Colchicinizarea

8/20/2019 Colchicinizarea

http://slidepdf.com/reader/full/colchicinizarea 1/5

Rezultate bune în inducerea poliploidiei (mărirea setului complet de cromosomi) la plante, s -au

obţinut prin tratarea seminţelor sau a plantelor aflate în diferite faze de vegetaţie cu o gamă variată de

substanţe chimice. Unii autori (M. Simonet şi M. Guinochet, 1939), au împărţit substanţele chimice, după

tipul lor de acţiune, în două mari grupe:

1. Substanţe care blochează cromosomii în metafază, împiedicând migrarea lor spre poli şi

închiderea lor într-un nucleu: colchicina, -monobromonaftalen, -monocloronaftalen, -

monoiodnaftalen, feniluretan;

2. Substanţe care nu blochează mitozele, ci numai formarea membranei nucleare, astfel că apar

celule cu doi, trei sau patru nuclee, din care pot apare celule poliploide prin fuzionare:

paradiclorbenzen (orto-, meta-diclorbenzen), monoclorbenzenul, monobrombenzenul, orto, meta-

clortoluen.

METODA COLCHICINIZĂRII

Cele mai bune rezultate în inducerea artificială a poliploidiei, au fost obţinute cu ajuto rul

colchicinei – un alcaloid extras din brânduşa de toamnă (Colchicum autumnale). ea putând induce mutaţii

genomice în urma cărora se pot forma celule poliploide.

Studiul efectului acestor izomeri asupra plantelor de Allium cepa, a arătat că izocolchicina are oacţiune de 100 de ori mai redusă decât colchicina în inducerea C-mitozelor. Prin înlocuirea grupului acetil

amidă cu un grup metil amino rezultă un compus numit colcemid, care este la fel de activ dar mai puţin

toxic pentru celulele animale.

Colchicina inhibă formarea fusului de diviziune acţionând asupra legăturilor sulfhidrice din

proteine ( şi tubulinele din structura microtubulilor) şi asupra moleculelor de riboză din acidul

ribonucleic.

Diviziunea mitotică modificată datorită colchicinei se numeşte C-mitoză, colchimitoză saustatmochineză şi cuprinde următoarele faze: C-profaza, C-metafaza, C-anafaza şi C-telofaza (fig.

VII.3-1).



Fig. VII.3-1. Reprezentarea schematică a diviziunii celulare normale şi sub influenţa colchicinei (după

Raicu şi colab., 1973)

La plante C-mitoza se desfăşoară astfel: sub influenţa colchicinei, fusul celular este inactivat şi are

loc o întârziere a diviziunii centromerului. În acelaşi timp, se constată că replicarea cromosomilor şi

separarea lor în cromatide nu este afectată de colchicină.

Tabel 1. Deosebirea între mitoza normală şi C- mitoza

MITOZA NORMALĂ C- MITOZA

1. PROFAZA

nucleul prezintă un aspect difuz, granulat;

cromozomii încep să se condenseze, având

forma unor filamente subţiri, vizibile în nucleu;

În timp ce profaza avansează, cromozomii

devin mai scurţi şi mai groşi ca urmare a

spiralizării lor.

În profaza târzie, au loc următoarele trei

fenomene:

dispar nucleolii;

membrana nucleară de dezintegrează;

apare fusul de diviziune, în urma migrării

spre poli a centriolilor şi formării fibrelor.

1. C- PROFAZA

Nu sunt deosebiri fundamentale faţă de

profaza normală.

Excepţie : în jurul cromosomilor nu se

formează o zonă clară caracteristică.

2. METAFAZA

Cromozomii bicromatidici se ataşează la

2. C- METAFAZA

Cromosomii apar răspândiţi în întreaga



fibrele fusului de diviziune cu ajutorul

centromerului;

ei migrează spre centrul celulei,

distribuindu-se în planul ecuatorial al fusului

mitotic, formând placa metafazică.;

celulă ;

Cromatidele surori sunt răsucite numai în

regiunea centromerului, în formaţiuni

caracteristice literei X ;

Sub influenţa colchicinei, activitatea

centromerului şi a fusului este înhibată, fapt

pentru care diviziunea regiunii centromerice este

întârziată mai multe ore ;

Ca urmare, are loc o prelungire a perioadei

dintre ruperea membranei nucleare şi clivarea

centromerului, ceea ce determină mărirea

frecvenţei celulelor aflate în metafază.

Colchicina provoacă astfel o aşa-numităacumulare de metafaze.

3. ANAFAZA

Separarea cromatidelor surori prin clivarea

longitudinală a centromerilor şi deplasarea lor

spre polii opuşi ai fusului de diviziune.

