chromosomes géants

TP : Observation de chromosomes géants

Matériel : vers de vases, lame et lamelle, loupe binoculaire, microscope, 2 aiguilles montées, vert de méthyle, pissette d'eau

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Chez les larves de certains insectes diptères comme la drosophile ou le chironome, quelques tissus (glandes salivaires, intestin, tubes de Malpighi) possèdent des cellules à chromosomes géants dits polyténiques.

Dessin original de Balbiani : chromosomes de chironome

Ces chromosomes d'un type particulier ont été décrits pour la première fois en 1881 par le biologiste français Edouard Balbiani (1822-1899) alors qu'il étudiait des préparations microscopiques de tissus larvaires de chironome colorées par le vert de méthyle.
Les chromosomes géants peuvent atteindre près d'un demi millimètre de long et quelque 20 µm d'épaisseur et sont donc aisément visibles au microscope optique.
Leur taille considérable est due au phénomène de polyténie. Chaque chromosome géant est constitué de l'accolement sur toute leur longueur de 2ⁿchromatides issues de n cycles mitotiques sans cytodiérèse.
En outre, les chromatides s'allongent et restent accolées parfaitement alignées rendant ainsi beaucoup mieux visible la structure fine du chromosome. Chaque chromosome géant présente une alternance caractéristique de bandes transversales.

Réalisez comme Balbiani un prélèvement de glandes salivaires de larve de chironome = ver de vase : Sous la loupe binoculaire, la larve montre un corps segmenté et l’extrémité antérieure plus effilée est aussi reconnaissable par la direction du déplacement. Le tube digestif est visible par transparence, en particulier les pièces buccales chitineuses, de couleur noire, en arrière de la bouche. Les glandes salivaires qui débouchent dans le tube digestif en arrière de la bouche sont dans la partie ventrale du corps.

4pts	Dessinez sur une feuille blanche la larve de chironome à échelle 10. Situez en légende les différentes parties énumérées ci-dessus.
5pts	La larve est placée sur une lame porte objet sous une loupe binoculaire Immobiliser la larve au niveau du troisième segment avec une aiguille montée appuyée à plat. Piquer au niveau de la tête avec la 2^ième aiguille montée tenue dans l'autre main. Faire glisser cette pointe vers l'avant pour écarter puis arracher la tête. Eliminer de la lame les restes de la partie postérieure du corps. Il reste alors sur la lame l'extrémité antérieure du tube digestif, transparente, reconnaissable à la chitine des pièces buccales, seul élément pigmenté en noir. Les glandes salivaires ont la forme de deux très petites masses arrondies reliées au tube digestif par un mince canal. (schéma de dissection) Appelez le professeur pour montrer votre dissection.
3pts	Recouvrir l'échantillon d'une goutte de vert de méthyle, colorant sélectif de l'ADN, permettant d'observer les chromosomes. Laisser agir 5 à 10 minutes. Recouvrir d'une lamelle. Rincer pour enlever l'excès de colorant. Appuyer légèrement sur la lamelle avec le dos d'un ongle pour étaler au mieux les tissus.
3pts	Rappeler le professeur pour lui montrer votre lame colorée et votre utilisation du microscope. Repérer au faible grossissement du microscope l'échantillon sur la lame. Le parcourir au grossissement moyen pour identifier les cellules des glandes salivaires, très grandes et donc bien visibles. Observer au fort grossissement les détails des chromosomes colorés
5pts	Dessinez sur la même feuille blanche votre observation au fort grossissement, à échelle 500, titrez, légendez

L'étude de ces chromosomes s'est révélée fructueuse, notamment pour la résolution de problèmes en rapport à la fois avec la génétique fondamentale et la cytogénétique. L'organisation des bandes est déterminée génétiquement autorisant les corrélations entre la localisation des bandes et l'emplacement des gènes. Il est ainsi possible d'observer directement les conséquences de différents remaniements chromosomiques comme les inversions et les translocations et de déterminer l'emplacement des gènes sur les chromosomes. De plus, l'étude des anneaux de Balbiani ou puffs, (un puff est un gonflement localisé et temporaire d'une courte section d'un chromosome géant à un stade déterminé du développement dans un tissu déterminé) a permis de mieux comprendre certains mécanismes de l'expression des gènes, notamment leur induction sous l'effet de signaux extérieurs.