.
Nos primeiros estudos citológicos, as cromátides dos cromossomos metafásicos foram sugeridas para enrolar em uma espiral chamada cromonema. Essa suposição foi recentemente apoiada pelo sequenciamento de captura de conformação cromossômica. Ainda assim, faltava a visualização direta do cromonema enrolado confirmando o modelo helicoidal. Agora, pela primeira vez, uma equipe de pesquisa internacional liderada pelo IPK Leibniz Insititute e pelo Institute of Experimental Botany da Czech Academy of Science fornece a prova direta do enrolamento helicoidal de cromátides condensadas por meio de microscopia de super-resolução de regiões de cromonema especificamente marcadas. Hoje, os resultados foram publicados na revista Pesquisa de Ácidos Nucleicos.
A icônica organização em forma de X dos cromossomos metafásicos é frequentemente apresentada em livros didáticos e outras mídias. Os desenhos explicam de forma cativante que a maior parte da informação genética está armazenada nos cromossomos, que a transmitem para a próxima geração. “Essas apresentações sugerem que a ultraestrutura do cromossomo é bem compreendida. No entanto, esse não é o caso”, diz o Dr. Veit Schubert, do grupo de pesquisa “Estrutura e função do cromossomo” do IPK.
Vários modelos foram propostos para descrever a estrutura de ordem superior dos cromossomos metafásicos com base em dados obtidos usando uma variedade de métodos moleculares e de microscopia. Esses modelos são categorizados como helicoidais e não helicoidais. Os modelos helicoidais assumem que a cromatina em cada cromátide irmã na metáfase é arranjada como uma espiral, enquanto os modelos não helicoidais sugerem que a cromatina é dobrada dentro das cromátides sem formar uma espiral.
Os pesquisadores reviveram o termo ‘chromonema’ que foi usado pela primeira vez no início do século 20º século. Agora, os pesquisadores do IPK e do IEB forneceram uma descrição detalhada de sua ultraestrutura. Diferentes abordagens experimentais, incluindo sequenciamento de captura de conformação cromossômica (Hi-C) de cromossomos mitóticos isolados, modelagem de polímeros e observações microscópicas de trocas de cromátides irmãs e regiões marcadas com oligo-FISH no nível de super-resolução forneceram uma prova independente para o enrolamento do cromonema. “Nossa abordagem multidisciplinar demonstra que a organização das cromátides enroladas e sua unidade organizacional, o cromonema, podem ser confirmadas independentemente por diferentes métodos.” diz o Dr. Veit Schubert.
“Para estudar a estrutura de ordem superior dos cromossomos mitóticos, os grandes cromossomos da cevada (Hordeum vulgare) foram usados como modelo. Uma única volta helicoidal cobre 20-38 Mb, criando uma fibra de ~400 nm de espessura, que identificamos como o cromonema”, diz a Dra. Amanda, Camara, uma das primeiras autoras do estudo.
O modelo propõe um mecanismo geral para a formação de cromossomos mitóticos condensados, que é aplicável a todos os eucariotos em uma ampla gama de tamanhos de genoma. “Esperamos que, após nosso estudo, o enrolamento do cromonema seja confirmado em um número maior de espécies de plantas e animais contendo cromossomos grandes. A identificação do princípio da condensação cromossômica neste trabalho é o trampolim para entender a dinâmica da cromatina durante o curso do ciclo celular”, diz a Dra. Amanda Camara.
.
