Voor het eerst werden menselijke chromosoommassa’s gemeten

Onze chromosomen, deze X-vormige microscopische elementen, dragen onze genen (die genetische informatie bevatten). Ze gaan van moedercellen naar dochtercellen tijdens celdeling. Voor het eerst zijn biofysici erin geslaagd de massa van menselijke chromosomen met grote nauwkeurigheid te meten: de set chromosomen in elk van onze cellen weegt 242 pg (een biljoenste gram), volgens de studie.

Om dit te doen, gebruikten ze een krachtige röntgenbron van de Britse National Synchrotron Science Facility, en, diamant lichtbron. Zo waren ze in staat om de individuele massa’s van de 46 chromosomen in menselijke cellen te bepalen. Het beste van alles is dat de resultaten wijzen op een onverklaarbare overtollige massa in menselijke chromosomen.

De massa’s bleken veel hoger dan verwacht – ongeveer 20 keer het DNA dat ze bevatten – waarschijnlijk als gevolg van de extra massa van andere onbekende elementen in chromosomen, die we volgens de onderzoekers nog moeten ontdekken. Studiedetails zijn beschikbaar in het tijdschrift Chromosoomonderzoek.

« We kennen de massa van DNA dankzij het Human Genome Project, maar dit is de eerste keer dat we de massa’s van chromosomen die dit DNA bevatten nauwkeurig kunnen meten. zei biofysicus Ian Robinson van University College London. ” Onze meting geeft aan dat 46 chromosomen in elk van onze cellen 242 pg (biljoen gram) wegen. Het is zwaarder dan we hadden verwacht, en als deze resultaten worden gereproduceerd, duidt dit op een onverklaarbare extra massa in chromosomen ».

Chromosomen: helpen bestaand DNA in stand te houden

Chromosomen zijn kleine, draadachtige bundels DNA die worden aangetroffen in de kernen van cellen van levende wezens. Elk chromosoom bevat een DNA-molecuul, dat op zijn beurt de genetische instructies bevat voor de ontwikkeling en overleving van dat organisme.

Elke menselijke cel, in metafase, bevat typisch 23 paar chromosomen – 22 paar genummerde chromosomen (autosomaal) en één paar geslachtschromosomen. Deze bevatten vier kopieën van 3,5 miljard basenparen DNA. Het zijn de chromosomen die ervoor zorgen dat het DNA dat ze bevatten niet uit elkaar valt, waardoor de structuur behouden blijft tijdens het proces van celreproductie.

Chromosomen werden voor het eerst ontdekt in de 19e eeuw en sindsdien hebben wetenschappers veel geleerd over hun rol in het functioneren van levende wezens. Er valt echter nog veel te begrijpen. In dit geval gebruikten de wetenschappers een techniek genaamd harde röntgenbeeldvorming om de binnenkant te controleren.

Deze techniek omvat het gebruik van een soort deeltjesversneller, een synchrotron genaamd, om een ​​krachtige bundel röntgenstralen te produceren. En wanneer deze stralen door de synchrotron gaan, worden ze omgezet in röntgenstralen. Terwijl deze röntgenstralen door de chromosomen gaan, creëert hun diffractie een interferentiepatroon dat wetenschappers kunnen gebruiken om er een 3D-reconstructie met hoge resolutie van te maken.

Grote voordelen voor geneeskunde en biologie

De onderzoekers maakten foto’s van menselijke witte bloedcellen in de metafase (een fase van de celcyclus waarin chromosomen condenseren) en vlak voor de celdeling, wanneer elk chromosoom in elke cel zijn DNA stevig omhult.

Met behulp van deze techniek konden ze het aantalelektronen, of elektronendichtheid, in chromosomen. De massa van de elektronen is bekend – de resterende massa van a Elektron Een van de fundamentele fysieke constanten zijn (9.109 × 10.).⁻³¹ kg). Zo konden ze de massa van het chromosoom door berekening afleiden.

De onverwachte massa die de onderzoekers hebben ontdekt, blijft een mysterie, maar de verkregen resultaten kunnen inderdaad belangrijke gevolgen hebben voor de geneeskunde, en met name ons helpen om de werking van het menselijk lichaam als geheel beter te begrijpen. ” Een beter begrip van chromosomen kan belangrijke implicaties hebben voor de menselijke gezondheid Dat zegt bioloog Archana Bhartia van University College London. ” Veel chromosomale onderzoeken worden gedaan in medische laboratoria om kanker te diagnosticeren op basis van patiëntmonsters. Dus elke verbetering in ons vermogen om chromosomen af ​​te beelden zou van grote waarde zijn. ».

Bron: Chromosoomonderzoek