ElangNews.com – Salah satu pernyataan yg benar mengenai kromosom adalah, mereka terlihat sangat berbeda dari yang ditunjukkan di buku teks sekolah menengah. Mereka terlihat sangat berbeda dari ‘X miring seperti dua hotdog yang macet bersama’ seperti yang ditunjukkan di buku teks sekolah menengah.

Apa yang Dimaksud Kromosom?

DNA seluler selalu membentuk kompleks dengan berbagai mitra protein yang membantu mengemasnya menjadi ruang sekecil itu. Kompleks protein-DNA ini disebut kromatin, dimana massa protein dan asam nukleat hampir sama.

Di dalam sel, kromatin biasanya terlipat menjadi formasi karakteristik yang disebut kromosom inilah satu pernyataan yang benar mengenai susunan kromosom. Setiap kromosom berisi satu bagian DNA beruntai ganda bersama dengan protein kemasan yang disebutkan di atas.

Ketika terkondensasi penuh, kromosom yang direplikasi muncul sebagai struktur berbentuk X yang tebal. Beginilah cara buku teks sekolah menengah kami mengajari kami. Tapi, gambar-gambar itu jauh dari akurat.

Jun-Han Su dari Universitas Harvard berkata, “Selama 90 persen waktu, kromosom tidak ada seperti itu.”

Tahun lalu, sebelum Su lulus dengan gelar Ph.D., dia dan tiga Ph.D. kandidat di Sekolah Pascasarjana Seni dan Sains — Pu Zheng, Seon Kinrot, dan Bogdan Bintu — menangkap gambar 3-D resolusi tinggi dari kromosom manusia, rumah kompleks untuk DNA kita. Sekarang, gambar-gambar itu dapat memberikan bukti yang cukup untuk mengubah tanda-tanda X tersebut menjadi simbol yang lebih kompleks tetapi jauh lebih akurat untuk tidak hanya mengajar generasi ilmuwan berikutnya tetapi juga membantu generasi saat ini mengungkap misteri tentang bagaimana struktur kromosom memengaruhi fungsi.

Sel membelah dan mereplikasi DNA mereka di dalam perpustakaan labirin di dalam kromatin, bahan di dalam kromosom.

Diperluas dalam garis lurus, DNA dalam satu sel bisa mencapai enam kaki, yang semuanya terbungkus rapat, struktur kompleks dalam inti sel. Hanya satu kesalahan menyalin atau memutar kembali materi genetik dapat menyebabkan gen bermutasi atau gagal fungsi.

Baca:  Peneliti Menangkap Gambar 3D Resolusi Tinggi Kromosom Manusia

Dalam studi baru, Zhuang dan timnya melaporkan metode baru untuk menggambarkan struktur dan perilaku kromatin secara bersamaan. Metodenya termasuk menghubungkan titik-titik untuk menentukan bagaimana yang satu memengaruhi yang lain untuk mempertahankan fungsi yang tepat atau menyebabkan penyakit.

Zhuang, David B. Arnold, Jr. Profesor Sains, berkata, “Sangat penting untuk menentukan organisasi 3-D untuk memahami mekanisme molekuler yang mendasari organisasi dan juga untuk memahami bagaimana organisasi ini mengatur fungsi genom.

Jumlah Kromosom Manusia

Menggunakan metode pencitraan 3D resolusi tinggi, tim membuat peta kromosom dari gambar lensa lebar dari semua 46 kromosom dan close-up satu bagian dari satu kromosom. Mereka juga menangkap titik-titik yang terhubung (“lokus genom”) di sepanjang setiap rantai DNA untuk menggambarkan sesuatu yang masih terlalu kecil untuk digambarkan. Menghubungkan banyak titik membentuk gambaran komprehensif tentang struktur kromatin.

Zhuang berkata, “Tapi ada halangan. Sebelumnya, jumlah titik yang dapat mereka gambar dan identifikasi dibatasi oleh jumlah warna yang dapat mereka gambar bersama: tiga. Tiga titik tidak bisa membuat gambaran yang komprehensif.

Oleh karena itu, tim menemukan pendekatan yang mencakup pencitraan tiga lokus berbeda, memadamkan sinyal, dan kemudian mencitrakan tiga lokus lainnya secara berurutan. Dengan teknik tersebut, setiap titik mendapat dua tanda pengenal: warna dan gambar bulat.

Zhuang berkata, “Sekarang kami memiliki 60 lokus yang dicitrakan dan dilokalkan secara bersamaan dan, yang terpenting, diidentifikasi.

Namun, untuk mencakup seluruh genom, mereka membutuhkan lebih banyak — ribuan — jadi mereka beralih ke bahasa yang sudah digunakan untuk mengatur dan menyimpan informasi dalam jumlah besar: biner. Dengan menanamkan kode batang biner pada lokus kromatin yang berbeda, mereka dapat menggambarkan lebih banyak lokus dan memecahkan kode identitas mereka nanti.

Baca:  Peneliti Menangkap Gambar 3D Resolusi Tinggi Kromosom Manusia

Dengan kode batang 20-bit, tim dapat membedakan 2.000 molekul hanya dalam 20 putaran pencitraan.

Dengan menggunakan teknik ini, tim dapat mencitrakan sekitar 2.000 lokus kromatin per sel – cukup untuk membentuk gambar resolusi tinggi seperti apa struktur kromosom di habitat aslinya. Selain itu, mereka mencitrakan aktivitas transkripsi (ketika RNA mereplikasi materi genetik dari DNA) dan struktur inti seperti bintik nuklir dan nukleolus.

Dengan genom Google Maps 3D, mereka dapat menganalisis bagaimana struktur bergeser dari waktu ke waktu dan bagaimana gerakan teritorial tersebut membantu atau melukai pembelahan dan replikasi sel.

Diketahui dengan baik bahwa kromatin dipecah menjadi berbagai area dan domain (seperti gurun versus kota). Tapi bagaimana medan itu muncul tetap tidak jelas.

Zhuang dan tim menentukan bahwa area dengan banyak gen (“kaya gen”) cenderung berkumpul di area serupa pada kromosom mana pun dengan gambar resolusi tinggi. Tetapi daerah dengan sedikit gen (“miskin gen”) hanya berkumpul jika mereka berbagi kromosom yang sama.

Meskipun membutuhkan lebih banyak upaya, studi tersebut memastikan bahwa lingkungan kromatin lokal memengaruhi aktivitas transkripsi. Struktur itu mempengaruhi fungsi.

Terlebih lagi, tim tersebut juga menemukan bahwa dua kromosom terlihat sangat berbeda satu sama lain. Mereka tidak terlihat sama, bahkan di sel yang identik. Untuk mengetahui seperti apa setiap kromosom di setiap sel dalam tubuh manusia akan membutuhkan lebih banyak pekerjaan daripada yang bisa dilakukan satu laboratorium sendiri.