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Heterocromatina

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição de heterocromatina

A heterocromatina é uma forma de cromatina que é densamente embalada – em oposição à eucromatina, que é levemente embalada – e é encontrada no núcleo das células eucarióticas. Enquanto a euchromatina permite que o DNA seja replicado e transcrito, a heterocromatina está em uma estrutura tão condensada que não permite que as polimerases de DNA e RNA acessem o DNA, impedindo a replicação e a transcrição do DNA. Existem dois tipos principais de heterocromatina: heterocromatina construtiva e heterocromatina facultativa. A heterocromatina representa menos de 10% da cromatina humana, com a euchromatina contabilizando a maior parte dela – em 90%.

Estrutura da heterocromatina

Antes de pularmos na estrutura da heterocromatina, vamos dar uma olhada em como o DNA é embalado em células eucarióticas.

O DNA nos eucariotos é montado em cromatina, que são complexos feitos de DNA e proteínas. As proteínas que formam cromatina são chamadas histonas e são dispostas de uma maneira que permite que o DNA seja envolvido em torno delas. Mais especificamente, o DNA (cerca de 200 pares de bases) é enrolada em torno de conjuntos de oito histonas (octâmeros) compreendendo duas cópias de cada um dos seguintes: H2A, H2B, H3 e H4. Essas unidades feitas de histonas e DNA enroladas em torno delas são chamadas de nucleossomos. Os nucleossomos são, por sua vez, conectados um ao outro através de cordas de DNA, também conhecidas como DNA do ligante. Em outras palavras, a cromatina é a montagem de nucleossomos (DNA e histonas) conectada pelo próprio DNA.

A forma de cromatina mais frouxamente embalada é chamada euchromatina, também conhecida como contas em uma corda devido à semelhança entre essa estrutura e contas (nucleossomos) mantidas juntas por uma corda (DNA). A heterocromatina é uma versão mais condensada da euchromatina e também é conhecida como fibra de 30 nm porque o diâmetro dessa heterocromatina helicoidal em espiral mede 30 nm. De fato, enquanto a g-banding mostra a eucromatina muito manchada devido à sua forma solta, a heterocromatina é facilmente vista porque é densamente manchada devido à sua embalagem mais densa. A heterocromatina também pode ser condensada em cromossomos ativos e ainda mais nos cromossomos da metafase.

A figura a seguir mostra as diferentes unidades estruturais da embalagem de DNA em células eucarióticas:

Da esquerda para a direita, o DNA helicoidal de fita dupla (primeira ilustração) é enrolada em torno de histonas, formando nucleossomos (segunda ilustração), que constituem a estrutura da eucromatina ou contas em uma corda (terceira ilustração). A euchromatina é ainda mais condensada em heterocromatina ou fibras de 30 nm (quarta e quinta ilustrações). As últimas quatro ilustrações retratam o DNA mais condensado mais firmemente na forma de cromossomos ativos e metafase.

Olhando para a figura acima, também podemos apreciar por que o DNA está na conformação da heterocromatina quando não está sendo replicado ou transcrito ativamente: o DNA não é exposto e, portanto, proteínas e polimerases reguladoras não podem acessá -lo. Observe a diferença entre euchromatina (terceira ilustração) e heterocromatina (quarto e quinto): enquanto o DNA do ligante na conformação eucromática é exposto e acessível a polimerases e outras proteínas para serem replicadas e transcritas, o DNA na conformação heterocromática é fortemente enrolada ao redor dos nucleossomos e não permite o acesso a elementos transcricionais.

Os dois tipos de heterocromatina: constitutiva e facultativa

A estrutura da heterocromatina pode ser descrita em mais detalhes, levando em consideração seus vários tipos. Os dois tipos principais são heterocromatina constitutiva e heterocromatina facultativa. Esses dois tipos podem ser distinguidos com base em seus recursos. Foi sugerido que outros tipos de heterocromatina também existem e que esses outros tipos têm características mistas de heterocromatina constitutiva e facultativa.

A heterocromatina constitutiva é a forma estável de heterocromatina, isto é, não se solta para formar a euchromatina e contém sequências repetidas de DNA chamado DNA de satélite. Pode ser encontrado em centrômeros e telômeros e geralmente está envolvido em funções estruturais.

A heterocromatina facultativa, por outro lado, é reversível, isto é, sua estrutura pode mudar dependendo do ciclo celular e é caracterizada por outro tipo de seqüências repetidas de DNA conhecidas como sequências de linha. Um exemplo de heterocromatina facultativa que altera sua conformação estrutural com o ciclo celular é o cromossomo X inativado (corpo Barr) das fêmeas.

O ciclo celular e a expressão gênica

Não é de surpreender que a maneira pela qual o DNA seja embalada esteja relacionada ao ciclo celular. Quando o DNA precisa ser copiado (replicado) e as proteínas precisam ser sintetizadas (transcrição e depois tradução), o DNA é encontrado na forma da euchromatina. Quando os genes não precisam ser replicados e transcritos, o DNA está na forma de heterocromatina. Além disso, quando o DNA está na forma cromossômica ativa, a célula está no estágio interfásico do ciclo celular e, quando está na forma do cromossomo da metafase, a célula está dividindo, ou seja, está no estágio de mitose ou meiose.

De acordo com isso, foi proposto que a regulação da maneira pela qual o DNA é embalada é uma maneira de regular a expressão gênica. Portanto, os genes de limpeza que mantêm as funções e a sobrevivência da célula estão sempre na forma da eucromatina, enquanto aqueles que não precisam ser expressos estão na forma de heterocromatina. Os meios pelos quais isso é alcançado é pela modificação da cauda da histona, uma parte das histonas que podem ser acetiladas ou metiladas. A modificação da cauda da histona resulta em alterações na embalagem do DNA. Por exemplo, a hipoacetilação na cauda da histona está associada à conformação heterocromática, pela qual o DNA não é exposto e, consequentemente, a transcrição de genes é impedida.

Questionário

1. O que a presença da heterocromatina revela? A. que as células são transcricionalmente ativas. B. que as células estão se dividindo. C. Essa transcrição de genes não está ocorrendo. D. Esse DNA é exposto a polimerases e outras proteínas reguladoras.

Resposta à pergunta nº 1

C está correto. A heterocromatina é densamente embalada e não permite que as polimerases e outras proteínas reguladoras acessem o DNA, impedindo a transcrição de genes.

2. Quais são as duas principais diferenças entre heterocromatina constitutiva e facultativa? A. A heterocromatina constitutiva é reversível e possui sequências de linha, enquanto a heterocromatina facultativa é estável e possui DNA de satélite. B. A heterocromatina constitutiva é estável e possui sequências de linha, enquanto a heterocromatina facultativa é reversível e possui DNA de satélite. C. A heterocromatina constitutiva é reversível e possui DNA de satélite, enquanto a heterocromatina facultativa é estável e possui sequências de linha. D. A heterocromatina constitutiva é estável e possui DNA satélite, enquanto a heterocromatina facultativa é reversível e possui sequências de linha.

Resposta à pergunta nº 2

D está correto. Ambos são muito semelhantes, mas as duas principais diferenças que os distinguem são que a heterocromatina constitutiva é estável e possui DNA satélite, enquanto a heterocromatina facultativa é reversível e possui seqüências de linha.

3. Qual é o outro nome pelo qual a heterocromatina é conhecida? A. BEADS-ON-A-ALTING B. FIBRA DE 30 NM C. CHROMEMEMATIVA ATIVA D. METAPHASE CHOMOMEMEME

Resposta à pergunta nº 3

B está correto. A heterocromatina também é conhecida como fibra de 30 nm porque o diâmetro da estrutura helicoidal forma mede 30 nm.

Referências

  • Duggan, N.M. & Tang, Z. I. (2010). A formação de heterocromatina. Educação da natureza 3,9: 5.
  • Mattei, M.G. & Luciani, J. (escrito: 2003, janeiro; indexado: 2017, março). Heterocromatina, do cromossomo a proteinatlas da genética e citogenética em oncologia e hematologia. Retirado de: http://atlasgeneticsoncology.org/educ/heterochromeng.html

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