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Masa de cromosomas humanos medida por primera vez: misteriosamente más pesada de lo esperado


La propagación de 46 cromosomas humanos medidos mediante rayos X en el estudio, con color agregado. Crédito: Archana Bhartiya et al / Investigación de cromosomas

La masa de cromosomas humanos, que contienen las instrucciones para la vida en casi todas las células de nuestro cuerpo, se midió con rayos X por primera vez en un nuevo estudio dirigido por investigadores del University College London (UCL).

Para el estudio, publicado en Investigación de cromosomas, los investigadores utilizaron un potente haz de rayos X en la instalación nacional de sincrotrón del Reino Unido, Fuente de luz de diamante, para determinar la cantidad de electrones en una extensión de 46 cromosomas que usaron para calcular la masa.

Descubrieron que los cromosomas eran aproximadamente 20 veces más pesados ​​que los ADN contenían – una masa mucho mayor de la que se esperaba anteriormente, lo que sugiere que podrían faltar componentes aún por descubrir.

Además del ADN, los cromosomas constan de proteínas que cumplen una variedad de funciones, desde leer el ADN hasta regular los procesos de división celular y empaquetar firmemente hebras de ADN de dos metros en nuestras células.

El autor principal, el profesor Ian Robinson (Centro de Nanotecnología de Londres en UCL) dijo: “Los científicos han investigado los cromosomas durante 130 años, pero todavía hay partes de estas estructuras complejas que no se comprenden bien.

“La masa de ADN la conocemos del Proyecto Genoma Humano, pero esta es la primera vez que hemos podido medir con precisión las masas de cromosomas que incluyen este ADN.

“Nuestra medición sugiere que los 46 cromosomas en cada una de nuestras células pesan 242 picogramos (billonésimas de gramo). Esto es más pesado de lo que esperaríamos y, si se replica, apunta a un exceso de masa inexplicable en los cromosomas “.

En el estudio, los investigadores utilizaron un método llamado pticografía de rayos X, que consiste en unir los patrones de difracción que ocurren cuando el haz de rayos X pasa a través de los cromosomas, para crear una reconstrucción 3D de alta sensibilidad. La resolución fina fue posible ya que el rayo desplegado en Diamond Light Source era miles de millones de veces más brillante que el Sol (es decir, había una gran cantidad de fotones que pasaban en un momento dado).

Se obtuvieron imágenes de los cromosomas en metafase, justo antes de que estuvieran a punto de dividirse en dos células hijas. Esto es cuando las proteínas empaquetadas enrollan el ADN en estructuras muy compactas y precisas.

Archana Bhartiya, estudiante de doctorado en el Centro de Nanotecnología de Londres en la UCL y autora principal del artículo, dijo: “Una mejor comprensión de los cromosomas puede tener importantes implicaciones para la salud humana.

“En los laboratorios médicos se lleva a cabo una gran cantidad de estudios de los cromosomas para diagnosticar el cáncer a partir de muestras de pacientes. Por lo tanto, cualquier mejora en nuestra capacidad para obtener imágenes de los cromosomas sería muy valiosa “.

Cada célula humana, en metafase, normalmente contiene 23 pares de cromosomas, o 46 en total. Dentro de estos hay cuatro copias de 3,5 mil millones de pares de bases de ADN.

Referencia: “Imágenes por pticografía de rayos X de cromosomas humanos después de una irradiación de dosis baja” por Archana Bhartiya, Darren Batey, Silvia Cipiccia, Xiaowen Shi, Christoph Rau, Stanley Botchway, Mohammed Yusuf e Ian K. Robinson, 31 de marzo de 2021, Investigación de cromosomas.
DOI: 10.1007 / s10577-021-09660-7

La investigación fue apoyada por Diamond Light Source, UKRI, el Consejo de Investigación de Biotecnología y Ciencias Biológicas (BBSRC), el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC), el Consejo de Investigación Europeo y el Departamento de Energía de EE. UU.



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