Cromosoma humano.Hans RisLos proyectos de secuenciaci\u00f3n del genoma han proporcionado abundante informaci\u00f3n sobre los tramos de ADN que regulan la expresi\u00f3n g\u00e9nica, as\u00ed como sobre c\u00f3mo las diferentes secuencias gen\u00e9ticas contribuyen a la salud y la enfermedad. Pero estos estudios pasan por alto un elemento clave del genoma, su organizaci\u00f3n espacial, que durante mucho tiempo se ha reconocido como un importante regulador de la expresi\u00f3n g\u00e9nica. Los elementos reguladores a menudo se encuentran a miles de pares de bases de distancia de sus genes objetivo, y los avances tecnol\u00f3gicos recientes est\u00e1n permitiendo a los cient\u00edficos comenzar a examinar c\u00f3mo interact\u00faan las ubicaciones cromos\u00f3micas distantes dentro de un n\u00facleo. La creaci\u00f3n y funci\u00f3n de la organizaci\u00f3n del genoma tridimensional, dicen algunos, es la pr\u00f3xima frontera de la gen\u00e9tica.<\/p>\n<\/p>\n
La organizaci\u00f3n espacial del genoma es fundamental para la regulaci\u00f3n de los genes, explic\u00f3 Job Dekker, investigador molecular. genetista de la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts, y \u00abtodo lo dem\u00e1s que hacen los cromosomas implica tres dimensiones\u00bb, tambi\u00e9n. Los cromosomas tienen que replicarse, separarse adecuadamente durante la divisi\u00f3n y cambiar de forma durante el ciclo celular, todo…<\/p>\n
Sin embargo, los mecanismos para una orquestaci\u00f3n tan delicada siguen sin estar claros. Hace unos 10 a\u00f1os, justo cuando el proyecto del genoma humano completaba su primer borrador de secuencia, Dekker fue pionero en una nueva t\u00e9cnica, llamada captura de conformaci\u00f3n cromos\u00f3mica (C3), que permiti\u00f3 a los investigadores vislumbrar c\u00f3mo se organizan los cromosomas entre s\u00ed en el n\u00facleo. La t\u00e9cnica se basa en el entrecruzamiento f\u00edsico de regiones cromos\u00f3micas que se encuentran muy pr\u00f3ximas entre s\u00ed. A continuaci\u00f3n, las regiones se secuencian para identificar qu\u00e9 regiones se han reticulado. En 2009, usando una versi\u00f3n de alto rendimiento de este m\u00e9todo b\u00e1sico, llamada HiC, Dekker y sus colaboradores descubrieron que el genoma humano parece adoptar una conformaci\u00f3n de gl\u00f3bulo fractal, una forma de arrugarse sin anudarse.<\/p>\n
En los \u00faltimos 3 a\u00f1os , Dekker y otros tienen tecnolog\u00eda avanzada a\u00fan m\u00e1s, lo que les permite pintar una imagen m\u00e1s refinada de c\u00f3mo se pliega el genoma y c\u00f3mo esto influye en la expresi\u00f3n g\u00e9nica y los estados de enfermedad.<\/p>\n
Cromosomas conversando<\/strong><\/p>\n Los hallazgos de Dekkers 2009 fueron un gran avance en el modelado del plegamiento del genoma, pero la resoluci\u00f3n de alrededor de 1 mill\u00f3n de pares de bases era demasiado cruda para permitir a los cient\u00edficos comprender realmente c\u00f3mo interactuaban los genes con elementos reguladores espec\u00edficos. Se necesitaban m\u00e1s detalles para entender c\u00f3mo las c\u00e9lulas saben qu\u00e9 \u00e1reas del genoma <\/strong>deben estar hablando [entre s\u00ed] y cu\u00e1les no, dijo Dekker. Despu\u00e9s de todo, no quieres que todos hablen entre s\u00ed; quieres que [tu genoma] tenga una conversaci\u00f3n decente.<\/p>\n Los avances recientes en la secuenciaci\u00f3n profunda ahora brindan a los investigadores una forma de obtener ese detalle. Dekker y sus colegas descubrieron, por ejemplo, que los cromosomas pueden dividirse en dominios plegables, segmentos largos de megabases, dentro de los cuales los genes y los elementos reguladores se asocian m\u00e1s a menudo entre s\u00ed que con otras secciones cromos\u00f3micas. El ADN forma bucles dentro de los dominios que acercan un gen a un elemento regulador espec\u00edfico en una ubicaci\u00f3n distante a lo largo del cromosoma. Otro grupo, el del bi\u00f3logo molecular Bing Ren de la Universidad de California en San Diego, public\u00f3 un hallazgo similar en el mismo n\u00famero de Nature<\/em>.<\/p>\n Entre los dos grupos, los investigadores identific\u00f3 estos dominios en c\u00e9lulas madre embrionarias humanas y de rat\u00f3n y fibroblastos humanos, lo que sugiere que son una propiedad fundamental del genoma, dijo Ren. Adem\u00e1s, ambos grupos descubrieron que la eliminaci\u00f3n de las secciones de los l\u00edmites de los dominios desorganizaba la regulaci\u00f3n de los genes, lo que provocaba la transcripci\u00f3n de genes previamente silenciosos y viceversa. Estos resultados demuestran que la estructura del dominio es esencial para mantener el programa gen\u00e9tico estrictamente regulado, dijo Ren.