Pada artikel ini akan dibahas tentang pengertian dan struktur pita kromosom pada ikan.
Arti Pita Kromosom:
Pita didefinisikan sebagai bagian dari kromosom, yang secara jelas dibedakan dari segmen yang berdekatan dengan munculnya garis-garis atau pita-pita terang (terang) dan gelap, yang muncul sepanjang panjangnya setelah diwarnai dengan pewarna tertentu.
Kromosom yang diwarnai ketika divisualisasikan di bawah mikroskop menunjukkan serangkaian pita terang dan gelap yang berkelanjutan (atau berpendar versus tidak berpendar). Yang penting, setiap kromosom menampilkan pola pita yang unik, analog dengan “kode batang”, yang memungkinkannya dibedakan secara andal dari kromosom lain dengan ukuran dan posisi sentromerik yang sama (Gbr. 36.1).
Penyebab banyak penyakit pada manusia sekarang dapat diidentifikasi berdasarkan genetika molekuler. Sindrom Wolf Parkinson disebabkan karena mutasi pada 7q3, yang berarti bahwa cacat tersebut disebabkan oleh kromosom 7 dan lengan q pada pita tiga (Gbr. 36.2).
Struktur Pita Kromosom:
Untuk memahami apa yang diwakili oleh pita kromosom, penting untuk mengetahui struktur kromosom. Kromosom eukariotik terdiri dari kromatin, kombinasi DNA inti dan protein. Ada dua jenis kromatin, yang satu dikenal sebagai heterokromatin dan yang lainnya disebut eukromatin.
Mereka dapat dibedakan secara sitologis menjadi segmen-segmen, heterokromatin, mengambil pewarnaan gelap sedangkan yang lain adalah eukromatin, yang mengambil pewarnaan lebih terang. Heterokromatin terlokalisasi di pinggiran nukleus (Gbr. 36.3).
Heterokromatin diyakini memiliki beberapa fungsi, mulai dari pengaturan gen hingga perlindungan integritas kromosom. Heterokromatin konstitutif terjadi di sekitar kromosom sentromer dan dekat telomer.
Semua sel dari spesies tertentu akan mengemas wilayah DNA yang sama dalam heterokromatin konstitutif, dan di semua sel setiap gen yang terkandung dalam heterokromatin konstitutif akan diekspresikan dengan buruk.
Heterokromatin fakultatif tidak akan konsisten di dalam sel suatu spesies, dan dengan demikian urutan dalam satu sel yang dikemas dalam heterokromatin fakultatif (dan gen di dalam yang diekspresikan dengan buruk) dapat dikemas dalam eukromatin di sel lain (dan gen di dalamnya tidak lagi dibungkam) . Oleh karena itu, pembentukan heterokromatin fakultatif diatur, dan sering dikaitkan dengan morfogenesis atau diferensiasi.
Dua jenis protein adalah protein histon dan non-histon. Histon adalah protein yang kaya akan asam amino bermuatan positif, lisin dan arginin. Untuk alasan ini mereka mengikat erat fosfat bermuatan negatif dalam DNA. Protein non-histon sebagian besar merupakan faktor transkripsi yang mengatur bagian DNA yang ditranskripsi menjadi RNA.
Teknik banding jatuh dalam dua kelompok:
- GQ dan R-bands, pita-pita ini terdistribusi sepanjang seluruh kromosom.
- C-band (pita sentromerik) dan NOR’s (daerah pengatur nukleolus). Mereka digunakan untuk menodai sejumlah pita atau struktur tertentu. Metode C-banding tidak memungkinkan identifikasi setiap kromosom dalam komplemen sel somatik tetapi dapat digunakan untuk mengidentifikasi kromosom tertentu.
Banding G:
Pita G diperoleh dengan pewarnaan dengan Giemsa (karena itu disebut pita-G) setelah mencerna kromosom dengan tripsin atau dengan garam asetat. Trypsin menunjukkan pola pita yang mencolok di hampir semua kromosom komplemen. Pada pita-G, daerah gelap mengandung heterokromatin, yang replikasinya terlambat dan kaya akan adenin dan timin (AT).
Sentromer sebagian besar bernoda lemah. Artinya, mereka negatif untuk G-banding, menunjukkan bahwa daerah ini sensitif terhadap aksi proteolitik tripsin, sementara sebagian besar telomer, yang heterokromatik, menunjukkan pewarnaan yang kuat, dan karenanya tidak dicerna oleh tripsin. Romosom mikro-ch B tidak dapat divisualisasikan dalam preparat G-banding.
Pada ikan, I. labrosus, G-banding menonjol di hampir semua jumlah diploid dari 56 kromosom sebagaimana diperhatikan oleh de Carvalhoc dan Dias (2005). Namun, sentromer menunjukkan G-banding negatif.
Pada penelitian famili Pimelodiade Swarca et al (2005) memanfaatkan G-banding pada preparat kromosom Steindachneridion scripta dan Pseudoplatystoms corruscans dan ditemukan pola diferensiasi kromosom longitudinal pada ketiga spesies tersebut.
