Cada vez que nuestro cuerpo se regenera, ya sea en la piel que se renueva o en una herida que cicatriza, sucede un proceso microscópico fascinante: ¡las células se dividen! Pero, ¿cómo sucede exactamente este proceso mágico? Un grupo de científicos ha logrado, por primera vez, observar en imágenes en vivo y con altísima resolución cómo el ADN, esa larga molécula que mide cerca de dos metros por célula, se transforma en estructuras compactas llamadas cromosomas justo antes de la mitosis, el momento crucial de la división celular.

Este asombroso hallazgo fue presentado en dos estudios recientes dirigidos por el Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL). El primero, publicado en la revista Cell, revela la formación de la arquitectura de los cromosomas durante la mitosis. El segundo, en el Journal of Cell Biology, arroja luz sobre cómo vuelve la célula a su estado de reposo tras la división. Ambos estudios muestran un mecanismo común basado en la formación de bucles de ADN, una estrategia utilizada por la célula para comprimir y organizar su material genético. Este descubrimiento no solo resuelve un antiguo enigma científico, sino que también abre nuevas avenidas para comprender enfermedades como el cáncer y trastornos genéticos.

¿Cómo se organiza el ADN en estructuras funcionales?

Durante años, se ha sospechado que el empaquetado del ADN no es aleatorio, sino que sigue ciertas reglas estructurales. La hipótesis confirmada por el equipo del EMBL sugiere que estas formaciones en bucle permiten compactar el ADN de manera controlada.

Utilizando una innovadora técnica llamada LoopTrace, los científicos pudieron observar directamente la creación de grandes bucles de ADN, que se subdividen en bucles más pequeños, formando así la estructura característica de los cromosomas. Este proceso es fundamental para garantizar que cada célula hija reciba su material genético completo y sin errores.

Además, la clave detrás de este proceso son las condensinas, unas proteínas que actúan como verdaderas 'máquinas de plegado molecular', formando estos bucles cruciales. Existen dos tipos principales: condensina I y condensina II, cada una con funciones específicas en diferentes momentos del ciclo celular.

Las cohesinas también juegan un papel crítico en la organización del ADN después de la división, ayudando a reconstruir la arquitectura del genoma de forma gradual. Así, se logran establecer dominios funcionales esenciales para la expresión genética.

¡Una técnica revolucionaria que está cambiando la biología!

La técnica LoopTrace permite visualizar el ADN a nivel nanométrico sin alterar su estructura, algo que ha sido un desafío en la investigación científica. Con el uso de sondas fluorescentes, el equipo de EMBL pudo seguir el proceso de formación de bucles en células vivas y fijadas, creando mapas detallados del ADN en distintas fases del ciclo celular.

Las implicaciones para la biología y la medicina son colosales. Los errores en el empaquetado del ADN pueden provocar fallos en la división celular, relacionados con enfermedades graves, incluido el cáncer. Por lo tanto, comprender estos procesos no solo es esencial para la biología celular sino que podría abrir la puerta a nuevas terapias dirigidas que corrijan estos fallos.

La investigación no se detiene aquí. El equipo de Jan Ellenberg ha recibido financiamiento europeo para seguir investigando cómo se pliega el genoma durante el ciclo celular completo. El objetivo es desentrañar los misterios detrás de la formación de bucles y encontrar formas de reparar errores genéticos antes de que causen problemas de salud.

"Este trabajo marca un hito en nuestra comprensión de cómo las células organizan los cromosomas para su correcta segregación", concluye Ellenberg. Con estos nuevos conocimientos, ¡nos dirigimos hacia un futuro donde podríamos anticipar y prevenir errores genéticos, redefiniendo la atención médica en enfermedades complejas!