del genoma. Los resultados han generado una nueva óptica sobre la prevención de la transcripción no anhelada por medio de la regulación de la estructura de la cromatina.

¿Cuáles son las características de la heterocromatina?

La heterocromatina es una región de la cromatina que por lo general se encuentra en los extremos de los cromosomas y se caracteriza por tener una alta densidad de empaquetamiento de ADN y una baja expresión génica. Algunas de las características son:

• Empaquetamiento denso: tiene una alta densidad de envolvimiento de ADN, es decir, que las hebras de ADN se encuentran muy cerca y las histonas que forman el nucleosoma se unen. Lo cual hace que la cromatina sea menos accesible para la maquinaria celular que necesita acceder a la información genética.
• Baja expresión génica: la heterocromatina tiene poca declaración génica, gracias a que la estructura densa dificulta que el equipo celular acceda a la información genética que está en ella.
• Localización en los extremos de los cromosomas: por lo general se encuentra en los límites de los cromosomas, donde ayuda a mantener su integridad y a prevenir su deterioro.
•  Función protectora: porque ayuda a prevenir la recombinación indebida de material genético y a evitar la activación de genes que deben permanecer inactivos en ciertas células.
• Variación de clases: la cantidad y la localización de la heterocromatina varían entre las especies y pueden ser una fuente de diversidad genética.

¿Dónde se encuentra la heterocromatina?

Están alojadas en el núcleo de las células eucariotas. Es una región de la cromatina que se caracteriza por tener una alta densidad de empaquetamiento de ADN y una baja expresión génica.

La heterocromatina se puede encontrar en diferentes partes del núcleo, pero en general se encuentra en los extremos de los cromosomas, llamados telómeros, y en las regiones cercanas al centrómero. En algunos casos, puede estar presente en otras extensiones del cromosoma.

Ahora bien, la heterocromatina se localiza dependiendo del tipo. Por un lado, la constitutiva abunda en las regiones genómicas que tienen una alta densidad de secuencias consecutivas, y están compactas durante el ciclo celular. Por otro lado, la heterocromatina facultativa, se encuentra en los loci que son reguladores en las diferentes etapas del desarrollo. De esta forma, representan a las regiones transitoriamente condensadas, que cambian con las señales celulares y actividad genética.

¿Cuáles son los tipos de heterocromatina?

La estructura de la heterocromatina se puede describir teniendo en cuenta sus tipos. En este caso, las dos principales son: la constitutiva y la facultativa, las cuales se identifican en función de sus características, y aunque existen otros tipos, estos conllevan cualidades mixtas de las mencionadas antes.

Ahora bien, la heterocromatina constitutiva se encuentra en los extremos de los cromosomas y es esencial para la estabilidad del genoma. Es muy compacta y se mantiene en un estado de empaquetamiento denso durante todo el ciclo celular.

Del mismo modo, la heterocromatina facultativa puede variar entre las diferentes células y tejidos. A diferencia de la constitutiva, esta no es esencial para la estabilidad del genoma. Además, puede estar presente en diversas regiones del cromosoma en distintas células.

Heterocromatina constitutiva

Es la estructura estable de la heterocromatina, quiere decir que no se suelta para formar eucromatina. Además, tiene cadenas repetidas de ADN llamadas ADN satélite y se pueden encontrar en telómeros y centrómeros. Por lo general interviene en funciones estructurales, un ejemplo de este tipo de heterocromatina es el cromosoma X en las mujeres.

Está en una conformación compacta que no es accesible para la maquinaria celular, por lo tanto, no se transcribe. Se mantiene en una configuración densa donde previene la recombinación no deseada y la pérdida de material genético.

Según estudios realizados, se pudo determinar que la heterocromatina constitutiva tiene mucha riqueza y valor genético, más de lo que se pensaba. De tal modo se han encontrado grandes cantidades de genes de gran importancia para el desarrollo de ciertas fases. Algunos de estos genes son:

• RpL5
• Light
• Nipped-A
• Nipped-B
• Rolled
• Bobbed
• Kl-5

Heterocromatina facultativa

Se encuentra en localidades ricas en genomas, donde puede convertirse en eucromatina, para así permitir la expresión de los genes en muestras celulares específicas o en ciertos estudios del desarrollo. Además, tiene aquellos genes que no se comunican, pero que pueden hacerlo en cualquier momento.

Puede estar en un estado de empaquetamiento denso o suelto, dependiendo de las señales celulares y los factores ambientales. A veces, la heterocromatina facultativa se puede desempaquetar y transcribirse en ciertas células o en ciertos momentos del ciclo celular.

Este tipo de heterocromatina es reversible, por lo tanto su estructura puede cambiar de acuerdo al ciclo celular y se caracteriza por otros tipos de secuencias de ADN duplicadas y conocidas como secuencias line. Un ejemplo de esto es el cuerpo barr o cromatina sexual X.