Ketika endonuklease restriksi, Bam HI digunakan, menunjukkan adanya mikro-kromosom supernumerary (kromosom B), dengan variasi antar dan intra-individu. de Carvalho dan Dias (2005) melaporkan bahwa telomer tetap utuh, sementara beberapa sentromer tercerna dengan lemah.
Kromosom B juga tidak dicerna oleh enzim ini. Pasangan kromosom pertama menunjukkan pola pita longitudinal, baik dengan G-banding maupun dengan BamHI, hal ini lebih terlihat pada G-banding. Pola pita ini dapat dianggap sebagai penanda kromosom untuk populasi I. labrosus ini.
Para penulis ini juga melaporkan terjadinya C-banding di heterokromatin daerah telomer di sebagian besar kromosom I. labrosus dari Reservoir Capivara di dua lokasi, beberapa kromosom menunjukkan sentromer positif C-banding. Saat ini, supernumerary atau mikro-kromosom B tampak benar-benar heterokromatik.
G-band juga diamati pada ikan India, seperti Channa punctatus, Colisa fascieatus, Mystus tengara, Puntius sophore dan Labeo rohita. Lakra dan Krishna (1994) melaporkan kariotipe pita-G pada ikan mas India. Sharma dan Sharma (1998) juga melaporkan G-band dalam kromosom sejumlah besar ikan India.
Mengenai pola distribusi heterokromatin pada populasi lain I. labrosus telah menunjukkan bahwa setiap populasi memiliki pola karakteristik Summer (1977) menemukan sejumlah besar heterokromatin di daerah interstisial dan terminal pada populasi I. labrosus dari reservoir Jurumirim.
Di sisi lain, Swarco et al., (2005) menemukan heterokromatin sentromerik dan telomerik dalam populasi dari Sungai Mogi-Guacu (SP), dan secara praktis Abe & Muramoto (1975) mengamati bahwa heterokromatin didistribusikan terutama di wilayah telomer dari Sungai Tibagi (TR). Mereka menyarankan agar kromosom ini digunakan sebagai penanda untuk populasi ini.
R-band kira-kira kebalikan dari G-band (R singkatan dari “reverse”). Daerah gelap adalah eukromatik dan di mana daerah terang adalah heterokromatin. R-banding diperoleh dengan panas dan penggunaan Giemsa atau fluoresensi. Florescence G-R-bands adalah negatif fotografis dari versi medan terang yaitu kebalikan dari medan terang G-band dan R-bands.
Banding C:
C-banding dilakukan dengan depurifikasi dengan asam, denaturasi dilakukan dengan basa dan ekstraksi DNA non heterokromatik dalam larutan garam panas seperti yang dikemukakan oleh Coming (1978) kemudian diwarnai dengan pewarnaan Giesma. Ini menodai area heterokromatin konstitutif, yang padat dan mengandung DNA berulang.
Daerah C-banding dibuktikan di daerah telomerik sebagian besar kromosom ikan lele, Iherigichthys labrosus, yang diambil dari Reservoir Capivara. Pola C-banding pada beberapa kromosom diperoleh oleh Alul (endonuclease), yang mengidentifikasi dan membelah sekuen spesifik DNA AG/CT.
Swarca (2005) juga mendapatkan pola pita yang mirip dengan C-banding dengan Alul pada Pinirampus pirinampu dan Pimelodus maculatus, seperti yang dilakukan Swarca (2005) pada Steindochneridion sp dan S. scripta. Pada ikan India, Rishi dan Rishi (1992) memperoleh C-band di Labeo rohita, sedangkan Sharma dan Sharma (1998) merekam C-band di Mastacembelus pancalus, Ompak bimaculata, Channa gachua, Schziothorax richardsoni dll.
Pembatasan Q:
Dalam teknik ini kromosom diwarnai dengan pewarna quinacrine fluoresen dan kromosom menunjukkan pita-Q fluoresen intens (quinacrine). Pita ini kaya akan adenin dan timin (AT). Saat terkena sinar ultraviolet, mereka menunjukkan fluoresensi yang intens.
NOR Pewarnaan Perak:
Prosedur ini membantu dalam mengidentifikasi gen untuk RNA ribosom dalam siklus sel sebelumnya. Pita NOR dilakukan dengan bantuan pewarnaan perak dengan fluorochrome chromomycin A3 (CMA) yang membedakan situs kromosom dari RNA ribosom 18-an. Wilayah ini kaya akan Guanin dan Sitosin (CG). Jika diwarnai dengan mithraycin, tampaknya menodai DNA. Ini telah dipelajari pada sekitar 200 spesies ikan.
Di Cyprinus carpio sepasang NOR diperhatikan sementara NOR interstisial dilaporkan di Channa punctatus oleh Rishi (1972). Baru-baru ini, Swarca (2005) mengamati penyempitan sekunder pada lengan pendek pasangan akrosentrik pertama, yang terbukti terkait dengan wilayah pengatur molekuler di Zungaro zungaro (Pisces, Pimelodidae).
Banding Endonuklease Restriksi dan Fluoresensi dalam Situ Hibridisasi adalah teknik sitogenetik molekuler yang diadopsi secara luas dalam studi kromosom ikan.
