Lección 23: Complejidad y estructura supramacromolecular del DNA en el genoma

La complejidad y localización del DNA varía según sea la entidad funcional (virus, procariotes o eucariotes) que consideremos.

En los virus cuyo material genético es DNA (generalmente virus animales o bacteriales y algunos vegetales) tenemos una forma circular donde se han unido los extremos 3' y 5 y en la mayoría están presentes las dos bandas de DNA; en unos pocos por ejemplo: virus Ø x 174 sólo hay una banda y por ello son una excepción a la primera regla de Chargaff pues no existe el apareamiento A : T y G : C. La circunferencia de estos DNA virales (determinada por microscopia electrónica) es mayor que la partícula viral completa; esto implica que el DNA en el virus está empacado en forma muy compacta y recubierta por las proteinas virales de envoltura. El peso molecular de los DNA oscila entre 3 y 120 X 106 lo que facilita el estudio de su secuencia.

En las células procanóticas el DNA es circular, de doble banda y se encuentra anclado en un punto a la membrana celular estando en contacto con el material citoplasmático; asociados a este único cromosoma se hallan enzimas, poliamidas o Mg+2 y el DNA existe en una forma superenrollada muy compacta. Los pesos moleculares son considerables, ej. 2.600 x 106 para el DNA de E. coIi, teniendo la molécula varios millones de bases apareados.

Además de este DNA cromosomial puede haber DNA adicional, más pequeño y también circular, que son los llamados plásmidos; ellos son portadores de unos pocos genes que confieren a la bacteria ciertas características como la resistencia a los antibióticos.

En los eucariotes la gran mayoría del DNA (aproximadamente 98%) forma parte de la cromatina en el núcleo y el resto está en partículas como las mitocondrias o cloroplastos; éste DNA extranuclear es diferente del nuclear respecto a su composición, propiedades físicas como densidad, viscosidad, etc y asociación con proteínas. En la cromatina el DNA lineal (35%) se asocia con histonas (60% en total) y proteínas ácidas y RNA (5%) dando lugar a una estructura muy compacta con una organización espacial no muy bien conocida.

Una ilustración del grado de compactación se deduce del hecho de que el DNA de una célula eucariote con un diámetro de 10-20 μm, si estuviera extendido tendría una longitud de 2 metros. Cada cromosoma tiene un DNA 4 a 100 veces mayor que el DNA de E.coIl, lo que hace que las células humanas tengan 600 veces más DNA que la E.coIi.

Los datos anteriores nos muestran la enorme complejidad organizacional que tiene el DNA eucariótico y por ello su estudio es uno de los grandes temas de la biología molecular actual.

 

Consulta los siguiente enlaces virtuales para profundizar en el tema:

http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/biomol/actividades/videoadn/adn.htm

http://www.johnkyrk.com/DNAanatomy.esp.html

http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/biomol/actividades/videoadn