I cromosomi sono filamenti lunghi e sottili di DNA che trasportano l'informazione genetica di un organismo. Per adattarsi al nucleo di una cellula, i cromosomi devono essere ripiegati in una struttura compatta. Il modo in cui i cromosomi sono piegati è importante per regolare l’espressione genica e altri processi cellulari.
Studi precedenti avevano dimostrato che i cromosomi sono organizzati in una serie di anelli, tenuti insieme da proteine chiamate coesine. Il nuovo modello sviluppato dai fisici fornisce una comprensione dettagliata di come questi anelli si formano e interagiscono tra loro.
Il modello mostra che la formazione di anelli è guidata dalle proprietà termodinamiche del DNA. Il DNA è un polimero flessibile che può adottare una varietà di conformazioni. La conformazione più stabile è quella che minimizza l’energia libera del sistema.
Nel caso del DNA, la conformazione a più bassa energia è un anello. Questo perché la formazione di un anello permette al DNA di interagire con se stesso e di formare legami idrogeno, che stabilizzano la struttura.
Il modello mostra anche che le interazioni tra i cicli sono importanti per determinare l'organizzazione complessiva del genoma. Gli anelli possono interagire tra loro in vari modi, ad esempio formando ponti o impilandosi uno sopra l'altro. Queste interazioni creano una complessa rete di contatti che determinano la struttura tridimensionale del genoma.
Il nuovo modello fornisce uno strumento prezioso per comprendere come i cromosomi vengono piegati e come questo piegamento influisce sull’espressione genetica. Queste informazioni potrebbero portare a nuove conoscenze su una varietà di malattie, come il cancro, che sono causate da interruzioni nell’organizzazione del genoma.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Physics.
