Una nueva técnica para crear mapas 3D del ADN/A new technique for creating 3D maps of DNA
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The resolution of optical microscopy is limited by light diffraction. This limit states that objects separated by less than half the wavelength of the light used cannot be distinguished. Since visible light has wavelengths between 400 and 700 nanometers, this means that the smallest objects that can be observed measure around 200 nanometers.
La resolución de la microscopía óptica está limitada por la difracción de la luz. Este límite establece que no se pueden distinguir objetos que estén separados por menos de la mitad de la longitud de onda de la luz utilizada. Ya que la luz visible tiene longitudes de onda entre 400 y 700 nanómetros, esto quiere decir que los objetos más pequeños que se pueden observar miden alrededor de 200 nanómetros.
But it turns out that a DNA molecule has a diameter of about 2 nanometers, so conventional optical microscopy can't resolve the individual structure of a DNA molecule. That's why the innovative technique, developed at the University of Chicago, which creates intricate 3D maps of genetic material by labeling and tracking molecular interactions within living organisms, such as zebrafish embryos, is so important.
Pero resulta que una molécula de ADN tiene un diámetro de aproximadamente 2 nanómetros, por lo que la microscopía óptica convencional no puede resolver la estructura individual de una molécula de ADN. Por eso es tan importante la técnica innovadora, desarrollada en la Universidad de Chicago, que crea mapas 3D intrincados del material genético etiquetando y rastreando las interacciones moleculares dentro de organismos vivos, como embriones de pez cebra.
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This technology involves adding short DNA sequences called unique molecular identifiers (UMIs) to cells. These UMIs attach to DNA and RNA molecules and begin making copies of themselves, generating new unique sequences for each pairing, called unique event identifiers (UEIs). The frequency with which neighboring UMIs interact directly correlates with their physical proximity within the cell: the closer two UMIs are to each other, the more likely their UEI descendants are to encounter each other during the replication process.
Esta tecnología consiste en añadir secuencias cortas de ADN llamadas identificadores moleculares únicos (UMI) a las células. Estos UMI se adhieren a las moléculas de ADN y ARN y comienzan a hacer copias de sí mismos, generando nuevas secuencias únicas para cada emparejamiento, llamadas identificadores de eventos únicos (UEI). La frecuencia con la que interactúan los UMI vecinos se correlaciona directamente con su proximidad física dentro de la célula, cuanto más cerca estén dos UMI, más probable será que sus descendientes UEI se encuentren juntos durante el proceso de replicación.
The cells' DNA and RNA are sequenced, and the physical links between UMI tags through their UEIs are analyzed. Their 3D reconstruction is then performed using an advanced computational model that uses this information to reconstruct the original locations of UMIs within the organism, creating a three-dimensional spatial map of gene expression at the cellular level.
Se secuencia el ADN y el ARN de las células y se analizan los vínculos físicos entre las etiquetas UMI a través de sus UEI para, posteriormente, hacer su reconstrucción 3D mediante un modelo computacional avanzado que utiliza esta información para reconstruir las ubicaciones originales de los UMI dentro del organismo, creando un mapa espacial tridimensional de la expresión génica a nivel celular.
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Unlike many other techniques that require the extraction and manipulation of genetic material, this microscopy allows DNA and RNA to be visualized in their natural environment within a living, developing organism. It allows molecular interactions to be observed at a very fine scale, providing unprecedented details about genome organization and gene expression in space.
A diferencia de muchas otras técnicas que requieren la extracción y manipulación del material genético, esta microscopía permite visualizar el ADN y el ARN en su entorno natural dentro de un organismo vivo y en desarrollo. Permite observar las interacciones moleculares a una escala muy fina, proporcionando detalles sin precedentes sobre la organización del genoma y la expresión génica en el espacio.
This technology can generate 3D maps of gene expression at the whole organism, cell by cell, offering a holistic understanding of biological processes. It will allow us to understand how the genome is spatially organized to regulate cell differentiation and the formation of tissues and organs, or how the three-dimensional location of genes influences their expression and regulatory interactions.
Esta tecnología puede generar mapas 3D de la expresión génica a nivel de todo el organismo, célula por célula, lo que ofrece una comprensión holística de los procesos biológicos. Permitirá comprender como se organiza el genoma espacialmente para regular la diferenciación celular y la formación de tejidos y órganos o como la ubicación tridimensional de los genes influye en su expresión y en las interacciones reguladoras.
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https://scitechdaily.com/dna-microscopy-creates-3d-maps-of-life-from-the-inside-out/
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