La disposición espacial del material genético dentro del núcleo celular juega un papel importante en el desarrollo de un organismo. Un equipo de investigación de la Universidad de Basilea, en colaboración con científicos de la Universidad de Harvard, ha desarrollado un método para rastrear los cromosomas en individuosutilizando este método, ahora han podido demostrar que los cromosomas se reorganizan durante el desarrollo embrionario. El estudio ha sido publicado recientemente en célula molecular .
Nuestro cuerpo está formado por una amplia variedad de células con las más diversas funciones. Sin embargo, independientemente de ser células cardíacas, hepáticas o nerviosas, todas contienen la misma información genética. La razón por la cual las células se desarrollan de manera diferente es que solo partes dese leen sus cromosomas. Esto da como resultado que algunos genes estén activos mientras que otros, en cambio, permanecen en silencio.
Para la activación de genes, tanto la forma en que se empaquetan los genes como su organización espacial en el núcleo celular juegan un papel decisivo. El equipo de la Prof. Susan Mango en el Biozentrum de la Universidad de Basilea ahora ha investigado esta arquitectura 3D más de cerca.Utilizando una técnica novedosa, pudieron rastrear cromosomas individuales durante el desarrollo embrionario en nematodos y mostrar que se reorganizan durante la fase temprana.
La disposición cromosómica no es aleatoria
Si se estira, todas las moléculas de ADN de una célula alcanzarían unos dos metros de longitud. Por lo tanto, el ADN debe estar densamente empaquetado para caber en un núcleo celular de solo unos pocos micrómetros de tamaño. Las cadenas de ADN están muy bien enrolladas y retorcidaspara formar estructuras que ahorran espacio, llamadas cromosomas. El empaquetamiento y la disposición del ADN de los cromosomas determina la actividad de los genes.
En su estudio, los investigadores dirigidos por la Prof. Susan Mango rastrearon cromosomas individuales e investigaron su organización durante el desarrollo embrionario temprano. Células embrionarias del nematodo C. elegans sirvió como modelo. "Utilizando una técnica novedosa, pudimos seguir el reordenamiento espacial de los cromosomas en células individuales al comienzo de la embriogénesis", dice Mango. "La ventaja de este método es que las células y el tejido permanecen completamenteintacto."
Los cromosomas tempranos se parecen a una barra
Es bien sabido que las regiones cromosómicas con propiedades funcionales similares se contactan e interactúan. Esto significa que los dominios cromosómicos se segregan en dos compartimentos, activos e inactivos. "Sin embargo, durante la embriogénesis temprana, los cromosomas se organizan de manera diferente", dice Ahilya Sawh, primer autor del estudio. "En los primeros embriones, se organizan en una estructura no convencional tipo barra, con compartimentos inactivos separados por una región activa central". Los investigadores descubrieron que la lámina nuclear - una malla proteica que recubre el interiorsuperficie del núcleo celular: se requiere para lograr esta disposición de barra. La lámina se une a las secciones inactivas y estira el cromosoma.
Los cromosomas se reorganizan durante la embriogénesis
"Solo en una etapa posterior del desarrollo embrionario, cuando se desarrollan las capas germinales, en realidad vemos la conocida segregación en una región activa e inactiva", explica Mango. "Al utilizar el trazado cromosómico, pudimos mapear todo el 3Darquitectura cromosómica y podría mostrar por primera vez que los cromosomas se reorganizan durante el desarrollo temprano, un proceso de maduración que requiere la lámina nuclear ".
La reorganización de los cromosomas acompaña la maduración celular y representa un hito en el desarrollo de un organismo complejo. La arquitectura cromosómica correcta es crucial para prevenir los trastornos del desarrollo.
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Materiales proporcionado por Universidad de Basilea . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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