24 de mayo de 2019

La organización espacial del ADN se forma primero, luego el resto

La organización espacial del ADN se forma primero, luego el resto
WIKIMEDIA

MADRID, 24 May. (EUROPA PRESS) -

La organización fundamental del ADN en compartimentos activos e inactivos surge inmediatamente después de la fertilización del ovocito, incluso antes de que se activen los genes, según revelan investigadores del Instituto Hubrecht y el Centro Helmholtz de Munich, Alemania. Sus hallazgos, publicados este miércoles en la revista científica 'Nature', llevarán a entender mejor los mecanismos detrás del desarrollo de un solo ovocito fertilizado en un organismo completo que consiste en muchos tipos de células diferentes.

Un ovocito fertilizado, un cigoto, eventualmente se convierte en un organismo completo que consiste en billones de células con una amplia diversidad de funciones. A pesar de estas diversas funciones, el ADN en todas estas células es el mismo. La identidad de las células está determinada por conjuntos de genes que se activan y desactivan, pero, ¿cómo organizan todas estas células qué genes se activan y desactivan?

El ADN no solo se deposita al azar en el núcleo de la célula, sino que se organiza espacialmente en compartimientos activos e inactivos. Los compartimentos que no están activos están atados al borde del núcleo redondo. Este borde consiste en una capa delgada que se llama lámina y, por lo tanto, estos compartimentos de ADN se denominan dominios asociados con lámina o LAD.

"Se puede comparar el ADN que se divide en LAD e inter-LAD con una guirnalda muy larga, que no se enreda en el piso de la sala de estar, sino que se une al techo en los puntos de anclaje --dice Jop Kind, líder del grupo en el Instituto Hubrecht--. Esto se traduce en una partición cromosómica organizada espacialmente que hace que las partes sin ataduras (las inter-LAD) sean más accesibles para la activación en comparación con las partes que están atadas al techo (las LAD)". En células con diferentes funciones, distintas partes del ADN están atadas a la lámina, aunque hay ciertas LAD que están presentes en todos los tipos de células".

Por lo tanto, los diferentes tipos de células difieren en los conjuntos de genes que se activan y desactivan y qué partes del ADN están atadas a la lámina. Hasta ahora no estaba claro cuál de estas características ocurre primero en la célula. Por lo tanto, los investigadores desarrollaron un nuevo método mediante el cual podían analizar la organización del ADN en LAD e inter-LAD muy temprano en el desarrollo de un embrión. Hicieron esto en diferentes puntos de tiempo, desde el cigoto temprano, incluso antes de que los genes se activaran en el embrión, hasta el momento en que el embrión consta de ocho células.

Los investigadores descubrieron que el ADN en el cigoto ya está organizado en LAD e inter-LAD antes de que los genes se activen en el embrión. Por lo tanto, las LAD se forman antes de que la actividad de los genes comience a desempeñar un papel. Además, los investigadores encontraron que la actividad de los genes durante el desarrollo de un embrión cambia de acuerdo con los cambios en la estructura de LAD. Por lo tanto, parece que organizar el ADN en LAD e inter-LAD es un evento muy temprano en un proceso que eventualmente lleva a la identidad de una célula.

Las LAD que se encontraron en el cigoto temprano resultaron ser muy similares a las LAD que están presentes en todos los tipos de células. Además, estas LAD coinciden con las LAD en las llamadas "células madre pluripotentes", células madre que aún pueden desarrollarse en todos los tipos de células del embrión. "Las LAD en el cigoto, por lo tanto, parecen ser LAD 'primitivas' --apunta Kind--, una especie de sistema básico de suspensión en el núcleo celular que se puede construir cuando la célula se especializa".

El método recientemente desarrollado y sus primeros resultados muestran que se puede utilizar este enfoque para investigar más a fondo los mecanismos involucrados en la formación de un organismo completo a partir de un solo ovocito fertilizado. En el futuro, esto conducirá a comprender mejor el desarrollo normal, pero también brindará más información sobre lo que puede salir mal durante el desarrollo de un embrión.

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