Back to chapter

5.15:

Politen Kromozomları

JoVE Core
Molecular Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Molecular Biology
Polytene Chromosomes

Languages

Share

Genellikle, bir diploid hücre bölünürken, önce kromozomlarının her birini kopyalar Daha sonra hücre, her bir kromozomun bir kopyasını iki kardeş hücre arasında dağıtır;böylece her kardeş hücre, eksiksiz bir kromozom seti alır. Bazı hücreler, hiç hücre bölünmesine uğramadan birden fazla kromozom duplikasyon döngüsü yaşayabilir. Poliploid hücreler olarak adlandırılan bu tip hücrelerde, her kromozomdan birçok set bulunur.Drosofila larvalarının tükürük bezi hücrelerinde, bu proses aşırı miktarda gerçekleşir. Burada, hiç hücre bölünmesi olmadan her kromozomun yüzlerce hatta binlerce kopyası üretilir. Bu, politen kromozomları adı verilen, az rastlanır dev kromozomların oluşumuyla sonuçlanır.Binlerce özdeş DNA dizisi, bir kutudaki boya kalemleri gibi yan yana yatarken, kromatinin bazı özellikleri görünür hale gelir. Bu özellikler, sıradan interfaz kromozomlarda da mevcuttur, ancak gözlemlenmesi zordur. Mikroskop altında incelendiğinde, politen kromozomlarda peşpeşe koyu renk ve açık renk bantlardan oluşan bir desen görülebilir.Bu bantlar DNA’nın 95’ini oluştururken, bant araları 5’ini oluşturur. Bantlardaki kromatin daha yoğun ve transkripsiyonel olarak inaktifken, bant-aralarındaki kromatin daha az yoğundur ve transkripsiyonel olarak aktiftir. Drosofila larvaları bir gelişim aşamasından diğerine geçtikçe, belirli bantların ve bant-aralarının çapı büyük ölçüde artar ve puflar veya Balbiani halkaları adı verilen yapılar üretilir.Bu puflar, kromatinin dekondensasyonundan kaynaklanır ve aktif DNA transkripsiyon bölgeleridir. Puflardaki kromatin, lamba fırçası kromozomlarında gözlenenlere çok benzer şekilde ilmekli yapılar halinde dizilmiştir.

5.15:

Politen Kromozomları

Polietilen kromozomları, yan yana yerleştirilmiş birkaç DNA ipliğine sahip dev interfaz kromozomlarıdır. 1881 yılında Balbiani tarafından tükürük bezleri, bağırsaklar, kaslar, malpighian tübülleri ve larvaların hipoderminde keşfedildiler Chironomus plumosus. Bu nedenle, bunlara "tükürük bezi kromozomları" da denir. Bunlar Diptera ve Collembola gibi böceklerde ; memelilerin bazı organlarında; ve sinerjitler, çiçekli bitkilerin antipodlarında bulunur. Politen kromozomları ayrıca Drosophila'daki tükürük bezi hücrelerinde düzenli olarak gözlenir.

Polietilen kromozomlu hücreler ile mitotik olarak bölünen hücreler arasında belirli farklılıklar vardır. Birincisi, DNA replikasyonundan sonra çok sayıda kromatidin birikmesine neden olan hücre bölünmesinin olmamasıdır. İkincisi, DNA replikasyonunun her turundan sonra DNA iplikçiklerinin ayrılmamasıdır, bu da yan yana düzenlenmiş birkaç bin kromatid ile sonuçlanır. Üçüncüsü, ardışık DNA replikasyon döngüleri sırasında bozulmamış nükleer membran ve nükleolustur.

Bantlama desenleri

Kromatin kompaksiyonundaki varyasyon, politen kromozomunun uzunluğu boyunca farklı kromatin konsantrasyonlarına neden olabilir. Homolog kromozomlar aynı kromatin sıkışmasına sahip olduklarından ve yan yana düzenlendiklerinden, kromomerler adı verilen çok sayıda kompakt koyu bantla sonuçlanır. Bantlar arasındaki bölgeler interband veya inter-kromomere bölgeleri denir. İnterbandlar hafifçe boyanır ve dekondens kromatinden oluşur. Kromomer desenleri belirli bir türe özgüdür, ancak kromomerlerin sayısı ve boyutu organizmanın ömrü boyunca değişebilir.

Puflar

Bazı durumlarda, interband bölge, RNA sentezine izin vermek için gevşek bir şekilde sarılmış puflar adı verilen genişletilmiş yapılar oluşturur. Bu nedenle, puflar transkripsiyon sürecini incelemek için mükemmel modellerdir. Bazı türlerin tükürük bezlerinde "Balbiani halkaları" adı verilen son derece büyük puflar bulunur. Bunlar çok yüksek bir transkripsiyon oranını destekleyen dekondens kromatine sahiptir.

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.