El ADN fluye dentro del núcleo de una célula en un baile lineal coreografiado, revelan nuevas simulaciones. El hallazgo es la primera explicación a gran escala del material genético que se mueve dentro de una célula en funcionamiento.
"El trabajo anterior se centró principalmente en lo que estaba sucediendo en la microescala del ADN", dice el coautor del estudio Michael Shelley, líder del grupo de modelado biofísico en el Centro de Biología Computacional del Instituto Flatiron en la ciudad de Nueva York y codirector delLaboratorio de Matemática Aplicada del Instituto Courant en la Universidad de Nueva York: "La gente realmente no pensaba en lo que estaba sucediendo a mayor escala".
Shelley y sus colegas simularon los movimientos de la cromatina, la forma funcional de ADN dentro del núcleo. La cromatina se ve como cuentas en una cuerda, con grupos de material genético en forma de bola unidos por hebras de ADN. Los investigadores proponen que las máquinas moleculares a lo largo del núcleo.El ADN hace que los segmentos de la cromatina se enderecen y se tensen. Esta actividad alinea las hebras vecinas para que se orienten en la misma dirección. Esa alineación, a su vez, da como resultado un vals en cascada de material genético que se mueve a través del núcleo.
El ADN danzante puede desempeñar un papel en la expresión génica, la replicación y la remodelación, aunque los efectos exactos siguen sin estar claros, informaron los investigadores en línea el 22 de octubre Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
Los hallazgos ayudan a explicar las mediciones reportadas en 2013 por científicos, incluida Alexandra Zidovska, en la Universidad de Harvard. Además de los movimientos a pequeña escala previamente conocidos de genes individuales, el experimento de los científicos reveló grandes regiones de cromatina que se movieron al unísono a través del núcleo de una célula enuna tasa de una fracción de micra cada pocos segundos. Sin embargo, los científicos no pudieron identificar la causa o los detalles del movimiento.
Shelley tenía experiencia estudiando cómo nadan los microbios. La física similar involucrada lo hizo sentir curiosidad sobre el mecanismo detrás del ADN migratorio. Se asoció con David Saintillan de la Universidad de California, San Diego, y Zidovska, ahora de la Universidad de Nueva York, para investigar.
Los investigadores investigaron dos formas en que una máquina molecular a lo largo de una molécula de ADN podría mover material genético cercano: tirar y empujar. Una máquina molecular no puede ejercer una fuerza neta, lo que significa que al tirar de una pieza de ADN, debe aferrarsey tirar de otra cosa. Las dos fuerzas de atracción hacia adentro se cancelarán, dando una fuerza neta cero y haciendo que el segmento de ADN se contraiga. Si la máquina empuja hacia afuera, las fuerzas se cancelarán de manera similar y el segmento de ADN se extenderá.
Estas contracciones y extensiones tienen lugar dentro de un líquido viscoso que llena el núcleo de una célula. El movimiento del ADN genera un flujo en el líquido que puede reorientar las longitudes cercanas de moléculas.
Utilizando simulaciones por computadora, los investigadores modelaron cómo la contracción y la extensión afectaron a una mezcla de cromatina confinada dentro de un núcleo esférico. Cuando las longitudes de ADN se contrajeron, el flujo resultante apuntó hebras cercanas en una dirección diferente, bloqueando cualquier movimiento coreografiado.de fluido que alineó el ADN cercano en la misma dirección. Esa alineación resultó en un efecto en cascada que desplazó grandes parches de ADN en la misma dirección.
"Es como si parte del núcleo repentinamente decidiera que todos nos moveremos un poco de esta manera, luego otra parte dice que todos nos moveremos de esta manera", dice Shelley. "La cromatina vaga un pocoalrededor."
Shelley propone que este shimmy de ADN podría ayudar a distribuir en todo el núcleo la maquinaria molecular responsable de expresar un gen en particular. Descubrir con seguridad, dice, requerirá simulaciones más complejas, así como experimentos adicionales sobre cómo la cromatina corta una alfombra.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Fundación Simons . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :