Structures of chromosomes(drosophila salivary gland)

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문서 내 토픽

• 1. Drosophila

  Drosophilidae에 속하는 파리의 일종으로 썩은 과일을 주식으로 삼는다. 그중 Drosophila melanogaster(노랑초파리)는 유전학 연구에 많이 사용되며, 발생학실험에서 많이 사용되는 모델생물이다. 10일 정도면 성체가 되며, 혈당 조절 방식과 같은 일부 생리 대사가 인간과 유사한 점이 있다. 또한 salivary gland의 경우 chromosome이 복제되어 mitosis가 일어날 때 cytokinesis가 일어나지 않고, 여럿 chromosome이 한 cell에 polytene chromosome으로 존재한다. 또한 development시에도 cleavage가 나중에 일어나는 centrolecithal egg 이기에 development 관찰에도 이용된다.

• 2. Polytene chromosomes

  수많은 DNA가닥을 가진 큰 chromosome을 의미하며, 특정 조직(곤충 유충의 salivary gland)에서 높은 수준의 protein 발현을 통해 높은 수준의 기능을 하게 하는 역할을 한다. Mitosis 가 cytokinesis가 일어나지 않은 채로 반복될 때 생성된다. Interphase의 polytene chromosome의 경우 뚜렷한 검은 띠(Dark band)와 그 사이의 밝은 띠(inter band)패턴을 가진다. Pupa를 거치는 곤충의 유충의 salivary gland에서는 이후 pupa가 될 때 다량의 mucoprotein을 합성해야 하기에 pupa가 되기 전 다수의 endoreduplication을 거쳐서 polytene DNA를 가지게 된다.

• 3. Aceto-orcein 염색

  염색이란 염료를 통해 특정한 cell이나 tissue에 색상을 붙이는 행위를 이르며, aceto-orcein은 이중 핵을 염색하는 데 이용된다. DNA에 존재하는 바깥쪽 인산골격으로 인해 DNA는 전체적으로 음전하를 띈다. 이때 aceto-orcein은 양전하를 띄기에 음전하를 띈 DNA에 이끌려 그로 인해 DNA(핵)에 붙고, 이때 aceto-orcein이 붉은색이기에 붉게 염색된다. 그렇기에, 특정한 색을 가지고 양전하를 띈 염기성 염료는 aceto-orcein을 대체할 염색약으로 이용이 가능하다.

• 4. 형광 염색

  단순한 염색이 아닌 형광 염료를 이용해 염색할 수도 있으며, 이중 DNA를 염색하는 형광 염료에는 DAPI, EtBr 등이 있다, 이중 DAPI는 DAPI가 minor groove에 결합해서 DAPI의 구조 변형을 유발해 형광을 일으키며. EtBr의 경우 DNA의 염기 사이에 끼어들 수 있는 구조를 가져 DNA염기 사이에 염색되며, 자외선을 받으면 주황색 파장의 가시광선을 방출하기에 염색약으로 이용할 수 있다.

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• 1. Drosophila

  Drosophila, commonly known as the fruit fly, is a widely used model organism in biological research, particularly in the field of genetics. Its small size, short life cycle, and well-understood genetics make it an invaluable tool for studying a wide range of biological processes, from development and behavior to evolution and disease. Drosophila has played a crucial role in advancing our understanding of fundamental genetic principles, such as the inheritance of traits, gene expression, and the regulation of gene activity. The extensive genetic resources available for Drosophila, including a well-annotated genome and a vast array of genetic tools, have enabled researchers to conduct sophisticated experiments and make groundbreaking discoveries that have had a profound impact on our understanding of biology. As a model organism, Drosophila continues to be an essential component of modern biological research, contributing to advancements in fields like neuroscience, immunology, and cancer biology.

• 2. Polytene chromosomes

  Polytene chromosomes are a unique feature found in the salivary gland cells of certain insects, including Drosophila. These chromosomes are characterized by their extraordinary size and the presence of multiple, parallel strands that are the result of repeated rounds of DNA replication without cell division. The banding patterns observed in polytene chromosomes provide a high-resolution map of the genome, allowing researchers to visualize and study the organization and structure of genes and their regulatory elements. Polytene chromosomes have been instrumental in the field of cytogenetics, enabling the identification of specific chromosomal regions and the mapping of genes to precise locations. Furthermore, the ability to observe changes in the banding patterns of polytene chromosomes has provided valuable insights into the dynamics of chromatin structure and gene expression during development and in response to various stimuli. The study of polytene chromosomes has contributed significantly to our understanding of genome organization, gene regulation, and the mechanisms underlying cellular differentiation and tissue-specific gene expression.

• 3. 형광 염색

  Fluorescent staining is a powerful technique that has revolutionized the field of microscopy and cellular biology. By using fluorescent dyes or fluorescently-labeled probes, researchers can selectively label and visualize specific cellular structures, molecules, or processes within living or fixed cells. Fluorescent staining allows for the high-resolution imaging of subcellular components, such as organelles, cytoskeletal elements, and nucleic acids, providing valuable insights into the organization and dynamics of cellular systems. The versatility of fluorescent staining techniques, which can be applied to a wide range of biological samples, has enabled researchers to study a diverse array of biological phenomena, from gene expression and protein localization to cell signaling and cell-cell interactions. Furthermore, the development of advanced fluorescence microscopy techniques, such as confocal microscopy and super-resolution imaging, has further expanded the capabilities of fluorescent staining, allowing for the visualization of cellular structures and processes with unprecedented detail and precision. The widespread adoption of fluorescent staining in biological research has been instrumental in advancing our understanding of fundamental cellular and molecular mechanisms, with applications in fields ranging from developmental biology and neuroscience to immunology and cancer research.