Los avances en microscopía han permitido a los investigadores imaginarse bucles de cadenas de ADN por primera vez. Las imágenes revelan cómo el genoma humano se organiza en un espacio tridimensional con una resolución mucho más alta de lo que era posible anteriormente.
Los hallazgos, publicados en un nuevo estudio en la revista célula molecular , también revelan que el proceso de copia del ADN en ARN transcripción modela indirectamente la arquitectura del genoma. Un equipo internacional liderado por Pia Cosma en el Centro de Regulación Genómica CRG de Barcelona y Melike Lakadamyali en elLa Escuela de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania en los Estados Unidos descubrió que la transcripción genera una fuerza que se mueve a través de las hebras de ADN como ondas a través del agua.
Conocida como superenrollamiento, la fuerza hace que las proteínas estructurales conocidas como cohesinas 'surfeen' a través de las cadenas de ADN, cambiando la arquitectura del andamio y transformando la forma general del genoma. Si bien se sabe que la organización del genoma regula la transcripción de genes, es la primeraLos investigadores del tiempo han encontrado que la transcripción impacta en la organización del genoma al revés a través del superenrollamiento.
Según los investigadores, el descubrimiento de esta nueva fuerza puede tener implicaciones futuras para la comprensión de enfermedades genéticas como el síndrome de Cornelia de Lange, que es causado por mutaciones en genes que codifican cohesinas o reguladores de cohesinas. Los hallazgos también pueden ser relevantespara los trastornos del desarrollo relacionados con la forma en que se pliega la cromatina, así como para abrir nuevas vías de investigación sobre la fragilidad del genoma y el desarrollo del cáncer.
Los investigadores estudiaron los mecanismos biológicos que permiten comprimir dos metros de ADN en un espacio reducido en cada célula humana. En este estado condensado, el ADN, también conocido como cromatina, contiene muchos bucles que unen diferentes regiones del genoma.que normalmente estarían muy separados. La proximidad física resultante es importante para transcribir el ADN en ARN que luego produce proteínas, lo que hace que el bucle de cromatina sea un mecanismo biológico fundamental para la salud y la enfermedad humanas.
Según Vicky Neguembor, científica del CRG y primera autora del artículo, "El bucle de cromatina es lo que permite que las células individuales activen y desactiven información diferente, por lo que, por ejemplo, una neurona o una célula muscular con el mismo genomala información aún puede comportarse de manera tan diferente. Los bucles también son una de las formas en que el genoma se compacta para encajar en el núcleo ".
"Lo que hemos encontrado es importante porque muestra que el proceso biológico de transcripción juega un papel adicional más allá de su tarea fundamental de crear ARN que eventualmente se convierte en proteínas. La transcripción compacta indirectamente el genoma de una manera eficiente y ayuda a diferentes regiones del genomahablar entre sí."
Las técnicas anteriores utilizadas para estudiar este proceso podían predecir dónde se ubicaban los bucles, pero no su forma real o cómo se ven dentro de las células. Para mejorar la resolución de la imagen, los investigadores utilizaron un tipo especial de microscopía que usa láseres de alta potencia bajo condiciones específicas.condiciones químicas para rastrear el parpadeo de moléculas fluorescentes. La técnica proporciona una resolución diez veces mayor que la microscopía convencional, y combinada con técnicas avanzadas de análisis de imágenes, los investigadores pudieron identificar los bucles de cromatina y las cohesinas que mantienen unida la estructura como clips de papel, dentrocélulas intactas.
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Materiales proporcionado por Centro de Regulación Genómica . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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