Este documento describe la organización de los genomas procariotas y eucariotas. Resume que los genomas procariotas son circulares y tienen un tamaño pequeño de 1-10 megabases, mientras que los genomas eucariotas son lineales, más grandes y complejos, con tamaños que van de 125 megabases en plantas hasta 3200 megabases en humanos. Además, explica que los genomas eucariotas tienen altos niveles de empaquetamiento del ADN y una gran proporción de ADN repetitivo no codificante.

1. ORGANIZACIÓN DE GENOMA
PROCARIOTA Y EUCARIOTA

2. GENOMA
PROCARIOTA

4. Especies Tamaño del
genoma (Mb)
Numero de
genes
Eucariotas
•Arabidopsis thaliana
•Caenorhabditis elegans
•Drosophila melanogaster
•Homo sapiens
•Sacharomyces cerevisiae
125
97
180
3200
12.1
25 500
19 000
13 600
35 000
5 800
Bacteria
•Escherichia coli
•Mycoplasma genitalium
•Streptococcus pneumoniae
•Vibrio cholerae
4.64
0.58
2.16
4.65
4 400
500
2300
4 100
Ejemplo de tamaño de genomas: nuclear

5. TAMAÑO DE LOS GENOMAS

7. Compartimento Dimensiones Acido
nucleico
Longitud
Virus mosaico
tabaco
0.008 x 0.3 µ m RNAss 2 µ m
Adenovirus 0.07 µ m
diámetro
DNAds 11 µ m
Fago T4 0.065 x 0.1 µ m DNAds 55 µ m
E. coli 1.7 x 0.65 µ m DNAds 1.3 mm
Mitocondria
(humana)
3.0 x 0.5 µ m Aprox. 10
copias DNAds
50 µ m
Núcleo (humano) 6 µ m diámetro 46 copias
DNAds
1.8 mts

9. DNA Cromosomal
–No hay porcesamiento del
ARNm
–La transcripción está
ligada a la traducción.
–DNA circular
cerrado
–Superenrrollado.

14. EMPAQUETAMIENTO DEL GENOMA BACTERIANO

19. Organización del
cromosoma eucariótico
19

20. Una de las características comunes de la organización del material
genético es su alto grado de compactación: masa compacta que
ocupa un espacio bien delimitado.
El genoma humano tiene unas 3.000 megabases (1-2m) y un
núcleo ocupa unas 6µm.
20
Empaquetamiento del DNA

21. Empaquetamiento del DNA
Composición del Cromosoma
(Cromatina)

Proteínas : básicas -> histonas
ácidas -> no histonas (~30%)

DNA

RNA (1%)
Tasa de empaquetamiento: 1:50.000-100.000 21
Doble hélice
Nucleosoma (Octámero de Histonas)
Solenoide (Histona H1)

22. Histona
Nº
residuos
Pm
Contenido en moles % de
Lys/Arg Modificación
V. cambio
evolutivo
Lys Arg
H1 213 21.000 27,7 1,4 19,78 Fosforilación 4
H2A 129 13.900 10,9 9,3 1,17
Fosforilación,
acetilación
1
H2B 125 13.774 15,2 6,1 2,49
Fosforilación,
acetilación
1
H3 135 15.273 9,6 13,3 0,72
Acetilación,
metilación
fosforilación
0,1
H4 102 11.236 10,8 13,7 0,79
Acetilación,
metilación
fosforilación
0,06

23. Médula ("core") del Nucleosoma
Formación del Solenoide
(papel de la histona H1)

24. Empaquetamiento del DNA
24

25. Empaquetamiento del DNA
25

26. Niveles de empaquetamiento del Genoma
Eucariota

27. ORGANIZACIÓN DEL MATERIAL HEREDITARIO
• SECUENCIAS:
• ÚNICAS,
• REPETIDAS,
• MODERADAMENTE REPETIDAS Y
• ALTAMENTE REPETIDAS

