TEMA 6. FORMES D'ADAPTACIÓ CROMOSÒMIQUES (2014)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 2º curso
Asignatura Citogenètica
Año del apunte 2014
Páginas 7
Fecha de subida 26/10/2014
Descargas 34

Vista previa del texto

Bloc III: Cromosomes especialitzats.
TEMA 6: FORMES D’ADAPTACIÓ CROMOSÒMIQUES La funció d’aquestes formes és l’amplificació gènica. Amb diferents estratègies, un cromosoma vol incrementar l’expressió d’un conjunt de gens, per augmentar una funció determinada.
Algunes d’aquestes estratègies són: els cromosomes politènics, els plomosos o lampbrush i les regions cromosòmiques de tinció homogènia (HSR) i doubles minutes (DM).
A més, aquests cromosomes permeten l’observació citològica de l’expressió gènica.
6.1. CROMOSOMES POLITÈNICS Són cromosomes interfàsics que es formen mitjançant endoreduplicacions successives. Les cèl·lules que estan en un cicle cel·lular realitzen una o més fases S consecutives sense que després hi hagi una fase M. La conseqüència final és que el nombre de cromàtides que presenta un determinat cromosoma es va incrementant cicle rere cicle.
Amb cada endoreduplicació es dobla el nombre de cromàtides que té el cromosoma: 2, 4, 8, 16, 32...
Aquest mecanisme no afecta a la totalitat del cromosoma, ja que hi ha parts del cromosoma que no repliquen en cada ronda. Aquestes parts són sobretot zones centromèriques i telomèriques. Per tant el que es produeix són endoreduplicacions parcials.
El fenomen de l’endoreduplicació és característic de teixits que necessiten molta activitat metabòlica en una fase concreta del desenvolupament: necessiten un augment de producte gènic sobtat. Aquests teixits són les cèl·lules embrionàries de determinades plantes, les cèl·lules salivals de larves de Drosophila i altres dípters, cèl·lules del trofoblast d’alguns rosegadors...
Bloc III: Cromosomes especialitzats.
Els cromosomes politènics són molt més grans que els cromosomes metafàsics de la mateixa espècie. Són cromosomes gegants perquè, a més d’estar duplicats molt cops, són cromosomes interfàsics, i no estan condensats: Els cromosomes politènics estan units per una estructura anomenada cromocentre. Aquestes estructures nucleen els cromosomes politènics, i es creen en les regions heterocromàtiques pericentromèriques que no endoredupliquen.
Perquè en un cromosoma politènic s’observen bandes? Hi ha un patró de bandes transversals de mida i intensitat variable. Al tema 3 vam dir que una de les coses que es pot diferenciar al llar de l’eix longitudinal d’un cromosoma són els cromòmers, zones on el material està més condensat. Aquests cromòmers són independents del moment del cicle cel·lular en el que es trobi la cèl·lula. El patró de bandes s’observa a causa dels cromòmers. Si agafem una de les cromàtides endoreduplicades i l’estirem, veurem zones on hi haurà més cromatina, els cromòmers.
Bloc III: Cromosomes especialitzats.
En cromosomes normals això no es veu perquè són massa petits. Però si en comptes de tenir una cromàtide en tenim 512 o 1024 (els cromosomes politènics tenen aquest nombre de de cromàtides) els cromòmers es poden observar citològicament al microscopi. Les regions més fosques dels cromosomes seran cromòmers superposats.
La funció dels cromosomes politènics, com en les altres formes d’adaptació cromosòmiques, és l’amplificació gènica: possibilitar la cèl·lula a tenir una gran quantitat de productes en un moment concret del seu desenvolupament.
Si nosaltres identifiquem les molècules que s’estan sintetitzant en el nucli, observem figures en que cadascun dels puntets són RNA. Els nuclis que han patit endoreduplicacions tenen moltes molècules de RNA. La funció dels cromosomes politènics és sintetitzar RNAm.
Hi ha llocs dels cromosomes on hi ha una explosió de síntesi de RNAm. Aquestes zones que presenten una síntesi de RNAm molt per sobre de la mitjana de la cèl·lula són els anells de Balbiani.
Aquests anells no són res més que la manifestació citològica de l’expressió gènica de regions del cromosoma politènic que han incrementat la seva activitat. També s’anomenen Puffs.
Les bandes dels cromosomes politènics estan molt estudiades. Una determinada banda (per exemple, 71cd) pot començar en un estat normal, després començar a créixer, fins arribar a ser molt gran, i després tornar a decréixer. Tot això, en un període de 22 hores. Aquesta progressió s’evidencia en forma de PUFF. La conformació de la cromatina passa de ser transcripcionalment inactiva a ser activa quan aparell l’anell de Ballbiani o Puff. Al voltant d’aquests anells es detecta una gran quantitat de molècules de RNAm.
Quan una zona del cromosoma es comença a transcriure hi ha una explosió de RNAm perquè hi ha moltes cromàtides. Aquesta explosió, però, no és contínua a tot el cromosoma, sinó que està molt controlat on es dóna. Només es produiran certs productes quan la cèl·lula els necessiti.
Això vol dir que, al llarg del temps, els anells de Balbiani van canviant de lloc.
Bloc III: Cromosomes especialitzats.
