The 3D Organization of Our Genome

Cavalli lab videos

8 Nov 202103:42

Summary

TLDRDesde el descubrimiento de la estructura del ADN en 1953, los científicos han explorado cómo se organiza en el núcleo celular. El ADN, compuesto por cuatro bases nucleotídicas, se enrolla alrededor de proteínas histonas para formar nucleosomas, que se agrupan en dominios de cromatina. Las técnicas modernas han revelado que estos nucleosomas no se organizan de manera simétrica, sino en agrupaciones desordenadas llamadas 'clutches'. Estas estructuras, junto con los dominios topológicamente asociados (TADs), permiten una regulación genética más precisa y ayudan a comprender mejor la regulación génica en células sanas y enfermas.

Takeaways

🧬 Desde el descubrimiento de la estructura del ADN en 1953, la organización del ADN en el núcleo celular ha fascinado a los investigadores.
🔬 El ADN está compuesto por cuatro bases nucleicas: Adenina, Timina, Guanina y Citosina, que se emparejan para formar la doble hélice.
🧪 El ADN se enrolla alrededor de proteínas histonas formando nucleosomas, que crean estructuras más complejas para empaquetar el ADN.
📏 Las nucleosomas se agrupan en estructuras desordenadas llamadas clutches, que incluyen entre 100,000 y 200,000 pares de bases de ADN.
📦 Los dominios asociativos topológicamente (TADs) son el siguiente nivel de organización y tienen un tamaño promedio de aproximadamente un megabase.
⚙️ La formación de TADs se basa en un mecanismo dinámico de extrusión de bucles que involucra el complejo cohesina y factores CTCF.
🧭 La extrusión de bucles detiene cuando el complejo cohesina encuentra factores CTCF en los bordes de los TADs.
📊 Los TADs se agrupan en dos compartimentos: el compartimento A (principalmente activo) y el compartimento B (principalmente inactivo).
🏗️ El territorio cromosómico es el nivel final de organización, donde cada cromosoma ocupa su propio espacio en el núcleo.
🔍 Los avances recientes han cerrado la brecha de conocimiento entre los nucleosomas y los territorios cromosómicos, mejorando nuestra comprensión de la regulación genética.

Q & A

¿Cuál es la importancia del descubrimiento de la estructura del ADN en 1953?
-El descubrimiento de la estructura del ADN ha sido fundamental para comprender cómo se organiza en el núcleo celular y su función en la genética.
¿Cuáles son las bases nucleotídicas que componen el ADN?
-El ADN está compuesto por cuatro bases nucleotídicas: Adenina, Timina, Guanina y Citosina.
¿Qué son los nucleosomas y cómo se forman?
-Los nucleosomas son estructuras formadas por hebras de ADN enrolladas alrededor de proteínas histonas, que ayudan a empaquetar el ADN.
¿Cómo se diferencian los clústeres de nucleosomas de las estructuras más ordenadas?
-Los clústeres de nucleosomas son agrupamientos sueltos y desordenados, a diferencia de las estructuras ordenadas que se pensaban antes.
¿Qué son los dominios de asociación topológica (TADs)?
-Los TADs son estructuras que agrupan segmentos de ADN y suelen tener un tamaño promedio de un megabase.
¿Cuál es el mecanismo de formación de los TADs?
-Los TADs se forman a través de un proceso dinámico conocido como extrusión de bucles, mediado por el complejo cohesina y CTCF.
¿Qué función tiene el CTCF en la formación de TADs?
-CTCF actúa como un marcador en los bordes de los TADs, deteniendo la extrusión de bucles cuando es encontrado por la cohesina.
¿Cómo se agrupan los TADs dentro del núcleo?
-Los TADs se agrupan en dos compartimentos: el compartimento A, que contiene genes activos, y el compartimento B, que incluye genes inactivos.
¿Qué es un territorio cromosómico?
-El territorio cromosómico es la región del núcleo que ocupa un cromosoma específico, minimizando la intermingulación con otros cromosomas.
¿Cómo ha cambiado la comprensión de la organización del ADN en la última década?
-Los avances en técnicas genómicas e de imagen han permitido una mejor comprensión de la organización del ADN entre el nivel de nucleosomas y los territorios cromosómicos.