Los dominios constitutivos de heterocromatina son regiones de ADN que se encuentran en todos los cromosomas de los eucariotas. [2] La mayor parte de la heterocromatina constitutiva se encuentra en las regiones pericentroméricas de los cromosomas, pero también se encuentra en los telómeros y en todos los cromosomas. [2] En los seres humanos, se encuentra significativamente más heterocromatina constitutiva en los cromosomas 1, 9, 16, 19 e Y. [3] La heterocromatina constitutiva se compone principalmente de repeticiones en tándem con un alto número de copias conocidas como repeticiones satélite, repeticiones de minisatélites y microsatélites y transposones. repite. En los seres humanos, estas regiones representan aproximadamente 200 Mb o el 6,5 % del genoma humano total , pero su composición repetida hace que sea difícil secuenciarlas, por lo que sólo se han secuenciado regiones pequeñas.
La visualización de la heterocromatina constitutiva es posible mediante el uso de la técnica de bandas C. Las regiones que se tiñen más oscuras son regiones de heterocromatina constitutiva. [4] La heterocromatina constitutiva se tiñe de forma más oscura debido a la naturaleza altamente condensada del ADN.
No debe confundirse la heterocromatina constitutiva con la heterocromatina facultativa , que está menos condensada, menos estable y mucho menos polimórfica , y que no se tiñe cuando se utiliza la técnica de bandas C.
La heterocromatina constitutiva se encuentra más comúnmente en la periferia del núcleo unida a la membrana nuclear. Esto concentra el ADN eucromático en el centro del núcleo, donde puede transcribirse activamente. Durante la mitosis se cree que la heterocromatina constitutiva es necesaria para la adecuada segregación de las cromátidas hermanas y la función del centrómero. [6] Las secuencias repetidas encontradas en los pericentrómeros no se conservan en muchas especies y dependen más de modificaciones epigenéticas para su regulación, mientras que los telómeros muestran secuencias más conservadas. [2]
Se pensaba que la heterocromatina constitutiva estaba relativamente desprovista de genes, pero los investigadores han encontrado más de 450 genes en el ADN heterocromático de Drosophila melanogaster . [5] Estas regiones están altamente condensadas y modificadas epigenéticamente para evitar la transcripción. Para que los genes puedan transcribirse deben tener un mecanismo que supere el silenciamiento que se produce en el resto de la heterocromatina. Hay muchos modelos propuestos sobre cómo se expresan los genes en estas regiones, incluidos los modelos de aislamiento, negación, integración, explotación y restricción de TE. [ se necesita aclaración ]
Cuando los genes se colocan cerca de una región de heterocromatina constitutiva, su transcripción suele quedar silenciada. Esto se conoce como variegación por efecto de posición y puede conducir a un fenotipo en mosaico .
La heterocromatina constitutiva se replica tardíamente en la fase S del ciclo celular y no participa en la recombinación meiótica.
Las modificaciones de histonas son una de las principales formas en que la célula condensa la heterocromatina constitutiva. [7] Las tres modificaciones más comunes en la heterocromatina constitutiva son la hipoacetilación de histonas , la metilación de histonas H3-Lys9 (H3K9) y la metilación de citosina . Estas modificaciones también se encuentran en otros tipos de ADN, pero con mucha menos frecuencia. La metilación de citosina es el tipo más común, aunque no se encuentra en todos los eucariotas. En los seres humanos hay una mayor metilación en los centrómeros y telómeros, que están compuestos de heterocromatina constitutiva. Estas modificaciones pueden persistir tanto a través de la mitosis como de la meiosis y son hereditarias .
SUV39H1 es una histona metiltransferasa que metila H3K9, proporcionando un sitio de unión para la proteína heterocromatina 1 (HP1). HP1 participa en el proceso de condensación de la cromatina que hace que el ADN sea inaccesible para la transcripción. [8] [9]
Los trastornos genéticos que resultan de mutaciones que involucran la heterocromatina constitutiva tienden a afectar la diferenciación celular y se heredan con un patrón autosómico recesivo. [6] Los trastornos incluyen el síndrome de Roberts y el síndrome ICF .
Algunos cánceres están asociados con anomalías en la heterocromatina constitutiva y las proteínas involucradas en su formación y mantenimiento. El cáncer de mama está relacionado con una disminución de la proteína alfa HP1 , mientras que el linfoma no Hodgkin está relacionado con una hipometilación del genoma y especialmente de las regiones satélite. [ cita necesaria ]