Cold Spring Harbor Symposia on Quantititive Biology 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 bases que compõe o loop

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 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.

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 Sub-bandas: Cada

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

a - O cromossomo 1 é corado em vermelho b -