Normalment, tot i que això és discutible, cada banda d’un cromosoma politènic correspon a una funció gènica. En un moment determinat del desenvolupament, tots els gens d’una banda s’expressen, per tant és lògic pensar que els productes dels gens d’una mateixa banda potencien una mateixa funció, ja que justament per augmentar aquesta funció és la raó per la qual s’expressa la banda. Cada banda, per tant, està relacionada amb una funció gènica.
Al tema 3 vam treballar l’estructura de la cromatina. Hi ha empaquetaments relacionats amb l’expressió, i altres organitzacions de la cromatina que fan que no hi hagi expressió. Gran part d’aquesta informació ve d’estudis fets amb cromosomes politènics. La majoria d’estudis que es fan amb cromosomes interfàsics, de fet, es fan amb cromosomes politènics, ja que són fàcils de manipular perquè són grans. Tot i que el comportament d’un cromosoma politènic no és ben bé igual que el d’un cromosoma interfàsic normal, s’utilitzen com a equivalents.
Si analitzem la regió del cromocentre (amb anticossos que s’uneixen a la lisina 9 dimetilada) veiem com queda marcada la regió heterocromàtica. Per tant, aquesta modificació és típica de regions heterocromàtiques. Tot i haver-se obtingut amb cromosomes politènics, aquesta conclusió es pot extrapolar a cromosomes interfàsics normals. Utilitzant un anticòs que s’uneix a la lisina 9 acetilada, s’observen les regions eucromàtiques. S’ha de ser crític, saber que aquestes conclusions s’extreuen d’un model diferent, tot i que a vegades siguin equivalents.
En Drosophila els cromosomes politènics es desenvolupen durant l’etapa de pupació. Després d’aquesta etapa, les cèl·lules amb aquests cromosomes degeneren, no es poden dividir. Això passa en totes les espècies que tinguin cèl·lules amb cromosomes politènics.
Bloc III: Cromosomes especialitzats.
6.2. CROMOSOMES PLOMOSOS O LAMPBRUSH Aquest cromosomes es troben en meiosis a l’etapa de diplotè (dictiotè). Presenten la cromatina molt descondensada.
Són característics d’oòcits de moltes espècies animals, sobretot dels amfibis.
Si observem al microscopi aquests cromosomes, es veuen estructures on s’intueix un eix i a banda i banda d’aquest eix unes estructures esfilagarsades. Cada estructura és un aparella de cromosomes homòlegs aparellats. Si ampliem, s’observa una estructura amb dos eixos longitudinals que es van creant, i loops simètrics a cada banda.
Si agafem una part i l’ampliem encara més veiem els loops simètrics. I si ampliem un sol loop veiem que surt d’una base on hi ha cromatina condensada, i després de fer el loop la cromatina torna a condensar-se fins a formar el següent loop. Cada una de les línies vermelles és una cromàtide. En els dos cromosomes homòlegs l’organització és igual, per tant hi ha quatre estructures en forma de loop, o “nansa”, que contenen el mateix DNA.
Els cromosomes plomosos són cromosomes a diplotè altament descondensats. Però en aquesta etapa haurien d’estar molt condensats! És com si haguessin tornat enrere.
Bloc III: Cromosomes especialitzats.
En cada loop la cromatina s’estructura en fibres de 30 nm o una condensació inferior. Això vol dir que hi ha expressió gènica en aquests loops. Els gens que hi ha en aquests loops s’expressen.
En canvi, els que hi ha a la base dels loops tenen una organització superior als 30 nm, per tant no s’expressen.
Aquest cas és molt diferent dels cromosomes politènics. Els cromosomes politènics el que fan és incrementar el nombre de còpies dels gens. En els plomosos la cromatina es descondensa i llavors determinats productes poden estar-se sintetitzant constantment, ja que les quatre cromàtides són transcripcionalment actives. Tot i això, els plomosos tenen menor expressió que els politènics, ja que tenen moltes menys còpies de cada gen, però fan la seva funció, que és amplificar l’expressió gènica.
Concretament, el que es busca amb la creació dels cromosomes plomosos és incrementar la síntesi de productes per acumular-los en l’oòcit com a substàncies de reserva perquè l’embrió pugui subsistir.
Per tant podem observar que l’estratègia que fan servir és molt diferent de la dels cromosomes politènics, però tots busquen el mateix. En els cromosomes plomosos tots els loops sintetitzen RNAm, no com en els politènics, que només s’expressen els gens dels Puffs.
Bloc III: Cromosomes especialitzats.
6.3. REGIONS CROMOSÒMIQUES DE TINCIÓ HOMOGÈNIA (HSR) I DOUBLES MINUTES (DM) Són situacions d’amplificació gènica associada a processos tumorals, al càncer.
Són manifestacions citològiques de l’amplificació d’oncogens (gens alterats en processos tumorals).
Si s’amplifica la banda on està contingut l’oncogen, al microscopi s’observa una zona de tinció homogènia (una zona molt gran que es tenyeix tota igual). Aquestes zones són duplicacions d’entre 20 i 500 vegades un mateix gen. Però les HSR són molt inestables, tenen gran tendència a fragmentar-se. Els productes de la fragmentació són els doubles minutes.
Aquests són fragments de cromosomes que provenen de les HSR, són trossets de cromosomes que contenen oncogens.
La importància d’això és que la presència de doubles minutes i zones HSR implica un mal pronòstic per una persona malalta de càncer. Solen ser casos molt greus, amb processos metàstics complexes i molt difícils de curar.
Doubles Minutes observats al microscopi.
...



Comentario de aperezsanchez en 2017-10-17 20:54:35