L'organizzazione tridimensionale del genoma all'interno del nucleo cellulare svolge un ruolo cruciale nella regolazione dell'espressione genica e dei processi cellulari. Durante il ciclo cellulare, il genoma subisce cambiamenti dinamici nella sua architettura per facilitare eventi specifici come la replicazione del DNA e la segregazione cromosomica. In questo studio, forniamo una descrizione dettagliata dell'architettura tridimensionale del genoma durante tutto il ciclo cellulare utilizzando tecniche di imaging ad alta risoluzione e analisi computazionali.
Iniziamo esaminando l'organizzazione del genoma durante l'interfase, il periodo tra le divisioni cellulari. Osserviamo che il genoma è suddiviso in compartimenti in territori distinti, ciascuno contenente cromosomi e cluster di geni specifici. Questi territori mostrano un alto grado di mescolanza, suggerendo una complessa rete di interazioni tra diverse regioni genomiche.
Quando la cellula entra nella fase S, inizia il processo di replicazione del DNA, che porta alla formazione di foci di replicazione. Osserviamo che questi fuochi sono organizzati in modo non casuale, con domini di replica specifici che mostrano interazioni preferenziali tra loro. Questa disposizione garantisce la replicazione efficiente e coordinata dell'intero genoma.
Durante la mitosi, i cromosomi duplicati si condensano e si allineano sulla placca metafasica. Utilizziamo l'imaging a super risoluzione per rivelare gli intricati dettagli strutturali dei cromosomi mitotici, inclusa l'organizzazione di centromeri, telomeri e complessi di coesione. Le nostre analisi forniscono approfondimenti sui meccanismi alla base della segregazione cromosomica e dell'eredità fedele del materiale genetico.
Infine, indaghiamo l'architettura tridimensionale del genoma durante le fasi G1 e G2 del ciclo cellulare. Troviamo che il genoma subisce una graduale riorganizzazione, passando dallo stato mitotico alla configurazione interfase. Questo processo dinamico comporta il disassemblaggio delle strutture mitotiche e il ristabilimento dei territori cromosomici interfase.
In conclusione, il nostro studio fornisce una comprensione completa dell’architettura tridimensionale del genoma durante tutto il ciclo cellulare. I cambiamenti osservati nell’organizzazione del genoma evidenziano l’interazione tra architettura nucleare e processi cellulari, contribuendo alla nostra conoscenza della regolazione del genoma e della progressione del ciclo cellulare.
