COMO ACONTECE À COMPACTAÇÃO DO DNA?

Cromatina é o conteúdo interno do núcleo da célula que não está em divisão, sendo possível a sua observação à microscopia óptica. Numa célula eucariótica, quase todo o DNA está compactado na cromatina. O DNA é "empacotado" na cromatina para diminuir o tamanho da molécula (de DNA), e para permitir maior controle por parte da célula de tais genes. Grande parte da cromatina é localizada na periferia do núcleo, possivelmente pelo fato de uma das principais proteínas associadas com a heterocromatina ligar-se a uma proteína da membrana nuclear interna. A cromatina é formada a partir da molécula de DNA de dupla hélice complexada com proteínas básicas - as histonas - e proteínas ácidas não-histônicas. As histonas são proteínas simples, solúveis em água. Nos cromossomos humanos foram detectadas cinco classes de histonas, as quais são identificadas modernamente pelas notações H1, H2A, H2B, H3, H4. As quatro últimas ocorrem nos cromossomos em proporções semelhantes. As histonas H2A e H2B possuem peso molecular bem inferior ao da histona H1. Ambas são consideradas ricas em lisinas (aminoácidos). As histonas H3 e H4 são ricas em arginina(aminoácidos codificados pelo código genético, sendo portanto um dos componentes das proteínas dos seres vivos). As proteínas não-histônicas dos cromossomos são classificadas, de um modo geral, em proteínas ácidas, as quais podem ser removidas por soluções alcalinas fracas, proteínas residuais, que ficam remanescentes depois da extração das histonas, e enzimas. As proteínas histônicas atuam na formação do nucleossomo (estrutura fundamental no acondicionamento da fibra de cromatina), além de manter sua seqüência de aminoácidos H2A, H2B, H3, H4 por gerações, mesmo entre espécies diferentes. As proteínas não-histônicas proporcionam condições para que haja associações entre histonas e cromatinas, impedindo repulsões eletrostáticas entre as proteínas básicas. Os cromossomos são visíveis como estruturas distintas apenas nas células em divisão. 

            Existem quatro níveis de compactação da cromatina:

1) Estrutura primária - Associação da dupla hélice do DNA com um grupo específico de histonas. Duas cópias de cada uma das quatro histonas (H2A, H2B, H3, H4) constituem um octâmero, em torno do qual um segmento de dupla hélice de DNA se enrola, como uma linha em torno de um carretel. O octâmero circundado por duas voltas de DNA constitui um nucleossomo. Cerca de 140 bases de DNA estão associadas a cada centro de histonas. Após um segmento de DNA curto (20 a 60 bases), forma-se o centro seguinte de complexo de DNA, e assim por diante, conferindo à cromatina a aparência de contas num cordão. Este primeiro nível de compactação reduz o tamanho da molécula de DNA em 6 a 7 vezes. 

2) Solenóides - A histona H1 tem papel na organização da cromatina ocupando lugar na região entre os nucleossomos, forçando o material a outro tipo de compactação, em estruturas secundárias helicóides, denominadas solenóides. O solenóide corresponde à compactação de 6 a 7 nucleossomos. Essa nova fibra é a unidade fundamental da organização da cromatina. O solenóide é capaz de condensar aproximadamente 1200 bases de DNA.

3) Alças - Com a formação do solenóide, tem lugar a ação de proteínas não-histônicas, que formam estruturas em alças ou domínios. As alças podem ser o início de espessamentos parecidos com nós, denominados cromômeros. À medida que os cromossomos se condensam mais, os cromômeros adjacentes fundem-se em estruturas maiores, que depois se tornam às bandas cromossômicas.

4) Cromossomos - Encontramos essas formas na metáfase, quando há a maior condensação da cromatina. É o enrolamento final, do qual participa a topoisomerase II.