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Las dinámicas de la estructura de la cromatina en el contexto de la transcripción genética

En el núcleo, la doble hélice de ADN está empaquetada en una estructura dinámica conocida como cromatina. Unos investigadores europeos se propusieron proporcionar una mejor comprensión del mecanismo mediante el que se produce la reorganización de las cromatinas tras la modulación de la expresión génica.
Las dinámicas de la estructura de la cromatina en el contexto de la transcripción genética
El ADN se enrolla alrededor de una estructura central constituida por un octámero de histonas para conformar un nucleosoma, que después se pliega helicoidalmente dando lugar primero a una serie de fibras de cromatina y, posteriormente, a un cromosoma. Tanto la estructura como el estado de empaquetamiento de la cromatina sufren cambios durante la activación o la represión de la transcripción genética, un proceso acompañado por la reposición de genes dentro del núcleo. Sin embargo, aún no se dispone de información precisa sobre la función de regulación desempeñada por la estructura de la cromatina durante la modulación de la transcripción genética.

Los investigadores del proyecto financiado por la Unión Europea CHROMATRANSCRIPT (Role of the chromatin architecture in the regulation of gene transcription) se propusieron estudiar aspectos clave del proceso de restructuración nuclear en relación con la modulación de la transcripción genética. En este contexto, estos desarrollaron primero diferentes técnicas y métodos para llevar a cabo una caracterización cuantitativa de las dinámicas de la estructura de la cromatina y, después, estudiaron la transcripción genética empleado genes regulados por estrógenos como sistema modelo.

Una de las técnicas desarrolladas empleaba histonas conjugadas con fluoróforos, que permitieron el estudio de la remodelación en regiones subnucleares específicas. Otra de las técnicas diseñadas se basaba en el uso de ADN con nucleótidos fluorescentes para evaluar los movimientos locales de la cromatina a una escala temporal que comprende desde milisegundos hasta minutos. Posteriormente, los investigadores lograron analizar las dinámicas de nucleosomas individuales marcados con sondas fluorescentes en células vivas. Esto permitió caracterizar el movimiento del nucleosoma a una resolución espaciotemporal sin precedentes.

La aplicación de estas técnicas en células humanas del cáncer de mama reveló un movimiento difuso limitado de la cromatina y la flexibilidad de las fibras de cromatina en células vivas. Curiosamente, la transcripción genética inducida por estradiol no afectó a las dinámicas de equilibrio de la cromatina. En lesiones del ADN, los investigadores detectaron una rápida relajación de la cromatina, proceso desencadenado por la ruta de señalización de la poli-ADP-ribosilación.

En conjunto, los descubrimientos del proyecto proporcionan información sobre el movimiento de la cromatina en células vivas a una resolución sin precedentes y acercan a la comunidad científica un poco más cerca de comprender de manera más precisa los mecanismos que rigen las dinámicas de la cromatina. Además, las herramientas desarrolladas por CHROMATRANSCRIPT facilitarán la investigación futura en el campo de la remodelación de la cromatina.

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Palabras clave

Cromatina, ADN, histona, nucleosoma, estradiol, Alc1
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