El ADN en una célula humana mide casi 2 metros de largo y está empaquetado dentro de un pequeño núcleo de solo unas pocas micras de diámetro. El nivel de compactación del ADN dentro del núcleo es asombroso. Está organizado en varios niveles secuencialmente más altos de compactación para caber en un espacio tan pequeño. La forma más compacta de ADN es un cromosoma que se puede ver bajo un microscopio en una célula en división.

El ADN se enrolla dos veces alrededor de un complejo de proteínas llamado núcleo de histonas, que consta de 8 proteínas de histonas. Este complejo de ADN y proteína histona se denomina nucleosoma, la unidad fundamental y funcional de la compactación del ADN. Los nucleosomas pueden enrollarse aún más alrededor de sí mismos en una compactación de orden superior.

Cuando el ADN se extrae de células en condiciones de baja sal y se examina bajo un microscopio, se asemeja a las cuentas de una cuerda. La cadena representa el ADN libre llamado “ADN enlazador”, que conecta los nucleosomas en forma de perla. Si el ADN se aísla en condiciones fisiológicas de sal (0,15 M KCl), asume una forma similar a una fibra con un diámetro de 30 nm que se une a H1, una proteína no histona. La proteína H1 se une firmemente a ambos nucleosomas y no permite que el ADN se deslice.

Las histonas son proteínas altamente conservadas

Las secuencias de aminoácidos de las proteínas histonas centrales están altamente conservadas entre especies lejanamente relacionadas. Por ejemplo, la secuencia de aminoácidos de la histona H3 entre el timo de ternera y la planta de guisante tiene solo cuatro diferencias de aminoácidos.

Proteínas no histonas

El complejo de nucleosomas también está unido por una pequeña proporción de proteínas no histonas, que ayudan a mantener la compactación y organizar largos bucles de cromatina. Las proteínas no histonas también están implicadas en la regulación de la replicación del ADN y la síntesis de ARN.