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Investigadores utilizan «pinzas» láser para estudiar la estructura y la dinámica de la cromatina.

cromatina

Créditos de las imagenes: NCI.

Un estudio realizado en Israel arroja luz sobre la estructura y dinámica de los cromatosomas. Publicado en la revista Molecular Cell, el estudio fue realizado por el Dr. Sergei Rudnizky bajo la supervisión de los profesores Ariel Kaplan y Philippa Melamed.

Cada una de las células de nuestro cuerpo contiene ADN, que proporciona las instrucciones necesarias para nuestro desarrollo y funcionamiento.

Sorprendentemente, un total de dos metros de ADN están empaquetados en el núcleo de cada célula, de solo decenas de micrones de tamaño, una hazaña que se logra al empaquetar el ADN en una estructura compacta llamada cromatina.

El nivel básico de organización de la cromatina se obtiene envolviendo el ADN alrededor de proteínas llamadas histonas en una estructura similar a un carrete que se asemeja a «cuentas en una cuerda».

Luego, se forman estructuras más complejas llamadas cromatosomas con la ayuda de una histona especial, conocida como «histona enlazadora», que conecta las «cadenas».

Apenas están comenzando a desmoronarse.

El empaquetado del genoma es esencial para que encaje en la célula, pero también reduce la accesibilidad a las máquinas celulares que leen el ADN y transcriben los genes.

Por lo tanto, el empaquetamiento distintivo de un gen en particular tendrá un gran impacto en su expresión, de formas que apenas están comenzando a desmoronarse.

En particular, se sabe que las histonas enlazadoras desempeñan un papel clave en esta organización del genoma. Sus disfunciones pueden conducir a enfermedades graves como cáncer y autismo, pero las preguntas más básicas sobre cómo se unen al ADN aún están sin respuesta.

La falta de comprensión de estos procesos cruciales se debe a la naturaleza dinámica de las histonas enlazadoras, lo que dificulta su investigación mediante métodos convencionales basados ??en el muestreo de una gran cantidad de moléculas simultáneamente.

Para superar este problema, el laboratorio del profesor Kaplan desarrolló un método único basado en «pinzas ópticas», un enfoque que permite a los investigadores capturar moléculas de cromatina individuales y ejercer fuerzas sobre ellas con la ayuda de un rayo láser enfocado.

En estos experimentos, una hebra de ADN se separa lentamente de su hebra complementaria de una manera similar a como se abre una cremallera, a través de toda la estructura de un cromatosoma.

El principio de la medición es simple: en los puntos donde una histona hace contacto con el ADN, incluso de la forma más débil, la cremallera se atasca y es necesario aplicar más fuerza para superar el contacto entre la histona y el ADN y avanzar hacia la estructura.

Usando este enfoque, el Dr. Rudnizky y sus compañeros de trabajo descubrieron que los contactos entre las histonas y el ADN son mucho más extensos de lo que se sabía anteriormente y que los cromatosomas son, de hecho, mucho más grandes de lo que se pensaba anteriormente.

Además, encontraron una sorprendente flexibilidad en la estructura de las histonas enlazadoras, ya que existen dos formas cromatosómicas diferentes: una simétrica y compacta, y la segunda asimétrica y más relajada.

Sorprendentemente, la transición entre estas formas en una molécula individual puede ser controlada externamente por la propia maquinaria de transcripción.

Esto sugiere que la célula utiliza la transición entre formas estables e inestables de un cromatosoma para regular el acceso al ADN de manera controlada.

Dado el papel clave que desempeñan los cromatosomas en el mantenimiento de la expresión adecuada de nuestro genoma, estos hallazgos agregan una capa importante a nuestra comprensión del papel de la arquitectura de la cromatina en la salud y la enfermedad.

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