<\/p>\n Creo que el descubrimiento de los dominios [plegables] ser\u00e1 uno de los descubrimientos [gen\u00e9ticos] m\u00e1s fundamentales de los \u00faltimos 10 a\u00f1os. a\u00f1os, dijo Dekker. Las grandes preguntas ahora son c\u00f3mo se forman estos dominios y qu\u00e9 determina qu\u00e9 elementos se enlazan en proximidad.<\/p>\n Los cromosomas y el c\u00e1ncer<\/strong><\/p>\n Adem\u00e1s de su efecto en la regulaci\u00f3n de genes, el plegamiento de los cromosomas tambi\u00e9n puede desempe\u00f1ar un papel en el desarrollo del c\u00e1ncer. Las alteraciones del n\u00famero de copias som\u00e1ticas (SCNA), o la eliminaci\u00f3n o amplificaci\u00f3n de genes, son un sello distintivo de la inestabilidad gen\u00f3mica del c\u00e1ncer. El laboratorio de Leonid Mirnys en el Instituto Tecnol\u00f3gico de Massachusetts, que colabor\u00f3 con Dekker en el descubrimiento de gl\u00f3bulos fractales en 2009, descubri\u00f3 que los bucles de los genomas contribuyen a la formaci\u00f3n de SCNA particulares. Al comparar los mapas SCNA con las arquitecturas tridimensionales de los genomas del c\u00e1ncer humano, Mirny y sus colegas descubrieron que las regiones gen\u00f3micas que formaban los extremos del bucle y, por lo tanto, estaban muy cerca f\u00edsicamente, probablemente eran l\u00edmites donde la secci\u00f3n intermedia se elimina o amplifica, creando SCNA. <\/p>\n Las translocaciones, o la disposici\u00f3n anormal de las secciones de los cromosomas, son otra caracter\u00edstica distintiva de ciertos tipos de c\u00e1ncer, y tambi\u00e9n parecen estar facilitadas por la organizaci\u00f3n espacial. Mirny y su grupo encontraron que los puntos de ruptura para dos translocaciones bien conocidas Bcr-Abl en la leucemia miel\u00f3gena cr\u00f3nica y entre Myc y los genes de inmunoglobulina en el linfoma de Burkitt se encuentran frecuentemente uno cerca del otro en las c\u00e9lulas normales, y especialmente en las c\u00e9lulas de los linajes propensos a estos tumores. <\/p>\n Las diferencias espec\u00edficas de tejido en las translocaciones pueden se\u00f1alar diferencias sutiles en la organizaci\u00f3n del genoma seg\u00fan el tipo de c\u00e9lula. Presumiblemente, en diferentes tipos de tejidos hay detalles de la organizaci\u00f3n del genoma que a\u00fan tenemos que descubrir, dijo Mirny. C\u00f3mo se logran las diferencias en la organizaci\u00f3n de los cromosomas es otra \u00e1rea madura para el estudio, dijo Dekker. Por ejemplo, los dominios de plegamiento cromos\u00f3mico podr\u00edan determinarse mediante alg\u00fan tipo de marcador en la c\u00e9lula, seg\u00fan el tipo y los factores ambientales. Si los l\u00edmites de los dominios son flexibles y se activan o desactivan seg\u00fan el tipo de c\u00e9lula, de repente los genes tienen acceso a un conjunto completamente nuevo de elementos reguladores, especul\u00f3 Dekker.<\/p>\n Adem\u00e1s de comprender mejor el c\u00e1ncer, el plegamiento cromos\u00f3mico puede ayudar a predecirlo. A medida que las c\u00e9lulas normales se transforman en c\u00e9lulas tumorales, los genes pueden cambiar su organizaci\u00f3n espacial de formas caracter\u00edsticas, dijo Tom Misteli, bi\u00f3logo celular del Instituto Nacional del C\u00e1ncer de los Institutos Nacionales de Salud que est\u00e1 utilizando la arquitectura tridimensional de los genomas para desarrollar herramientas de diagn\u00f3stico. Su equipo ha demostrado que en el c\u00e1ncer de mama, ciertos genes cambian de posici\u00f3n dr\u00e1sticamente a medida que sus c\u00e9lulas se transforman en c\u00e9lulas cancerosas, lo que permite a Misteli y sus colegas observar una biopsia de tejido desconocido, localizar genes y determinar con gran precisi\u00f3n si es c\u00e1ncer o normal. dijo.<\/p>\n Reciba acceso completo a m\u00e1s de 35 a\u00f1os de archivos<\/strong>, as\u00ed como TS Digest<\/em><\/strong>, ediciones digitales de The Scientist<\/em><\/strong>, art\u00edculos destacados<\/strong>, \u00a1y mucho m\u00e1s!\u00danase gratis hoy \u00bfYa es miembro?Inicie sesi\u00f3n aqu\u00ed<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Cromosoma humano.Hans RisLos proyectos de secuenciaci\u00f3n del genoma han proporcionado abundante informaci\u00f3n sobre los tramos de ADN que regulan la expresi\u00f3n g\u00e9nica, as\u00ed como sobre c\u00f3mo las diferentes secuencias gen\u00e9ticas contribuyen a la salud y la enfermedad. 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