Uma equipe de físicos da Universidade de Michigan e da Universidade da Califórnia, em San Diego, desenvolveu um modelo que descreve como os cromossomos se dobram em uma estrutura compacta dentro do núcleo de uma célula. O modelo revela como as alças de DNA se formam e interagem entre si para criar a organização tridimensional do genoma.

Os cromossomos são filamentos longos e finos de DNA que carregam a informação genética de um organismo. Para caber dentro do núcleo de uma célula, os cromossomos devem ser dobrados em uma estrutura compacta. A forma como os cromossomos são dobrados é importante para regular a expressão gênica e outros processos celulares.

Estudos anteriores mostraram que os cromossomos são organizados em uma série de alças, que são mantidas juntas por proteínas chamadas coesinas. O novo modelo desenvolvido pelos físicos fornece uma compreensão detalhada de como esses loops se formam e interagem entre si.

O modelo mostra que a formação de alças é impulsionada pelas propriedades termodinâmicas do DNA. O DNA é um polímero flexível que pode adotar uma variedade de conformações. A conformação mais estável é aquela que minimiza a energia livre do sistema.

No caso do DNA, a conformação de menor energia é um loop. Isso ocorre porque a formação de uma alça permite que o DNA interaja consigo mesmo e forme ligações de hidrogênio, que estabilizam a estrutura.

O modelo também mostra que as interações entre os loops são importantes para determinar a organização geral do genoma. Os loops podem interagir entre si de diversas maneiras, como formando pontes ou empilhando-se uns sobre os outros. Essas interações criam uma complexa rede de contatos que determinam a estrutura tridimensional do genoma.

O novo modelo fornece uma ferramenta valiosa para compreender como os cromossomos são dobrados e como esse dobramento afeta a expressão genética. Esta informação poderá levar a novos conhecimentos sobre uma variedade de doenças, como o cancro, que são causadas por perturbações na organização do genoma.

O estudo foi publicado na revista Nature Physics.