Cromossomos quase nunca têm o tradicional formato de X

Olhe os cromossomos no mundo real e você não verá quase nenhum com aquele formato de X visto nos livros didáticos.
[Imagem: Cell - 10.1016/j.cell.2020.07.032]

Aparência dos cromossomos

Nos livros didáticos, os cromossomos humanos são retratados como estruturas em formato de X. Mas essas imagens estão longe de ser precisas.

"Em 90% do tempo, os cromossomos não têm essa aparência," conta o professor Jun-Han Su, da Universidade de Harvard.

Para tentar esclarecer como é de fato a "carinha" dos cromossomos, Su e seus colegas desenvolveram uma técnica que permitiu pela primeira vez capturar imagens 3D de alta resolução de cromossomos humanos.

Essas imagens fornecem evidências suficientes para transformar esses Xs em símbolos mais complexos, mas muito mais precisos, não apenas para ensinar a próxima geração de estudantes e cientistas, mas também para ajudar a geração atual a desvendar mistérios sobre como a estrutura influencia a função dos cromossomos.

Imagem do cromossomo

Todas as coisas vivas, nós inclusive, precisamos criar células novas para substituir as velhas e gastas. Para isso, as células se dividem e replicam seu DNA, que é empacotado na cromatina, o material dentro dos cromossomos. Estendido em uma linha reta, o DNA em uma única célula pode chegar a quase dois metros, e tudo isso se enrolando em estruturas estreitas e complexas no núcleo da célula. Apenas um erro ao copiar ou rebobinar esse material genético pode causar mutação ou mau funcionamento nos genes.

É difícil dar zoom o suficiente para ver a estrutura da cromatina. Estudar a estrutura e a função então, é ainda mais difícil.

Para isso, a equipe precisou desenvolver um novo método para criar imagens da estrutura e do comportamento da cromatina, tudo junto, conectando os pontos para determinar como a forma influencia a função, uma vez que qualquer deformidade pode causar doenças.

"É muito importante determinar a organização 3D para entender os mecanismos moleculares subjacentes à organização e também entender como essa organização regula a função do genoma," disse o professor Xiaowei Zhuang.

Com seu novo método de imagem 3D de alta resolução, a equipe começou a construir um mapa cromossômico a partir de imagens de todos os 46 cromossomos, incluindo zooms de uma seção de um cromossomo. Para obter a imagem de algo tão pequeno, eles capturaram pontos conectados ("loci genômicos") ao longo de cada cadeia do DNA. Ao conectar muitos pontos, eles conseguiram formar uma imagem abrangente da estrutura da cromatina.

Cromossomos diferentes

Com as novas imagens, a equipe agora vai começar a analisar como a estrutura dos cromossomos muda ao longo do tempo e como esses movimentos ajudam ou prejudicam a divisão e a replicação celular. Parece que os cromossomos têm formato de X apenas no momento da divisão celular.

A equipe também descobriu que não há dois cromossomos iguais, mesmo em células que são idênticas - e descobrir a aparência de cada cromossomo em cada célula do corpo humano exigirá muito mais trabalho.

"Não será possível construir [o quadro geral] apenas com base em nosso trabalho," disse Zhuang. "Precisamos nos basear no trabalho de muitos laboratórios para termos um entendimento abrangente."