¿Qué son las histonas?
Las histonas son un grupo de proteínas altamente conservadas y básicas que se encuentran en el núcleo de las células eucariotas. Estas proteínas son esenciales para la estructura y función del ADN en el núcleo celular.
Existen cinco tipos principales de histonas: H1, H2A, H2B, H3 y H4. Las histonas H2A, H2B, H3 y H4 forman un complejo llamado octámero de histonas, que consta de dos copias de cada histona, y es el componente central de los nucleosomas.
La función principal de las histonas es proporcionar una estructura estable para el empaquetamiento del ADN. El ADN, que es una cadena larga y altamente cargada negativamente, se enrolla alrededor del octámero de histonas en forma de una hélice para formar el nucleosoma. Las histonas se unen al ADN a través de interacciones electrostáticas entre sus cargas positivas y las cargas negativas del ADN.
Además de su papel estructural, las histonas también desempeñan un papel importante en la regulación de la actividad génica. Las modificaciones químicas de las histonas, como la acetilación, la metilación, la fosforilación y la ubiquitinación, pueden influir en la estructura del cromosoma y en la capacidad de los factores de transcripción para acceder al ADN y regular la transcripción génica. Estas modificaciones pueden alterar la disposición de la cromatina, lo que afecta la accesibilidad del ADN y la expresión de los genes.
Las histonas también están involucradas en la replicación y reparación del ADN. Durante la replicación del ADN, las histonas se desensamblan y vuelven a ensamblar para permitir la duplicación del material genético. Además, las histonas pueden actuar como marcadores de daño en el ADN y reclutar proteínas de reparación al sitio dañado para corregir errores o lesiones en la secuencia del ADN.
Los genes transcritos activamente en la eucromatina están asociados con marcas de histonas específicas que facilitan el acceso del ADN a las ARN polimerasas y promueven la transcripción génica. Estas marcas de histonas, como la acetilación y la metilación, pueden alterar la estructura de la cromatina y afectar la accesibilidad del ADN.
La acetilación de las histonas, que consiste en la adición de grupos acetilo a ciertos residuos de aminoácidos en las histonas, es una modificación que generalmente se asocia con la activación de la transcripción génica. La acetilación neutraliza la carga positiva de las histonas, reduciendo la interacción electrostática entre las histonas y el ADN, y relajando la estructura de la cromatina. Esto permite un mayor acceso de los factores de transcripción y las ARN polimerasas al ADN, promoviendo así la expresión de los genes.
Por otro lado, la metilación de las histonas puede tener efectos variables dependiendo de los residuos de aminoácidos y la posición en las histonas. La metilación de ciertos residuos de lisina puede actuar tanto como un marcador de activación como de represión de la transcripción génica, dependiendo del contexto. Sin embargo, la metilación de residuos de histonas en las regiones promotoras de los genes generalmente se asocia con la represión de la expresión génica y la formación de heterocromatina.
Es importante destacar que las marcas de histonas no son permanentes y pueden ser reversibles mediante la acción de enzimas conocidas como «borradores de cromatina». Estas enzimas pueden eliminar o modificar las marcas de histonas, lo que puede alterar la estructura de la cromatina y la regulación de la expresión génica.
Además de las marcas de histonas, existen otras proteínas que actúan como «lectoras de la cromatina». Estas proteínas tienen dominios específicos que reconocen y se unen a las histonas que portan determinadas marcas. Al unirse a estas marcas específicas, las «lectoras de la cromatina» reclutan otras proteínas y complejos de regulación génica que pueden activar o reprimir la expresión génica.
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