Reveladas tipos de células ocultas: Nuevo método de mejora genómica para el análisis de una sola célula

Siga leyendo para averiguar más información sobre los últimos avances fascinantes que se han realizado en una sola célula de análisis genómico.

Un nuevo e innovador método desarrollado por los investigadores de la EMBL - EBI, o Instituto Europeo de Bioinformática del Laboratorio Europeo de Biología Molecular análisis de secuencias de ARN y permite a los científicos a detectar previamente desconocidos subtipos de células. El descubrimiento representa un gran paso adelante para la genómica unicelulares y crea orden a partir de lo que antes se consideraba aparente caos.

¿Qué es el ARN?

Toda la vida en la Tierra utiliza tres formas diferentes de moléculas biológicas y cada uno tiene un propósito muy específico dentro de una célula. Las proteínas son la casa de máquinas y llevan a cabo una gran variedad de papeles, mientras que los ácidos nucleicos, ADN y ARN llevan la codificación de la información genética que puede ser heredado de una generación a la siguiente.

RNA significa ácido ribonucleico, y es una molécula polimérica compuesta de uno o más nucleótidos. Una persona puede pensar en una cadena de ARN como una cadena, con un nucleótido en cada enlace. Cada nucleótido se compone de una base, un azúcar ribosa y un fosfato.

ARN se produce en el núcleo de una célula y también puede ser localizado en el citoplasma. Hay tres tipos principales de ARN y estos son mensajero, de transferencia y ribosomal. Aunque es de cadena sencilla, se puede doblar y torcer en formas tridimensionales y los bucles en horquilla. Cuando se producen estas formas, las bases nitrogenadas se unen el uno al otro. Pares de adenina con pares de uracilo y guanina con citosina. Los bucles en horquilla se presenciaron más comúnmente en las moléculas de ARN como ARN mensajero y ARN de transferencia.

La estructura de un nucleótido de RNA es muy parecida a la de los nucleótidos del ADN, con la principal diferencia es que el azúcar ribosa en el ARN tiene un grupo hidroxilo que no está presente en el ADN. RNA desempeña un papel fundamental en la vía a partir de ADN a las proteínas. Durante el proceso de transcripción, se hace una copia de ARN de un segmento de ADN. Esta cadena resultante puede entonces ser leído por un ribosoma para formar una proteína.

¿Qué es el ADN?

ADN o ácido desoxirribonucleico está hecha de bloques de construcción químicos llamados nucleótidos y se encuentra en el núcleo de las células. Estos bloques de construcción se componen de tres partes; un grupo fosfato, una de las cuatro bases de nitrógeno y un grupo azúcar. Para formar una cadena de ADN, los nucleótidos están unidos a las cadenas con el azúcar y los grupos fosfato alterna.

Los cuatro tipos de bases de nitrógeno que se encuentran en los nucleótidos son timina, guanina, citosina y adenina. El orden de estas bases determinará qué instrucciones biológicas están contenidos dentro de esa hebra particular de ADN. ADN puede hacer una copia de sí mismo. Ambas cadenas tienen que abrirse y hacer una copia de sí y convertirse en dos cadenas de ADN. Por lo tanto, cada nueva cadena tiene una copia del antiguo ADN, desde donde la copia de procedencia.

Las diferencias de ADN

El Proyecto Genoma Humano ha estimado que cada humano tiene alrededor de 20.000 y 25.000 genes. Cada persona tiene dos copias de cada gen, uno heredado de la madre y el otro se hereda del padre. Estos genes son en su mayoría similares en todos los individuos, pero un pequeño número de genes son ligeramente diferentes entre las personas y esto es lo que constituye la base para la prueba de paternidad y la prueba de ADN.

¿Qué es el ADN Mitocondrial?

Hay una pequeña cantidad de ADN dentro de las mitocondrias de una célula. Este material genético se denomina ADN mitocondrial. Cada célula tiene un incontable número de mitocondrias que se encuentran en el citoplasma. El ADN mitocondrial tiene 37 genes que ayudan a garantizar su funcionamiento correcto. Trece de estos genes proporcionan instrucciones para hacer las enzimas que participan en la fabricación de la producción de energía a través de un proceso llamado fosforilación oxidativa. El resto de los genes ayudar en la toma de moléculas llamadas ARN de transferencia y ARN ribosomal que son esenciales para la síntesis de proteínas.

Unicelular RNA secuenciación

Una sola célula secuenciación de ARN es todavía un concepto relativamente nuevo que ayuda a los investigadores médicos a comprender cómo los genes se expresan en diferentes tipos de tejidos y en los cánceres. El procedimiento proporciona datos e información sobre los perfiles de expresión génica de un incontable número de células específicas, todo ello en un solo experimento. Se produce un retrato preciso de los distintos tipos de células. Sin embargo, la mayor dificultad de los perfiles de transcripción unicelulares ha presentado un desafío muy real con el desciframiento de la información.

Con la genómica de una sola célula, los científicos tomarán las células de un tejido y agruparlos en diferentes tipos en función de su perfil de expresión. Los subtipos son entonces identificado que podría tener una gama de diferentes roles. Sin embargo, con el fin de hacer eso correctamente, hay muchos factores de confusión para tratar y hasta hace poco, los investigadores no han tenido los medios para hacerlo.

Una muestra de un tipo de complejidad ha construido en el tejido; algunas células son viejos, mientras que otros son nuevos. En cualquier momento dado, las células serán a diferentes niveles dentro del ciclo celular. La mayoría de las células han subtipos escondido y cada uno tiene su propia función única y distinta. El nuevo una sola célula latente modelo de variable permite la sub-estructura desconocida de células distinguirse y controlado, por lo tanto permitiendo que las señales biológicas pertinentes sean reconocidos más fácilmente.

Los científicos han definido cómo se pueden tener en cuenta factores tales como la etapa del ciclo celular, la medición de ruido o procesos biológicos. Esto hace que sea posible producir una imagen más precisa de expresiones genéticas en diversos tipos de células y subtipos. Según Florian Büttner, un científico del Instituto de Biología Computacional de Helmholtz Zentrum Muchen, combinando el análisis de una sola célula con metodologías estadísticas ayuda a los investigadores a identificar subtipos que pueden tener en el pasado, pasado totalmente desapercibido.

Oliver Stegel la responsable del grupo de investigación en los estados del Instituto Europeo de Bioinformática del Laboratorio Europeo de Biología Molecular, "Si todo lo que tiene es los datos de expresión de genes de células individuales, usted necesita una manera de identificar y corregir los factores subyacentes que diferencian las células individuales, por lo que puede revelan la biología subyacente. "El nuevo modelo representa el parentesco entre las células individuales, por ejemplo si están en la misma fase del ciclo celular, clasifica las variables posiblemente desconcertantes y los elimina. También hace que sea mucho más fácil encontrar nuevos subtipos, variables que pueden no haber conocido los investigadores médicos existían anteriormente, y corregir todos al mismo tiempo.

El análisis de los tipos de células individuales es extremadamente importante para muchos tipos de investigación médica.

Los procesos de diferenciación y la patogénesis de diversas enfermedades como el cáncer, la diabetes y las enfermedades del corazón pueden ser mejor explorado y comprendido cuando se basan totalmente en lo que se conoce a través de perfiles detallados celulares. Este nuevo modelo, ahora es posible crear estos perfiles utilizando la genómica unicelulares.