Per la prima volta, gli scienziati sono stati in grado di misurare con precisione la massa del cromosoma umano.
Usando una potente sorgente di raggi X presso la struttura scientifica nazionale di sincrotrone del Regno Unito, la Diamond Light Source, i fisici sono riusciti a determinare le masse individuali di tutti i 46 cromosomi nelle cellule umane.
Curiosità
La Diamond Light Source è già comparsa tra le pagine di Futuroprossimo.it, due anni fa. In quell’occasione, il potente strumento è riuscito a “leggere” il contenuto di antichissimi papiri di Ercolano ancora chiusi.
Le masse del cromosoma si sono rivelate significativamente più alte del previsto (circa 20 volte superiori al DNA in esse contenuto). Da cosa dipende? C’è massa aggiuntiva da altri elementi all’interno del cromosoma, dicono i ricercatori. Elementi sconosciuti, ancora da scoprire.
Il cromosoma pesa 242 picogrammi
“È la prima volta che siamo stati in grado di misurare con precisione le masse del cromosoma”, dice il biofisico Ian Robinson dell’University College di Londra.
La nostra misurazione suggerisce che i 46 cromosomi in ciascuna delle nostre cellule pesano 242 picogrammi (trilionesimi di grammo). È molto più pesante di quanto ci aspettassimo, indica una massa in eccesso. Una massa al momento inspiegabile.
Cosa sono i cromosomi
I cromosomi sono piccoli pacchetti di DNA filiformi che possono essere trovati nei nuclei cellulari degli organismi viventi.
Ognuno di loro contiene una molecola di DNA, che a sua volta contiene le istruzioni genetiche per lo sviluppo e la vita di quell’organismo.Gli esseri umani ne hanno 23 paia in tutto. Per essere precisi, si tratta di 22 paia di cromosomi numerati (autosomi) e un paio di cromosomi sessuali.
I cromosomi impediscono al DNA di disfarsi, aiutando a mantenere la sua struttura durante il processo di replicazione cellulare.
Sono stati scoperti per la prima volta nel XIX secolo e da allora gli scienziati hanno imparato molto sul loro ruolo, ma ci sono anche molte cose che non capiamo.
La ricerca che ha misurato la massa del cromosoma
In questo caso, gli scienziati hanno utilizzato un acceleratore di particelle chiamato sincrotrone per produrre un potente fascio di raggi X. Quando questi raggi X passano attraverso i cromosomi, la loro diffrazione crea uno schema di interferenza che gli scienziati usano per creare una loro ricostruzione 3D ad alta risoluzione.
I ricercatori hanno ripreso i globuli bianchi umani in metafase (una fase del ciclo cellulare in cui i cromosomi si stanno condensando) e appena prima della divisione cellulare, quando i 46 cromosomi all’interno di ogni cellula hanno strettamente impacchettato il DNA all’interno.
Usando questa tecnica, i ricercatori sono stati in grado di determinare il numero di elettroni, o densità elettronica, nel cromosoma. La massa degli elettroni è ben nota; infatti, la massa a riposo degli elettroni è una delle costanti fisiche fondamentali. Da questo dato, il team di ricerca è stato in grado di utilizzare questo per calcolare la massa del cromosoma.
Cosa c’è che ci sfugge?
Non è del tutto chiaro cosa potrebbe spiegare la massa inaspettata trovata dai ricercatori, ma scoprirlo porterebbe incalcolabili benefici per la scienza, sarebbe un passo avanti fondamentale.
Una migliore comprensione del cromosoma può avere importanti implicazioni per la nostra salute.
Tantissimi studi vengono intrapresi nei laboratori medici per diagnosticare il cancro da campioni di pazienti. Qualsiasi miglioramento nelle nostre capacità di imaging dei cromosomi è prezioso.
Archana Bhartiya, bioscienziata dell’University College di Londra.
