Investigadores Identifican el Mecanismo Crucial que Delimita los Dominios Funcionales de un Genoma: Una Nueva Comprensión de Cómo se Gestiona el ADN para Producir Funciones Celulares Específicas

Los genes crean proteínas y conjuntos específicos de estas definen el tipo de tejido: por ejemplo, no se esperaría encontrar proteínas para la hemoglobina en las células neuronales y, a la inversa, no se esperaría encontrar proteínas que hacen canales de iones con voltaje en los glóbulos rojos. Estos elementos funcionales de la célula, junto con un cuadro de otras proteínas específicas de la misma, son los responsables de que una neurona sea una neurona y un glóbulo rojo (eritrocito) sea un glóbulo rojo. Sin embargo, ambos tipos de células tienen los genes para cada una de estas proteínas específicas de la célula, de hecho, cada célula nucleada del cuerpo contiene un conjunto completo de todos los genes específicos de los tejidos como parte del genoma completo. La especificidad tisular debe surgir entonces de la forma en que se expresan los genes, lo que significa que en algunos linajes celulares, se silencian ciertos conjuntos de genes, mientras que en otros se expresan, lo que lleva a una línea de células progenitoras (madre) a diferenciarse en neuronas y a otra a diferenciarse en eritrocitos, o a cualquiera de los otros 200 tipos de células diferentes del cuerpo humano.

Este es un ejemplo de un entendimiento emergente crítico en los campos de la genética molecular y la morfogénesis, conocido como epigenética. La epigenética hace referencia a toda una serie de mecanismos que afectan a la función celular, la especificidad de los tejidos y la morfogénesis por encima del código genético especificado en la secuencia lineal de nucleótidos del ADN. En esencia, la característica que define a los genomas complejos no es tanto lo que se especifica en el código genético, sino cómo se expresa.

Un mecanismo epigenético especialmente crítico se refiere a la organización lineal de los dominios genéticos a lo largo de las cadenas cromosómicas; la organización tridimensional de las regiones cromosómicas y el genoma dentro del núcleo; y la expresión espacio-temporal cuatridimensional de regiones genéticas específicas. Un estudio reciente publicado en Nature Cell Biology ha arrojado nueva luz sobre la organización lineal que delimita dominios genéticos específicos. El equipo de investigación descubrió que los marcadores moleculares, conocidos como sitios de unión CTCF, dividen los cromosomas en dominios topológicamente asociados de 1 a 5 megabases (regiones de 1 a 5 millones de pares de bases). La unión de una molécula llamada CTCF a los sitios de reconocimiento es fundamental para identificar y mantener estos dominios específicos durante la lectura del genoma.

La interrupción de la interacción puede conducir a la expresión de genes fuera de los dominios especificados por los sitios de unión a la cohesión de la CTCF, lo que puede interrumpir la expresión adecuada de las proteínas específicas de los tejidos, lo que conduce a una función celular aberrante.

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