Cromozomii devin monocromatidici.

3. C- ANAFAZA

Caracteristic pentru această fază este

dispunerea paralelă a cromosomilor fii şi

faptul că procesul de clivare nu are loc

simultan ci într-un timp mai îndelungat.

Astfel diviziunea cromosomilor este întârziatăşi desincronizată.

C-anafaza este astfel deosebită

fundamental de cea normală (este o

pseudoanafază).

4. TELOFAZA

Cromozomii monocromatidici ajung la

polii opuşi ai fusului de diviziune. Membrana nucleară se reface în jurul

fiecărui grup de cromozomi.

Fusul de diviziune dispare, nucleolii se

reorganizează şi cromozomii se despiralizează.

4. C- TELOFAZA

Cromosomii sunt strânşi la un loc fiind

închişi într-un nucleu de restituţie care conţine ocantitate dublă de material nuclear (4 n).

Dacă influenţa colchicinei se menţine,

celulele devin 8 n, 16 n etc.

Sub influenţa unui tratament prelungit are loc o mărire continuă a gradului de ploidie a celulelor.

De exemplu la ceapă ( Allium cepa) (2n = 16), s-a constatat că, după 72 de ore de tratament, celulele aveau

un număr de 256 cromosomi, adică de 16 ori mai mult decât cel normal (Levan, 1938).



În ţesutul colchicinizat se găsesc atât celule cu grad mare de ploidie cât şi celule diploide normale

care au început doar să intre în diviziune.

Efectul colchicinei este reversibil, după eliminarea colchicinei are loc un fenomen de refacere a

fusului celular revenindu-se la mitoze normale.

Colchicina afectează de asemenea diviziunea reducţională. Datorită toxicităţii reduse şi a efectului

său puternic asupra diviziunii celulare, colchicina este folosită pentru inducerea poliploidiei la plante şi

pentru blocarea celulelor în metafază la animale.

Metode de inducere a autopoliploidiei la plante. Importanţa plantelor poliploide

Tehnica de tratament şi concentraţiile soluţiilor de colchicină variază în funcţie de genul /

specia cu care se lucrează.

La graminee autopoliploidia este indusă prin tratarea seminţelor negerminate sau germinate sau a plăntuţelor tinere cu colchicină în concentraţii de 0,1-0,2% timp

de 2-3 ore. În urma tratamentului se obţin plante mixoploide, unele sunt tetraploide iar altele sunt

diploide.

La pepenele verde (Citrullus vulgare) inducerea tetraploidiei constă în tratarea vârfului de creştere

al plăntuţelor cu o picătură de soluţie de colchicină 0,2-0,4% timp de patru zile.

Plantele tetraploide se separă prin metoda diametrului grăunciorilor de polen sau

examinarea stomatelor. În urma încrucişării plantelor tetraploide cu plante diploide s-au obţinutplante triploide. Numărul de fructe legate şi greutatea lor este cu mult mai mare la acestea decât la

plantele parentale şi sunt lipsite de seminţe.

Inducerea poliploidiei la pepene şi viţă de vie prezintă importanţă practică prin faptul că

plantele triploide rezultate din încrucişarea tetraploizilor cu diploizii sunt sterile, deci se obţin

pepeni şi struguri fără seminţe.

Pentru studiul cromozomilor în C-mitoză la plante se folosesc rădăcini meristematice. Metoda

Feulgen de colorare a cromozomilor cu fuxină bazică descrisă anterior:

Pentru inducerea poliploidiei la ceapă se foloseşte zona meristematică a rădăcinilor. Vîrfurile

rădăcinilor se imersează într -o soluţie de colchicină de 0,1 – 0,2 %, timp de 1 sau 2 zile. După tratament

se spală rădăcinile tratate cu colchicină şi se observă la microscop, prezenţa fenomenului de poliploidie

(dublarea numărului de cromosomi în comparaţie cu cel normal).

Preparatele microscopice se fac prin etalarea materialului biologic într-un strat subţire, format

dintr-un singur rând de celule, după metoda squash.



în mijlocul unei lame se pune o picătură de carmin acetic şi porţiunea colorată din vârful rădăcinii

(1-2 ml);

peste aceasta se pune o lamelă (unsă cu albumină glicerinată şi trecută repede prin flacără pentru

coagularea albuminei, care are rolul de-a împiedica dispersarea cromosomilor în celulă);

lamela se loveşte cu un beţişor de lemn pentru etalarea materialului;

cu o hârtie de filtru se absoarbe excesul de carmin acetic.

Colchicinizarea

Documents

Transcript of Colchicinizarea