Chapter 7: Structure and Organization of DNA

Back to chapter

7.10:

Polytene Chromosomes

JoVE Core
Cell Biology

É necessária uma assinatura da JoVE para visualizar este conteúdo. Faça login ou comece sua avaliação gratuita.

JoVE Core Cell Biology

Polytene Chromosomes

Vídeo Anterior
7.9: Lampbrush Chromosomes

Idiomas

COMPARTILHAR

English العربية 中文 Nederlands français Deutsch עברית italiano 日本語 한국어 português русский español Türkçe

Обычно, когда диплоидная клетка делится, сначала дублируется каждая из её хромосом. Затем клетка распределяет копии каждой хромосомы между двумя дочерними клетками, так что каждая дочерняя клетка получает полный набор хромосом. Некоторые клетки подвергаются нескольким циклам дублирования хромосом безо всякого клеточного деления.Такие клетки, называемые полиплоидные клетки, содержат несколько наборов каждой хромосомы. В клетках слюнной железы личинок Дрозофилы, этот процесс доведен до крайности. Здесь от сотен до тысяч копий каждой хромосомы генерируются в отсутствие деления клеток.Это приводит к образованию уникальных гигантских хромосом, которые называются политенными хромосомами. В то время, как тысячи идентичных последовательностей ДНК лежат рядом, как карандаши в коробке, определённые свойства хроматина становятся видимыми. Эти свойства существуют в.обычных межфазных хромосомах, но их трудно наблюдать. При просмотре под микроскопом чередующийся рисунок из темных полос и более светлого фона между полосами можно увидеть в политенных хромосомах. Эти полосы составляют 95%ДНК, в то время как межполосные пространства составляют 5%В то время как хроматин в полосах более плотный и транскрипционно неактивный, хроматин между полосами менее сжат и транскрипционно активен.По мере развития личинки Дрозофилы от одной стадии к другой, специфические полосы и структуры между ними значительно увеличивается в диаметре, производя структуры, называемые пуфами или кольцами Бальбиани. Эти пуфы возникают из-за деконденсации хроматина и являются активными сайтами транскрипции ДНК. Хроматин в пуфах расположен в виду петлеобразных структур, очень похожих на структуры, обнаруженные в хромосомах ламповой щётки”

7.10:

Polytene Chromosomes

Политенные хромосомы – это гигантские интерфазные хромосомы с несколькими нитями ДНК, расположенными рядом. Они были обнаружены в 1881 году Бальбиани в слюнных железах, кишечнике, мышцах, мальпигиевых канальцах и гиподерме личинок Chironomus plumosus. Следовательно, они также называются "хромосомами слюнных желез". Они встречаются у насекомых отрядов двукрылые и коллемболы, в некоторых органах млекопитающих и синергидах и антиподах цветковых растений. Политенные хромосомы также регулярно наблюдаются в клетках слюнных желез у дрозофилы.

Есть определенные различия между клетками с политенными хромосомами и митотически делящимися клетками. Во-первых, отсутствие клеточного деления после репликации ДНК приводит к накоплению большого количества хроматид. Во-вторых, неспособность цепей ДНК сегрегировать после каждого раунда репликации ДНК, в результате чего несколько тысяч хроматид располагаются бок о бок. В-третьих, неповрежденная ядерная мембрана и ядрышко во время последовательных циклов репликации ДНК.

Рисунок исчерченности

Варьирование компактности хроматина может привести к различным концентрациям хроматина по длине политенной хромосомы. Поскольку гомологичные хромосомы имеют идентичную упаковку хроматина и расположены бок о бок, это приводит к появлению множества компактных темных дисков, называемых хромомерами. Области между полосами называются междисками, или межхромомерными областями. Междиски слегка окрашены и состоят из деконденсированного хроматина. Рисунок хромомеров специфичен для конкретного вида, хотя количество и размер хромомеров могут изменяться в течение жизни организма.

Пуфы

В некоторых случаях междисковая область образует расширенные структуры, называемые пуфы, которые слабо упакованы, чтобы обеспечить синтез РНК. Таким образом, пуфы — это отличные модели для изучения процесса транскрипции. Исключительно крупные пуфы, называемые “кольца Бальбиани”, встречаются в слюнных железах некоторых видов. Они содержат деконденсированный хроматин, который поддерживает очень высокую скорость транскрипции.

Leitura Sugerida

Molecular Biology of Cell, Alberts, 6th edition, Pages 208-210
Zhimulev, I. F., E. S. Belyaeva, V. F. Semeshin, D. E. Koryakov, S. A. Demakov, O. V. Demakova, G. V. Pokholkova, and E. N. Andreyeva. "Polytene chromosomes: 70 years of genetic research." International review of cytology 241 (2004): 203-275.

Tags

Polytene ChromosomesChromosomesChromatinGene ExpressionTranscriptionReplicationCell NucleiSalivary Gland CellsDrosophila