Was ist eine Chromosomenbande?
Chromosomenbanden sind die Querbänder, die auf Chromosomen als Ergebnis verschiedener Techniken der differentiellen Färbung auftreten. Unterschiedliche Flecken verleihen den Geweben Farben, so dass sie unter einem Mikroskop untersucht werden können. Chromosomen sind fadenförmige Strukturen langer Desoxyribonukleinsäure- (DNA-) Filamente, die sich zu einer Doppelhelix zusammenschließen und aus genetischen Informationen oder Genen bestehen, die über die gesamte Länge kreuzweise angeordnet sind.
Um Chromosomen unter einem Mikroskop zu analysieren, müssen sie gefärbt werden, wenn sie sich während der Meiose oder Mitose teilen. Mitose und Meiose sind Zellteilungsprozesse, die in vier Phasen unterteilt sind. Diese Phasen sind Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase.
Krytogenetik ist die Untersuchung der Funktion von Zellen, der Struktur von Zellen, DNA und Chromosomen. Es verwendet verschiedene Techniken zum Anfärben von Chromosomen, wie G-Banden, R-Banden, C-Banden, Q-Banden und T-Banden. Mit jeder Färbetechnik können Wissenschaftler verschiedene Aspekte der Chromosomenbandenmuster untersuchen.
Das Giemsa-Banding, auch als G-Banding bekannt, ermöglicht es Wissenschaftlern, Chromosomen im Metaphasenstadium der Mitose zu untersuchen. Die Metaphase ist das zweite Stadium der Mitose. In dieser Phase sind die Chromosomen an den Zentren oder ihren Zentromeren ausgerichtet und gebunden, und jedes Chromosom erscheint in einer X-Form.
Bevor die Chromosomen angefärbt werden, müssen sie zuerst mit Trypsin behandelt werden, einer Verdauungsflüssigkeit, die in vielen Tieren vorkommt. Das Trypsin beginnt, die Chromosomen zu verdauen, so dass sie den Giemsa-Farbstoff besser erhalten können. Der Giemsa-Farbstoff wurde von Gustav Giemsa entdeckt und ist eine Mischung aus Methylenblau und dem roten sauren Farbstoff Eosin. Q-Banding verwendet Chinicrin , eine Lösung vom Senftyp . Es liefert Ergebnisse, die Giemsa sehr ähnlich sind, jedoch fluoreszierende Eigenschaften aufweisen.
DNA besteht aus vier Basensäuren, die paarweise auftreten - Adenin, gepaart mit Thymin, und Cytosin, gepaart mit Guanin. Die Giemsa-Färbung erzeugt Chromosomenbandenmuster mit dunklen Bereichen, die reich an Adenin und Thymin sind. Die hellen Bereiche sind reich an Guanin und Cytosin. Diese Bereiche replizieren sich früh und sind euchromatisch . Die Euchromatik ist ein genetisch aktiver Bereich, der durch Farbstoffbehandlungen sehr leicht verfärbt wird.
Reverse-Banding oder R-Banding erzeugt Chromosomen-Banding-Muster, die das Gegenteil von G-Banding sind. Die dunkleren Bereiche sind reich an Guanin und Cytosin. Es produziert auch euchromatische Teile mit hohen Konzentrationen an Adenin und Thymin.
Mit der C-Bande wird der Giemsa-Farbstoff zur Untersuchung des konstitutiven Heterochromatins und des Zentromers eines Chromosoms verwendet. Konstitutive Heterochromatine sind Bereiche nahe dem Zentrum des Chromosoms, die hochkondensierte DNA enthalten, die dazu neigen, transkriptionsstumm zu sein. Das Zentromer ist die Region im Zentrum des Chromosoms.
Mit T-Banding können Wissenschaftler die Telomere eines Chromosoms untersuchen. Die Telomere sind die Kappen, die sich auf jedem der Chromosomen befinden. Sie enthalten repetitive DNA und sollen eine Verschlechterung verhindern.
Sobald die Chromosomen mit Giemsa gefärbt sind, können die Forscher die abwechselnden dunklen und hellen Chromosomenbandenmuster, die erzeugt werden, deutlich erkennen. Durch Zählen der Anzahl der Banden kann der Karyotyp einer Zelle bestimmt werden. Der Karyotyp ist die Charakterisierung von Chromosomen für eine Art nach Größe, Typ und Anzahl.