Cromatina

Cromatina é o material do qual os cromossomos são compostos. É um complexo de DNA e proteínas circundantes que podem comprimir o material genético. Perturbações na estrutura da cromatina podem levar a doenças graves.

O que é cromatina?

A cromatina é uma mistura de DNA, histonas e outras proteínas ligadas ao DNA. Um complexo DNA-proteína é formado a partir dele, cujos principais componentes, entretanto, são DNA e histonas. O nome cromatina resulta da descoloração deste complexo com corantes nucleares básicos. Todos os eucariotos contêm cromatina.

Em procariotos, as moléculas de DNA são principalmente livres e formam uma estrutura em anel. Nas criaturas eucarióticas superiores, a cromatina é a base dos cromossomos. O complexo DNA-proteína pode comprimir tanto que muita informação genética pode ser armazenada em um pequeno espaço no núcleo da célula. As histonas são moléculas de proteínas muito antigas, cuja composição e estrutura genética permaneceram quase inalteradas de organismos unicelulares eucarióticos para humanos.

Anatomia e estrutura

Como já mencionado, a cromatina é composta por DNA, histonas e outras proteínas. Como parte desse complexo, a molécula de DNA é envolvida em um pacote de histonas feito de oito histonas. Histonas são proteínas que consistem em muitos aminoácidos básicos.

Os grupos amino geram uma carga positiva, enquanto as moléculas de DNA têm uma carga externa negativa. Este é o requisito básico para a formação de um complexo sólido de DNA e histonas. O chamado octâmero de histona (8 histonas) é envolvido cerca de 1,65 vezes pela fita dupla de DNA. Da corresponde a um comprimento de cadeia de 146 pares de bases. Como resultado, o DNA pode ser reduzido de 10.000 a 50.000 vezes. Isso é necessário para que se encaixe no núcleo da célula. Uma unidade de octâmero de histona envolvida também é conhecida como nucleossomo. Os nucleossomos individuais são, por sua vez, conectados uns aos outros por meio de histonas ligantes. Desta forma, uma cadeia de nucleossomos é formada, que como uma fibra de 30 nm representa uma unidade organizacional superior do DNA.

Mesmo dentro do empacotamento apertado, o DNA ainda pode ser alcançado por moléculas de proteínas regulatórias que permitem que a informação genética seja lida e transferida para as proteínas. No entanto, uma distinção ainda precisa ser feita entre eucromatina e heterocromatina. Com a Eucromatina, o DNA é ativo. Quase todos os genes ativos que codificam e expressam proteínas estão localizados aqui. Não há diferenças estruturais na área da Eucromatina, independentemente do estado de condensação do respectivo cromossomo. A heterocromatina contém complexos DNA-proteína inativos ou menos ativos.

É responsável pelas propriedades estruturais da cromatina total. A heterocromatina, por sua vez, pode ser dividida em duas formas. Portanto, há heterocromatina constitutiva e facultativa. A heterocromatina constitutiva nunca é expressa. Ele tem apenas funções estruturais. A heterocromatina opcional pode às vezes ser expressa. Nas diferentes fases da mitose e meiose, surgem diferentes níveis de empacotamento da cromatina. A chamada cromatina interfásica apresenta um afrouxamento muito forte em comparação com a cromatina metafásica, uma vez que a maioria das proteínas se expressa neste estado.

Função e tarefas

A função da cromatina é acomodar a informação genética no espaço muito pequeno do núcleo da célula. Isso só é possível através da formação de um complexo DNA-proteína muito compactado. No entanto, é necessário que existam diferentes níveis de condensação. Embora o complexo esteja muito compactado em uma fase silenciosa e inativa, ele deve ser mais relaxado nas fases mais ativas. Mas mesmo aqui o pacote ainda é muito apertado.

Para ativar a síntese de proteínas, a forte ligação entre os segmentos de DNA correspondentes e a histona envolvida deve ser quebrada. As histonas ligadas bloqueiam o DNA de expressar proteínas. Diferentes estados de ligação também podem gerar diferentes atividades dos genes. As células se diferenciam no curso de processos epigenéticos. A informação genética do DNA é a mesma nas diferentes células do corpo, mas as atividades durante a expressão gênica são diferentes, de modo que os diferentes tipos de células também desempenham tarefas diferentes.

Doenças

Erros na estrutura da cromatina podem levar a doenças graves. Esses erros podem resultar em mudanças na atividade dos genes, que perturbam a harmonia na interação das células do corpo. Estas são frequentemente doenças muito raras com sintomas muito semelhantes.

As pessoas afetadas sofrem de malformações físicas e deficiências mentais. Os mecanismos que causam esses sintomas ainda são muito pouco conhecidos. No entanto, pesquisas sobre essas relações são necessárias para que se possa tratar essas doenças da melhor maneira possível. Duas doenças típicas baseadas em distúrbios da cromatina são a síndrome de Coffin-Siris e a síndrome de Nicolaides-Baraitser. Ambas as doenças são genéticas. Na síndrome de Coffin-Siris, ocorrem hipoplasia congênita dos ossos dos dedos das mãos e dos pés, baixa estatura e retardo mental. São várias as mutações que desencadeiam essa doença, responsáveis ​​por certas subunidades do complexo DNA-proteína.

Existem padrões de herança autossômica recessiva e autossômica dominante. O tratamento é sintomático e depende dos sintomas específicos da doença. A síndrome de Nicolaides-Baraitser também apresenta sintomas semelhantes. Além da baixa estatura e da malformação dos dedos, também ocorrem graves retardo mental e convulsões. A herança é autossômica dominante. A condição é muito rara, afetando uma em um milhão de pessoas. Outra condição hereditária rara associada ao distúrbio da cromatina é a síndrome de Cornelia de Lange. Esta síndrome também mostra muitas malformações físicas e distúrbios de desenvolvimento mental.