28
septiembre

¿Cuánto ADN cabe en un núcleo eucariota?

Nos hemos puesto a hacer cálculos y… fijaos que cosas…

El núcleo celular eucariota alberga el ADN. Un volumen pequeño para una molécula superlarga. ¿Es posible?

El volumen del núcleo celular, por término medio, se equipara con el de una esfera de 6 µm de diámetro. El volumen de una esfera se calcula mediante la fórmula 4/3πR3, siendo R el radio de la misma. Calculamos 4/3 x 3,14 x 33= 113 µm3.

Para traducir ese espacio a un volumen que nos sea más familiar podemos compararlo con el volumen de un cubo que tenga por lado la raíz cúbica de 113 µm3, que es 4,8 µm de lado aproximadamente.

1aEl tamaño del ADN en su estructura primaria se asemeja al de un cordón de 2,1 nm (0,0021 µm) de diámetro y con una longitud total en el hombre de unos 2 m (2×106 =2.000.000 µm).

¿Es posible que un cordón tan largo, aunque tan estrecho, pueda introducirse en un volumen tan reducido?

2Dividimos el volumen del cubo en pisos (espacios horizontales) de 2,1 nanómetros de altura (que es la anchura del ADN) y tenemos que el cubo tendría 4,8/0,0021= 2.286 pisos.

En cada  piso podría introducirse el cordón de ADN en zig-zag estrechamente pegado. La longitud del cordón en cada tramo zig y en cada tramo zag sería de 4,8 µm. Como en nuestro núcleo cúbico hay tantos tramos como números de pisos, 2286 (porque es un cubo, visualizad un Cubo de Rubik 3×3 y lo entenderéis mejor), cada piso podría contener una longitud del cordón equivalente a 4,8 µm x 2.286= 10972 µm = 10,972 mm.

3De esta forma, en el núcleo cúbico (con un total de 2.286 pisos),  el cordón de ADN, empaquetado en zig-zag,  podría llegar a medir 10,972 mm x 2.286 = 25081.992 mm = 25,082 m.

Si el cordón sólo tiene 2 metros frente a los 25 metros que podrían ser albergados estrechamente empaquetados, nos queda un espacio libre suficiente (un 92% del volumen) para que los 2 metros de cordón existente se encuentren relativamente espaciados y permitan albergar cómodamente al ADN, quedando un espacio para 23 metros más.

Ni siquiera cuando el ADN se duplica (pasa de 2 metros a 4 metros) en la fase S del ciclo celular existirían problemas de espacio.

No ocurre así, sin embargo, cuando el ADN se condensa en los cromosomas, cuyo grosor (ADN+proteínas) está comprendido entre 0,5 y 4 µm. Los 23 pares de cromosomas metafásicos tienen que tener más espacio. Razón por la que en esta fase la envoltura nuclear desaparece totalmente.

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