Todo el mundo sabe que los trozos largos de hilo, o los cables de carga y similares, tienden a enredarse rápidamente y formar nudos desagradables. Poco se sabe sobre las estructuras de nuestro material genético, los cromosomas, que también consisten en largas cadenas que, según nuestra experiencia, probablemente se anudarán. Sin embargo, hasta ahora no ha sido posible estudiar esto experimentalmente.
Investigadores de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (JGU) en Alemania ahora han descubierto que los cromosomas pueden estar anudados. «Usamos algoritmos matemáticos para examinar modelos de polímeros en 3D de cromosomas que colegas de la Universidad de Cambridge habían generado a partir de datos experimentales», informó el Dr. Peter Virnau del Instituto de Física de la JGU. «No ha sido posible determinar previamente si los cromosomas están realmente anudados porque no hay un conocimiento suficiente de su estructura tridimensional exacta. Pero utilizando los modelos cromosómicos publicados por los especialistas en Cambridge, encontramos que estaban enredados».
Para sus cálculos, los físicos de Mainz utilizaron los modelos de cromosomas en 3D que se publicaron en la primavera de 2017. El equipo de Mainz amplió estos modelos en ambos extremos y luego los unió, ya que solo es posible someter anillos cerrados a análisis matemático para ver si contienen nudos. «Imagínese agarrar ambos extremos del cromosoma y juntarlos», explicó Virnau. Luego, los investigadores emplearon algoritmos matemáticos especiales para examinar el modelo extendido.
El equipo de investigación de la Universidad de Mainz especula que, si bien es necesario eliminar los enredos entre los cromosomas para la progresión del ciclo celular, es posible que los que están dentro de un cromosoma no afecten la función y la transmisión de la información genética. También hay ciertas cadenas de proteínas que tienen nudos complicados, algo que los expertos en el pasado habrían encontrado sorprendente. E incluso el ADN de los virus que atacan a las bacterias, los llamados bacteriófagos, está anudado. Mientras que los nudos en estas proteínas especiales parecen formarse siempre en la misma posición, parecen ocurrir aleatoriamente en el caso de los virus. El Dr. Peter Virnau especula que lo mismo también podría ser cierto en los cromosomas.
El equipo de Mainz aún no puede decir si sus resultados son un artefacto de la simplicidad de los modelos de polímeros utilizados para representar las estructuras cromosómicas, o si realmente indican la forma real de los cromosomas. Sin embargo, los cálculos realizados en Cambridge y Maguncia sugieren que los cromosomas pueden estar anudados.
