Dentro de los cromosomas no sólo hay DNA, sino también proteínas, que se han denominado "histonas", lo que en conjunto con el DNA forman la "cromatina", el conjunto de sustancia que hay en el interior de los cromosomas. Las proteínas histonas constituyen un verdadero andamiaje necesario para guardar ordenadamente los dos metros de DNA que contienen los 23 pares de cromosomas. Sin embargo investigaciones recientes han permitido reconocer que la función de estas histonas no sólo es de soporte, sino que también desempeñan diferentes funciones necesarias para la correcta expresión de los genes contenidos en el DNA.

Las histonas están formadas por ocho unidades proteicas diferentes (numeradas de 1 a 8), que se presentan formando una sola unidad, aglomeradas en un paquete circular, de cuya superficie emergen los extremos de la estructura molecular de cada una de ellas, visualizándose como colas formadas por cadenas de aminoácidos (figura). La doble hélice del DNA se enrolla dando dos vueltas alrededor de este paquete circular proteico. El conjunto de proteínas y DNA, forma unidades que se han llamado "nucleosoma". Ellas se mantienen unidas entre si porque la doble hebra del DNA, después de dar dos vueltas alrededor del paquete circular proteico, continúa enrollándose para formar otro nucleosoma, quedando todos ellos unidos en forma sucesiva. Cuando este conjunto de nucleosomas se abre, forma una especie de collar de perlas peludas, con los extremos de las proteínas que sobresalen de él. En cambio, cuando el DNA esta en el interior del cromosoma, estas perlas (nucleosomas), se apilan una sobre otras, formando lo que se ha denominado "fibras de cromatina" (figura) (Más allá del código genético: el código de las histonas).

En el interior del cromosoma, los genes están atrapados en la cromatina. La cromatina en un estado condensado, mantiene a los nucleosomas apilados unos sobre otros, con lo que logra que los genes estén guardados y no se expresen. Al estar estrechamente apilados, se mantienen ocultos de los "factores de trascripción que son necesarios para activar su expresión (Consideraciones después del genoma).


Para la expresión de los genes, la cromatina tiene que abrirse

Ahora nuevas investigaciones han identificado modificaciones críticas de las histonas que logran abrir la cromatina y permitir que ocurra la expresión de un determinado gene. Craig Peterson de la Escuela de Medicina de la Universidad de Massachusetts, ha observado que la adición de un simple grupo acetilo al aminoácido lisina, localizado en la cola de la histona 4 (H4), formada por 22 aminoácidos, puede prevenir este doblaje bloqueando la necesaria interacción de nucleosoma a nucleosoma (figura 1) (Science vol. 331, pág. 844, del 10 de Febrero del 2006). Michael Grunstein, investigador de cromatina de la Escuela de Medicina de la Universidad de California, describe este hallazgo como fundamental para entender los mecanismos de activación de los genes. "La acetilación mantiene la cromatina abierta para que sea posible la expresión del gene”.

Ya antes se había observado que la acetilación de la cola de la histona 4 estaba implicada en la compactación de la cromatina, pero los detalles no estaban claros. Ya en el año 1997, el equipo de Timothy Richmond del Instituto de Biología Molecular y Biofísica en Zurcí, Suiza, había determinado la estructura del nucleosoma por cristalografia de rayos X, pudiendo observar la región de la cola de la histona 4 (H4) interactuando con los nucleosomas adyacentes (figura 1). Esto sugiere que esta cola contribuye a amarrar la cromatina en la forma compacta, una suposición que ya hace tres años Richmond había anunciado, afirmando que la compactación no podía ocurrir si se eliminaba el segmento de la cola.

El descubrimiento del mecanismo de acetilación de la histona 4, es un avance significativo que señala como funciona el llamado "Código de las Histonas". De ello se puede deducir que también otras modificaciones químicas de estas proteínas pueden influir en diferentes formas sobre la actividad de los genes anexos. Aun cuando queda un largo camino por dilucidar, la enorme gama de modificaciones posibles de las distintas proteínas histonas abre un amplio camino de investigación para avanzar en los mecanismos de regulación de la expresión de los genes. Este hallazgo de la metilación de la cola de la histona 4, es un paso más para llegar a entender la compleja funcionalidad de este nuevo código que parece regular la expresión de cada uno de los genes durante procesos tales como la diferenciación celular que requiere de la expresión de determinados genes, mientras otros deben acallarse. Del mismo modo este nuevo código también debe desarrollar un rol importante en el proceso de envejecimiento y en muchos otros procesos metabólicos en los cuales se necesita estimular o acallar genes.