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5.14:

Cromossomos Plumosos (Lampbrush)

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Molecular Biology
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Lampbrush Chromosomes

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Anfíbios, como muitos outros vertebrados, produzem gametas femininos ou óvulos, que amadurecem e desenvolvem dentro do ovário. Em um estágio de desenvolvimento a particular, a Prófase I meiótica, pares homólogos replicados exibem uma morfologia distinta, uma estrutura gigantesca, de modo que pode ser facilmente observada sob um microscópio luminoso. Estes cromossomas muito incomuns são chamados cromossomos plumosos devido à sua semelhança às escovas usadas em historicamente para limpar lâmpadas de querosene.Devido ao seu enorme tamanho, são modelos ideais para estudar cromossomas. Estes cromossomas gigantes estão organizados numa série de loops de DNA grandes laterais e não enrolados, o longo do eixo do cromossoma. Além destes loops estendidos, laços densos, espessos, enrolados são observados ao longo do eixo cromossômico, que constituem a maioria do DNA.Estes dois domínios diferem também grandemente no nível da atividade transcricional. Os genes nas alças laterais são transcritos ativamente, que lhes dá uma aparência fina, fibular. Em contraste, os genes no eixo condensado do cromossoma geralmente não são expressos.Embora tenham sido descritos pela primeira vez em anfíbios, acredita-se agora que estes domínios cromatizados Ocorrem nos cromossomas interfásicos de todos eucariontes. Devido a seu tamanho pequeno e natureza frágil, O loop de cromatina não pode ser observado usando um microscópio da luz na maioria dos eucariotas. Sua presença foi inferida usando modernas tecnologias de DNA, como a captura da conformação cromossômica.

5.14:

Cromossomos Plumosos (Lampbrush)

Em 1882, Flemming observou cromossomas plumosos (LBC) em ovos de salamandra. Mais tarde, em 1892, Rückert observou LBCs em células de ovos de tubarão e cunhou o termo "cromossomas plumosos" porque pareciam escovas usadas para limpar lâmpadas de querosene.

Os LBcs são compostos por dois pares de cromatídeos homólogos conjugados. Cada cromatídeo consiste em regiões posicionadas alternadamente de cromatina condensada inativa e laços laterais folgados ativos, que podem ser contraídos e estendidos. Os laços assemelham-se aos puffs dos cromossomas politénicos. Os puffs politénicos são compostos por vários cromatídeos paralelos, enquanto que os laços dos LBCs consistem em uma única hélice dupla. 

Durante o estágio diploteno da profase na meiose, os LBCs decondensam formando grandes cromossomas, aproximadamente 30 vezes maiores que os cromossomas mitóticos normais. O comprimento médio dos laços dos LBCs é de 10-15 µm. Em alguns casos, os laços podem ser tão grandes quanto 50-100 µm.  A polimerase II transcreve os laços maiores, e os laços menores são transcritos pela polimerase III.

LBCs estão presentes em oócitos de invertebrados inferiores, invertebrados, e aves. Os LBCs em todos esses organismos compartilham estruturas e funções semelhantes. Estudos comparativos do genoma de LBCs mostraram que o comprimento do laço lateral aumenta com o valor C, que é o conteúdo total de DNA no conjunto haplóide de um organismo.

Os LBCs têm sido estudados por mais de cem anos, contudo, apenas uma idéia estrutural geral dos LBCs é conhecida. Recentemente, os LBCs são usados como estruturas modelo para estudar a análise citogenética e a regulação epigenética da estrutura da cromatina e expressão de genes.

Suggested Reading

  1. Molecular Biology of Cell, Alberts, 6th edition, Pages 207-208
  2. Andraszek, Katarzyna, and Elżbieta Smalec. "Structure and functions of lampbrush chromosomes." BioTechnologia (2011).