Chromosome polytène
Définition
Un chromosome polytène est un chromosome géant très grand et très large observé dans certaines cellules de larves d'insectes Diptères (drosophile, chironome). Il contient de nombreuses molécules d'ADN simples et parallèles (chromatides), chacune avec des séquences géniques identiques.
Des chromosomes polytènes :
Vue des chromosomes polytènes dans une cellule de la glande salivaire de Chironomus.
Explications
Les chromosomes polytènes sont généralement beaucoup plus gros que les chromosomes mitotiques "normaux" et peuvent être détectés au microscope optique même à un grossissement modéré. Ils sont donc également appelés chromosomes géants. La largeur résulte de l'accolement de très nombreuses chromatides issues d'autant de mitoses qui n'ont pas été suivies de la division de la cellule. La longueur serait due à la faiblesse de la condensation de la chromatine par rapport aux chromosomes normaux.
Chaque chromosome présente une alternance de bandes sombres (5 000, les chromomères) et d'interbandes claires, la couleur variant selon le degré de condensation de la chromatine.
La condition préalable à la polyanation est l'endoréplication. Dans ce processus, l'ADN chromosomique se multiplie en plusieurs fois dans un noyau; il n'y a donc pas de division cellulaire.
Morphologie
Les chromatides d'un chromosome polytène sont étroitement et précisément alignées sur les séquences d'ADN correspondantes. Les zones plus densément concentrées d'euchromatine apparaissent comme des "gangs", séparés des "interbandes". Même des zones plus denses forment l'hétérochromatine. En raison du motif de bande qui caractérise chaque chromosome de polytene, des cartes de chromosomes ont été établies à un stade précoce.
Dans les organismes qui forment des chromosomes géants, les chromosomes homologues (les correspondants, obtenus de mère en mère) sont souvent déjà appariés dans des cellules mitotiques. Cette circonstance est susceptible de contribuer au rapprochement étroit de la mère avec les chromatides paternelles des chromosomes géants. Les ensembles de polytènes avec des homologues totalement ou partiellement appariés indiquent le numéro de chromosome haploïde (1 n).
La polyanation peut avoir dix cycles de réplication ou plus (endocycles), donnant lieu à des "câbles" avec 2048 chromatides ou plus. Comme une chromatide contient une double hélice d'ADN unique, un jeu de chromosomes géants a une teneur en ADN de 2048 C après 10 endocycles complets. La valeur "C" représente la taille du génome spécifique à l'espèce.
Certaines régions hétérochromatiques ne participent pas (ou seulement partiellement) à la polyanation décrite pour la première fois chez Drosophila virilis. Cette sous-duplication peut être déterminée par comparaison avec les métaphases mitotiques. Voir " Réplication d'extrémité sélective".
Activité génique
Au cours de l'activité transcriptionnelle, une relaxation (décondensation) fait apparaître une bande plus claire au microscope optique. Une telle région s'appelle une "bouffée". Les bouffées particulièrement grandes portent le nom de leur découvreur Édouard-Gérard Balbiani 1823–1899 en tant que bagues de Balbiani (bandes ou anneaux de Balbiani).
La transcription des bouffées chez Chironomus tentans a été présentée de manière impressionnante avec un microscope électronique à balayage haute résolution. Les séquences d'ADN à partir desquelles l'ARN ribosomal est lu constituent constitutionnellement le nucléole, qui est toujours la plus grosse bouffée d'un noyau cellulaire.
Occurrences
Des chromosomes polytènes particulièrement volumineux se trouvent dans les glandes salivaires de larves de certaines espèces d'insectes, telles que le moustique Chironomus sp., décrit pour la première fois en 1881. À l'Institut botanique de Hambourg, Emil Heitz et Hans Bauer ont réussi en 1933 à observer les énormes "boucles" dans les noyaux surdimensionnés qui sont en réalité de 1n = 5 chromosomes. Les plus connus sont les 1n = 4 chromosomes géants de la mouche Drosophila melanogaster.
Chez les espèces de Drosophila et d'autres chromosomes polytènes à deux ailes, on en trouve dans les noyaux cellulaires d'autres tissus (par exemple, cellules formant des soies, cellules vasculaires de Malpighi, cellules nutritives). On trouve également dans les glandes d'araignées de larves d'insectes peu avant et pendant la nymphose des chromosomes polytènes. Les gènes codant pour les protéines de la soie peuvent être identifiés ici comme des anneaux de Balbiani en raison du taux de transcription très élevé. Des chromosomes géants sont également présents dans les collemboles, les ciliés (Ciliophora) et certaines plantes des cellules suspensives.
Chez l'homme, les noyaux de trophoblastes à chromosomes polytènes permettent une implantation dans l'utérus au début de la grossesse.
Synonymes, antonymes
2 synonymes (sens proche) de "chromosome polytène" :
- chromosome géant
- chromosome polyténique
0 antonyme (sens contraire).
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L'expression CHROMOSOME POLYTENE est dans la page 5 des mots en C du lexique du dictionnaire.
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