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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
Microscopia eletrônica: muito detalhada
Métodos bioquímicos: interferências destrutivas
Em seu estado original, os cromossomos
aparentam ser apenas estruturas cilíndricas,
preenchidos homogeneamente com fibras
nucleoprotéicas
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.
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
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
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
compõe o loop
bases
que
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.
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
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
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
Bandas Cromossômicas

Os principais padrões
cromossômico são:
de
bandamento

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.
Esquerda:
Padrão
de
bandamento
G
de
alta
resolução em prometáfase do
cromossomo 1 (Muntjac)
Direita:
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.
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.
Durante a corrida
não se vêem as equipes
Última volta
sprintador da equipe é conduzido
Modelo de Loops/Scaffold de
Cromossomos Nativos
Modelo de Loops/Scaffold de
Cromossomos Nativos
Bandas Q e R
Bandas Q e R
Bandas Q e R
Empacotamento dos Loops
Cromossômicos:
Detecção da Base dos Loops
Detecção da Base dos Loops
Detecção do Corpo dos Loops
Detecção do Corpo dos Loops
Topoisomerase II e SARs
Bandas Q e R são geradas por
Folding Diferencial e AT-Queue
Bandas Q e R são geradas por
Folding Diferencial e AT-Queue
Bandas Q e R são geradas por
Folding Diferencial e AT-Queue
Complementaridade nas Subbandas: Cada
a) Esquema de protocolos de coloração seletiva para a base ou
corpo dos loops da cromatina
b)
a - O cromossomo 1 é corado em vermelho
b-