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5.15:

Cromossomos Politênicos

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Molecular Biology
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Polytene Chromosomes

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Normalmente, quando uma célula diploide divide, ela primeiro duplica cada um dos seus cromossomas. Então a célula distribui uma cópia de cada cromossomo entre as duas células filhas, de modo que cada célula filha recebe um conjunto completo de cromossomos. Certas células sofrem múltiplos ciclos de duplicação cromossômica sem sofrer nenhuma divisão na célula.Tais células, chamadas células poliploides, contêm conjuntos múltiplos de cada cromossoma. Nas células da glândula salivar de larvas de Drosophila, este processo é levado a um extremo. Aqui, centenas a milhares de cópias de cada cromossomo são geradas sem nenhuma divisão de célula.Isso resulta na formação de cromossomos gigantes únicos, chamado de cromossomos politenos. Como milhares de sequências de DNA idênticas se colocam lado a lado como lápis em uma caixa, certas características na cromatina tornam-se visíveis. Estas características existem em cromossomas interfásicos ordinários, mas são difíceis de observar.Quando visto sob um microscópio, um padrão alternado de faixas escuras e de interbandas mais claras pode ser visto nos cromossomas politenos. As bandas constituem 95%do DNA, enquanto as interbandas constituem 5%Onde a cromatina nas bandas é mais condensada e transcricionalmente inativa, a cromatina nas interbandas é menos condensada e transcricionalmente ativa. Enquanto as larvas de Drosophila progridem de um estágio de desenvolvimento a outro, faixas e interbandas específicas aumentam grandemente em diâmetro, produzindo estruturas chamadas puffs ou anéis de Balbiani.Estes puffs surgem do decondensação da cromatina e são locais da transcrição ativa do DNA. A cromatina em puffs é arranjada em estruturas em loop, muito como aqueles observados em cromossomos plumosos.

5.15:

Cromossomos Politênicos

Cromossomas politénicos são cromossomas interfásicos gigantes com várias cadeias de DNA dispostas lado a lado. Eles foram descobertos no ano 1881 por Balbiani em glândulas salivares, intestino, músculos, túbulos de Malpighi, e hipoderme de larvas Chironomus plumosus. Por isso, estes também são chamados de "Cromossomas de glândulas salivares." Estes são encontrados em insetos da ordem Diptera e Collembola; em certos órgãos de mamíferos; e sinergídeos, antípodas de angiospérmicas. Também são observados cromossomas politénicos regularmente em células de glândulas salivares em Drosophila.

Existem certas diferenças entre células com cromossomas politénicos e células com divisão mitótica. A primeira é a ausência de divisão celular após a replicação do DNA, que resulta na acumulação  de um grande número de cromatídeos. Em segundo lugar, a falha das cadeias de DNA de segregarem após cada rodada de replicação de DNA, resultando em vários milhares de cromatídeos dispostos lado a lado. Em terceiro é a membrana nuclear e nucléolo intactos durante ciclos consecutivos de replicação do DNA.

Padrões de bandas

A variação na compactação da cromatina pode resultar em concentrações diferentes de cromatina ao longo do comprimento do cromossoma politénico. Uma vez que cromossomas homólogos têm compactação de cromatina idêntica e estão dispostos lado a lado, isto resulta em múltiplas bandas escuras compactas chamadas de cromómeros. As regiões entre as bandas são chamadas de regiões interbandas ou intercromómeros. As interbandas são ligeiramente coradas e são feitas de cromatina descondensada. Os padrões dos cromómeros são específicos para uma espécie, embora o número e o tamanho dos cromómeros possam mudar durante a vida do organismo.

Puffs

Em certos casos, as regiões interbandas formam estruturas expandidas chamadas puffs que estão folgadamente enroladas, para permitir a síntese de RNA. Portanto, os puffs são excelentes modelos para estudar o processo de transcrição. Puffs excepcionalmente grandes chamados “anéis Balbiani” são encontrados nas glândulas salivares de certas espécies. Estes têm cromatina descondensada que suporta uma taxa muito elevada de transcrição.

Suggested Reading

  1. Molecular Biology of Cell, Alberts, 6th edition, Pages 208-210
  2. 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.