Polyten-Chromosomen

Wenn sich eine diploide Zelle teilt, dupliziert sie in der Regel zuerst jedes ihrer Chromosomen. Dann verteilt die Zelle eine Kopie jedes Chromosoms zwischen den beiden Tochterzellen, so dass jede Tochterzelle einen vollständigen Chromosomensatz erhält.

Bestimmte Zellen durchlaufen mehrere Zyklen der Chromosomenduplikation, ohne dass es zu einer Zellteilung kommt. Solche Zellen, polyploide Zellen genannt, enthalten mehrere Sätze jedes Chromosoms.

In den Speicheldrüsenzellen der Drosophila-Larven wird dieser Prozess auf die Spitze getrieben. Hier werden Hunderte bis Tausende von Kopien jedes Chromosoms erzeugt, ohne dass eine Zellteilung erforderlich ist.

Dies führt zur Bildung einzigartiger, riesiger Chromosomen, die als Polytenchromosomen bezeichnet werden.

Da Tausende von identischen DNA-Sequenzen nebeneinander liegen, wie Buntstifte in einer Schachtel, werden bestimmte Merkmale im Chromatin sichtbar. Diese Merkmale existieren in gewöhnlichen Interphase-Chromosomen, sind aber schwer zu beobachten.

Unter dem Mikroskop ist ein abwechselndes Muster aus dunklen Banden und helleren Interbanden in den Polyten-Chromosomen zu erkennen.

Die Banden machen 95 % der DNA aus, während die Interbanden 5 % ausmachen.

Während das Chromatin in den Banden stärker kondensiert und transkriptionell inaktiv ist, ist das Chromatin in den Interbanden weniger kondensiert und transkriptionell aktiv.

Wenn die Larven von Drosophila von einem Entwicklungsstadium in ein anderes übergehen, nehmen bestimmte Bänder und Zwischenbänder stark an Durchmesser zu und bilden Strukturen, die als "Puffs"- oder "Balbiani"-Ringe bezeichnet werden.

Diese Puffs entstehen durch die Dekondensation des Chromatins und sind Orte der aktiven DNA-Transkription. Das Chromatin in Puffs ist in geschlungenen Strukturen angeordnet, ähnlich denen, die in "Lampbrush"-Chromosomen beobachtet werden.