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From the Chromosomal Loops and the Scaffold to the Classic Bands of the Metaphase Chromosomes

From the Chromosomal Loops and the Scaffold to the Classic Bands of the Metaphase Chromosomes. Y. Saitoh & U. K. Laemmli Cold Spring Harbor Symposia on Quantititive Biology Vol 83, 1993. Loops da Cromatina. O estudo da estrutura dos cromossomos: Microscopia ótica: muito grosseira

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From the Chromosomal Loops and the Scaffold to the Classic Bands of the Metaphase Chromosomes

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Presentation Transcript

  1. From the Chromosomal Loops and the Scaffold to the Classic Bands of the Metaphase Chromosomes Y. Saitoh & U. K. Laemmli Cold Spring Harbor Symposia on Quantititive Biology Vol 83, 1993

  2. Loops da Cromatina • O estudo da estrutura dos cromossomos: • Microscopia ótica: muito grosseira • Microscopia eletrônica: muito detalhada • Métodos bioquímicos: interferências destrutivas • Em seu estado original, os cromossomos aparentam ser apenas estruturas cilíndricas, preenchidos homogeneamente com fibras nucleoprotéicas

  3. Loops da Cromatina • A noção de que ocorrem loops na cromatina a cada 100 Kb em média, é solida. • Esta organização foi descoberta em cromossomos metafásicos sem histonas e outras proteínas, que foram removidas com poliânions de sulfato de dextran e heparina; com intuito de desenovela-los.

  4. Loops da Cromatina • Os princípios da organização em loops foram comprovados com técnicas de: • Seções cromossômicas finas • Espalhamento dos cromossomos • Imunoflorescência com anticorpos contra Topoisomerase II

  5. Proteínas formam uma armação ou “scaffold” Alças de DNA são ligadas pela base SAR = scaffold attachment region DNA rico em AT com sítios para Topo II

  6. Loops da Cromatina • Em cromossomos distendidos por exposição a baixas concentrações de sal ou pela retirada parcial de H1, os loops são observados como halos periféricos, devido a: • Distensão das fibras da cromatina • Desespiralização longitudinal das bases que compõe o loop

  7. Loops da Cromatina • A base dos loops de cromossomos nativos é uma região longitudinal e hetrocromática denominada de scaffold. • Com base no modelo Loop / Scaffold poderiam ser identificadas proteínas específicas do scaffold e de regiões associadas a ele, como as SARs.

  8. Topoisomerase II e SARs • A SC1 (scaffold 1)é a principal proteína do scaffold e foi identificada como uma topoisomerase II. • Essa proteína se liga seletivamente as SARs e está envolvida com o final da condensação cromossômica

  9. Topoisomerase II e SARs • As SRAs são os possíveis constituintes da base dos loops da cromatina e são regiões ricas em AT (cerca de 65 %). • Proteínas que se ligam seletivamente as SRAs: • Histona H1 • HMG I Y - High Mobility Protein • ARBD

  10. Bandas Cromossômicas • São variações na estrutura longitudinal das cromátides que são reveladas por várias técnicas de coloração. • Classicamente os cromossomos parecem ser construidos por discos empilhados, e cada disco difere de seu vizinho por: • Densidade gênica • Tempo de replicação • Composição de bases • Conteúdo de sequências repetitivas • Conformação da cromatina

  11. Bandas Cromossômicas • Os principais padrões de bandamento cromossômico são: • Banda C - Heterocromatina centromérica, contendo DNA satélite e praticamente nenhum gene • Banda G - Composta por bandas de hetrocromatina facultativa, de repilcação tardia e são ricas em AT • Banda Q - Feita com quinacrina, cora também regioes ricas em AT, revelando um padrão semelhante as bandas C.

  12. Esquerda: Padrão de bandamento G de alta resolução em prometáfase do cromossomo 1 (Muntjac) Direita:

  13. Bandas Cromossômicas • Apenas 20% dos genes humanos mapeados encontram-se em regiões de banda Q e G; e em sua maioria são housekeeping. • A heterocromatina facultativa corada pela banda Q é responsável pelo silenciamento de genes tecido-específicos.

  14. Bandas Cromossômicas • As bandas R possuem um padrão reverso ao encontrado nas bandas Q e G, coram regiões ricas em GC e se replicam na fase S. • A maioria dos genes selvagens expressos estão localizados em bandas R. • As bandas G / Q são cerca de 3.2 % mais ricas em AT do que as bandas R. Esta pequena diferença nao poderia explicar os padrões de fluorescência com daunomicina. Assim, a única opção seria uma alta organização cromossômica.

  15. Durante a corridanão se vêem as equipes

  16. Última voltasprintador da equipe é conduzido

  17. Modelo de Loops/Scaffold de Cromossomos Nativos

  18. Modelo de Loops/Scaffold de Cromossomos Nativos

  19. Bandas Q e R

  20. Bandas Q e R

  21. Bandas Q e R

  22. Empacotamento dos Loops Cromossômicos:

  23. Detecção da Base dos Loops

  24. Detecção da Base dos Loops

  25. Detecção do Corpo dos Loops

  26. Detecção do Corpo dos Loops

  27. Topoisomerase II e SARs

  28. Bandas Q e R são geradas por Folding Diferencial e AT-Queue

  29. Bandas Q e R são geradas por Folding Diferencial e AT-Queue

  30. Bandas Q e R são geradas por Folding Diferencial e AT-Queue

  31. Complementaridade nas Sub-bandas: Cada

  32. a) Esquema de protocolos de coloração seletiva para a base ou corpo dos loops da cromatina b)

  33. a - O cromossomo 1 é corado em vermelho b -

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