• Proteínas arquitecturales: confieren a los isocoros una estructura en loops por plegamiento

  • CTCF

  • Cohesina

• Banda R o G visible según "Regla de la mayoría"

• La correspondencia 1:1 de isocoro a banda se da en profase temprana

• Conforme avanza de interfase a metafase, el número de bandas disminuye por coalescencia

• La formación de bandas se da por los contrastes de GC y no por los valores absolutos de CG

El modelo clásico:

• Los bucles de cromatina se unen a un scaffold central mediante regiones asociadas al andamio (SAR) o regiones de unión a la matriz (MAR).

• Se creía que estas regiones SAR/MAR eran ricas en AT (es decir, <35 % GC).

• Se creía que incluso las bandas R (ricas en GC y genes) contenían "segmentos" ricos en AT que las conectaban con el scaffold.

Problemas con este modelo:

• Tras en análisis de GC en las bandas R, descubrieron que las regiones ricas en AT (GC <35%) están prácticamente ausentes.

• Esto desmiente que las bandas R utilizan segmentos en AT como puntos de anclaje al scaffold.

Modelo actualizado:

• El scaffold es discontinuo, no una estructura rígida.

• Proteínas arquitecturales como CTCF y cohesinas, son las que anclan los bucles.

• Por lo tanto, el anclaje de los bucles se rige por la unión de proteína a secuencias específicas, no solo por la composición GC/AT

Conclusiones:

• Los cromosomas pueden compactarse en metafase y luego regresar a su configuración original en interfase tras la división celular.

• Este plegamiento reversible garantiza que cada nueva célula conserve los mismos programas de expresión génica que la célula progenitora.

• Las isócoras se correlacionan con los dominios de la cromatina y las bandas cromosómicas.

• Estos patrones compositivos influyen en el plegamiento del ADN tanto en interfase como en metafase.

• La correlación entre el contenido de GC y la arquitectura cromosómica a lo largo del ciclo celular revela que el genoma es un sistema integrado, donde la secuencia y la estructura están estrechamente vinculadas.

¿Cómo puede la misma secuencia de ADN adoptar estructuras tan distintas a lo largo del ciclo celular?

El genoma es composicionalmente heterogéneo

Isocoras: Regiones del ADN definidos por sus diferentes niveles de CG.

Organización del genoma en isocoras

• Hay unos más frecuentes que otros

• Miden mínimamente 100 kb

• La transición entre ellos es relativamente brusca

• 5 familias de isocoras:

  • “pobres” en GC: (L1 y L2)

  • ''ricas'' en GC: (H1, H2 y H3)

    
    

Diferencias funcionales entre isocoras:

• Isocoras L:

  • Menos genes

  • Más intrones y más largos

  • Genes tejido-temporal específicos

  • Cromatina cerrada

  • Bajo nivel de transcripción

• Isocoras H:

  • Más genes

  • Menos intrones y más cortos

  • Genes housekeeping

  • Cromatina abierta

  • Alto nivel de transcripción

    
    

Consecuencias de la organización en isocoras

• Los mecanismos de regulación entre los genes L y H difieren.

• El contenido de GC3 es mayor en los genes H.

• El uso global de codones y aminoácidos difiere entre los genes L y H

Espacios genómicos

• El desierto genómico: Pobre en GC y genes, replicación tardía y cromatina cerrada

• Núcleo genómico: Rico en GC y genes, de replicación temprana y cromatina abierta