Chapter 5: DNA and Chromosome Structure

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5.15:

Chromosomes polytènes

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Généralement, lorsqu’une cellule diploïde se divise, elle duplique d’abord chacun de ses chromosomes. Ensuite, la cellule distribue une copie de chaque chromosome entre les deux cellules filles, de sorte que chaque cellule fille reçoive un ensemble complet de chromosomes. Certaines cellules subissent des cycles multiples de duplication chromosomique sans subir de division cellulaire.Ces cellules, appelées cellules polyploïdes, contiennent plusieurs ensembles de chaque chromosome. Dans les cellules de la glande salivaire des larves de drosophile, ce processus est poussé à l’extrême. ici, des centaines à des milliers de copies de chaque chromosome sont produites sans aucune division cellulaire.Cela entraîne la formation de chromosomes géants uniques, appelés chromosomes polytènes. Alors que des milliers de séquences d’ADN identiques se trouvent côte à côte comme des crayons dans une boîte, certaines caractéristiques de la chromatine deviennent visibles. Ces caractéristiques existent dans les chromosomes de l’interphase ordinaires, mais sont difficiles à observer.Lorsqu’on les regarde sous un microscope, on peut observer une alternance de bande sombre et d’interbande plus claire dans les chromosomes polytènes. Les bandes constituent 95 l’ADN, alors que les interbandes représentent 5%Lorsque la chromatine dans les bandes est plus condensée et transcriptionnellement inactive, la chromatine des interbandes est moins condensée et transcriptionnellement active. Au fur et à mesure que les larves de drosophile progressent d’un stade de développement à l’autre, des bandes et des interbandes spécifiques augmentent considérablement, produisant des structures appelées puffs ou anneaux de Balbiani.Ces puffs proviennent de la décondensation de la chromatine et sont des sites de transcription actif de l’ADN. La chromatine dans les puffs est disposée en structures en boucle, tout comme celles observées dans les chromosomes lampbrush.

5.15:

Chromosomes polytènes

Les chromosomes polytènes sont des chromosomes géants en interphase avec plusieurs brins d’ADN placés côte à côte. Ils ont été découverts en 1881 par Balbiani dans les glandes salivaires, l’intestin, les muscles, les tubules de Malpighi et l’hypoderme des larves Chironomus plumosus. Par conséquent, ceux-ci sont également appelés "chromosomes des glandes salivaires." On les trouve chez les insectes de l’ordre des diptères et des collemboles; dans certains organes des mammifères; et les synergides, antipodes des plantes à fleurs. Les chromosomes polytènes sont également régulièrement observé dans les cellules de la glande salivaire chez la drosophile.

Il existe certaines différences entre les cellules à chromosomes polytènes et les cellules en division mitotique. Le premier est l’absence de division cellulaire après la réplication de l’ADN, ce qui entraîne l’accumulation d’a grand nombre de chromatides. Deuxièmement, l’échec des brins d’ADN à se séparer après chaque cycle de réplication de l’ADN, ce qui entraîne plusieurs milliers de chromatides disposées côte à côte. Troisièmement, la membrane nucléaire et le nucléole intacts au cours des cycles de réplication de l’ADN consécutifs.

Modèles de bandes

La variation de la compaction de la chromatine peut entraîner des concentrations différentes de chromatine le long du chromosome polytène. Étant donné que les chromosomes homologues ont une compaction de la chromatine identique et sont disposés côte à côte, il en résulte plusieurs bandes sombres compactes appelées chromomères. Les régions entre les bandes sont appelées régions interbandes ou interchromomères. Les interbandes sont légèrement colorées et sont constituées de chromatine décondensée. Les motifs chromomères sont spécifiques à une espèce ; bien que le nombre et la taille des chromomères puissent changer au cours de la vie de l’organisme.

Puffs

Dans certains cas, la région interbande forme des structures expansive appelées puffs qui sont enroulées de manière lâche, pour permettre la synthèse d’ARN. Par conséquent, les bouffées sont d’excellents modèles pour étudier le processus de transcription. Des puffs exceptionnellement imposants appelés “anneaux de Balbiani” se trouvent dans les glandes salivaires de certaines espèces. Ceux-ci ont de la chromatine décondensée qui prend en charge un taux de transcription très élevé.

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.

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Polytene Chromosomes Chromosome Duplication Diploid Cell Division Daughter Cells Polyploid Cells Salivary Gland Cells Giant Chromosomes Chromatin Features Dark Bands Interbands Condensed Chromatin Transcriptionally Inactive Active Chromatin Developmental Stages