28. Tipos de secuencias de los organismos
eucarióticos

30. Human genome
3200 Mb
Intergenic DNA
2000 Mb
Other
Intergenic
Regions
600 Mb
Genes
48 Mb
Genes and gene-related
Sequences 1200 Mb
Related
Sequences
1152 Mb
pseudogenes
Gene
fragments
Interspersed
Repeats
1400 Mb
Microsatellites
90 Mb
Introns,
UTRs
Various
510 Mb
SINEs
420 Mb
LINEs
640 Mb
LTR elements
250 Mb
DNA transposons
90 Mb
Organización del genoma humano
37.5%
UTR= untraslated regions
LTR= Long terminal
repeats

31. DNA de copia simple/única/no repetitivo
La proporcion depende de los organismos:
Procariotes = 100%
Eucariotas inferiores = 80%
Animales superiores = 50-70%
5% secuencia de genes
5% secuencia de control
RNA no codificante
Proteinas celulares
Control de la expresion de
genes

33. Pseudogenes y otras
secuencias relacionadas:
Convencional pseudogenes
Pseudogene procesado
Genes truncados
Fragmento de genes

34. DNA repetitivo
Son secuencias de DNA que aparecen en copias multiples
e.g. costituyen entre 40 y 50% del genoma total humano
Las secuencias repetidas “unidades de repetición” tienen tamaños diversos y cada
una se encuentra de forma idéntica o casi idéntica muchas veces en el genoma.
El número de copias de la unidad de repetición varia desde unos cientos o miles
(DNA moderadamente repetitivo) hasta cientos de miles (DNA altamente repetido).
La distribución puede ser en forma dispersa por todo el genoma o en forma
agrupada.

35. Distribución del DNA
Repetido

36. DNA repetitivo codificante

37. 1. DNA repetitivo codificante agrupado

38. Familias multigenicas de genes dispersos
Estos son localizados de forma dispersa por el genoma, a menudo en
cromosomas distintos
Son genes que codifican proteínas de funciones diversas: enzimáticas,
reguladoras, de almacenamiento, estruturales, etc.
E.g. la familia de aldolasa comprende 3 genes funcionales y 2
pseudogenes, repartidos en 5 cromosomas.
Los genes de actina forma otra familia con 4 genes y al menos 16
pseudogenes.
2. DNA repetitivo codificante disperso

39. DNA repetitivo no codificante
Representa entre 20-40% del DNA genómico
total
Se divide en dos categorias:
moderadamente repetitivo (se ubica en
forma dispersa)
altamente repetitivo (es agrupado)

41. 1. DNA altamente repetitivo y agrupado: satelite
Esta formado por unidades pequeño tamaño (2-
50 pb) repetidas en tandem en miles y un millon de
veces, con lo que el bloque abarca cientops de Kb
o incluso varias Mb.
Ubicación en las regiones heterocromátidas
Ricas A-T
2. DNA moderadamente repetido y disperso
Este tipo de DNA se distribuye a lo largo del
cromosomas
Numero de repeticiones no muy elevado 100 -

42. a. Bloques dispersos de repeticiones en tandem:
DNA minisatelite
Formado por repeticiones de 10-65 pb regrupadas en tandem formando
bloques relativamente grandes, de cientos a miles de repeticones
Repartidos en todo el genoma
Ricas en G-C
DNA microsatelite
Unidad de repetición es menor a 7pb, se presentan agrupadas en tandem
en bloques de hasta 50 repeticiones
Dispersa en todo el genoma
Alto polimorfismo

44. b. Repeticiones dispersas
Secuencias SINE (Short Interspersed Nuclear
Elements- Elementos nucleares dispersos cortos)
Secuenias LINE (Long Interspersed Nuclear
Elements- Elementos nucleares dispersos largos)
LTR (long terminal repeats)
DNA transposon

47. Localización cromosómica de los distintos tipos de DNA repetido.
Minisatélite telomérico
Satélite clásico
Minisatélite
hipervariable
DNAr
Microsatélit
e
SINE-1
Preferentially in
light G bands