Logran medir la masa del genoma humano completo

Los científicos han conseguido medir la masa de los cromosomas humanos con haces de rayos X "miles de millones de veces más brillantes que el Sol".

cromosomas
iStock

Un equipo internacional de científicos ha conseguido, por primera vez en la historia, medir la masa de los cromosomas humanos. Para ello, han empleado una poderosa fuente de rayos X en la instalación científica nacional de sincrotrones del Reino Unido, Diamond Light Source, con objeto de determinar las masas individuales de los 46 cromosomas en las células humanas.

 


Los cromosomas pesan más de lo previsto

Cada célula humana normalmente contiene 23 pares de cromosomas, o 46 en total que representan 22 pares de cromosomas numerados (autosomas) y un par de cromosomas sexuales. Los cromosomas evitan que el ADN se deshaga, lo que ayuda a mantener su estructura durante el proceso de replicación celular. Dentro de estos hay cuatro copias de 3.500 millones de pares de bases de ADN. Así, mediante el método llamado pticografía de rayos X sensible a la fase para determinar la cantidad de electrones en una extensión de los 46 cromosomas humanos, encontraron que los cromosomas humanos eran aproximadamente 20 veces más pesados que el ADN que contenían, una masa mucho más grande de lo que se esperaba anteriormente, por lo que está claro que aún nos quedan cosas por descubrir.


Las mediciones sugieren que los 46 crosomomas pesan 242 picogramos (billonésimas de gramo), un exceso de masa inexplicable en los cromosomas, comentan los científicos.

Las implicaciones de comprender la masa de cromosomas podrían ser importantes en el campo de la medicina, ya que contienen las instrucciones para la vida en casi todas las células de nuestro cuerpo.

"Los científicos han investigado los cromosomas durante 130 años, pero todavía hay partes de estas estructuras complejas que no se comprenden bien", explica Ian Robinson, líder del trabajo.

 

Comprender con precisión cómo funcionan los cromosomas, incluida su masa, es fundamental para los laboratorios médicos, ya que "en los laboratorios 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", aclara Archana Bhartiya, coautora del trabajo.

 


¿Cómo han calculado la masa de los cromosomas?


Los investigadores emplearon una técnica conocida como pticografía de rayos X para construir una reconstrucción 3D muy sensible, que implica unir los patrones de difracción que ocurren cuando el haz de rayos X viaja a través de los cromosomas. Debido a que el rayo empleado era miles de millones de veces más brillante que el Sol, se pudo lograr una resolución exquisita (es decir, hubo una cantidad excepcionalmente grande de fotones que lo atravesaron en un momento dado). Los cromosomas se fotografiaron en metafase, justo antes de la división celular, cuando los 46 cromosomas dentro de cada célula han empaquetado firmemente el ADN en su interior. Así pudieron determinar la densidad de electrones en el cromosoma.


"Conocemos la masa de ADN del Proyecto Genoma Humano, pero esta es la primera vez que hemos podido medir con precisión las masas de cromosomas que incluyen este ADN", dijo el biofísico Ian Robinson del University College de Londres.

 

Referencia: A. Bhartiya et al. 2021. X-ray Ptychography Imaging of Human Chromosomes After Low-dose Irradiation. Chromosome Res 29, 107-126; doi: 10.1007/s10577-021-09660-7

Sarah Romero

Sarah Romero

Fagocito ciencia ficción en todas sus formas. Fan incondicional de Daneel Olivaw y, cuando puedo, terraformo el planeta rojo o cazo cylons. Hasta que viva en Marte puedes localizarme en ladymoon@gmail.com

Vídeo de la semana

Continúa leyendo