¿Qué es un dominio topológico?

Los TAD se descubrieron inicialmente calculando las probabilidades de contacto entre las regiones del genoma utilizando HiC (un método de captura de conformación cromosómica, que intenta dar una idea de cómo se organiza el genoma dentro del núcleo calculando la probabilidad de que cada contacto se encuentre cerca de otro locus). ). La gente descubrió que, en lugar de ser aleatorios, algunos loci estaban en contacto con algunas regiones del genoma en lugar de otras, lo que implica algún tipo de importancia funcional.

En resumen: un TAD es una región genómica de mayor probabilidad de contacto. Son de relevancia funcional (por ejemplo, la regulación de la expresión génica de Enhance-Promoter ocurre principalmente dentro de un TAD en lugar de entre dos (TAD adyacentes).

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Finalmente, la siguiente imagen (extraída de esta última publicación) proporciona un ejemplo de dos TADS:

El panel inferior muestra la probabilidad de contacto: dos regiones del genoma parecen estar aisladas mientras están cerca. Muestran una significativa auto-interacción. Una interpretación para eso (panel superior) es imaginar que el genoma exhibe alguna condensación reproducible, lo que explica el aumento de contactos.

Los aspectos topológicos de la estructura del ADN surgen principalmente del hecho de que las dos hebras de ADN se entrelazan repetidamente. Desenredar estos dos hilos, lo que ocurre en todos los principales procesos genéticos, puede resultar bastante difícil. En el caso más simple de un ADN lineal en solución, el desenredado es posible debido a la rotación libre de los extremos del ADN. Sin embargo, para todos los ADN naturales, la rotación de extremos libres está restringida o prohibida por completo. En consecuencia, desenredar las dos hebras de ADN se vuelve topológicamente imposible ( la Figura 1 ilustra esto para el caso imaginario de una molécula de ADN circular donde las dos hebras se enredan solo una vez).

Un segmento de ADN restringido de modo que la rotación libre de sus extremos es imposible se denomina dominio topológico ( Figura 2). Un ejemplo canónico de un dominio topológico es el ADN circular, que es típico de bacterias, mitocondrias, cloroplastos, muchos virus, etc. En este caso, obviamente, no hay extremos de ADN, ya que ambas cadenas de ADN están cerradas covalentemente. Aunque los cromosomas eucarióticos son lineales en general, consisten en grandes bucles de ADN firmemente unidos a la matriz nuclear. Estos bucles representan dominios topológicos, es decir, topológicamente son equivalentes al ADN circular. Los extremos del ADN lineal también se pueden unir a la membrana, como se ha demostrado en algunos virus, lo que hace que este ADN sea topológicamente cerrado. Finalmente, un tramo de ADN situado entre los dos cuerpos proteicos masivos también puede considerarse un dominio topológico.

Fuente: Fundamentos de topología de ADN