Le bande cromosomiche sono le bande trasversali che appaiono sui cromosomi a seguito di varie tecniche di colorazione differenziale. Le colorazioni differenziali conferiscono colori ai tessuti, in modo che possano essere studiati al microscopio. I cromosomi sono strutture filiformi di lunghi filamenti di acido desossiribonucleico (DNA), che si avvolgono in una doppia elica e sono costituiti da informazioni genetiche, o geni, che sono disposti trasversalmente lungo la lunghezza.
Per analizzare i cromosomi al microscopio, devono essere colorati quando sono in fase di divisione cellulare durante la meiosi o la mitosi. La mitosi e la meiosi sono processi di divisione cellulare che si dividono in quattro fasi. Queste fasi sono profase, metafase, anafase e telofase.
La critogenetica è lo studio della funzione delle cellule, della struttura delle cellule, del DNA e dei cromosomi. Impiega varie tecniche per colorare i cromosomi, come la banda G, la banda R, la banda C, la banda Q e la banda T. Ogni tecnica di colorazione consente agli scienziati di studiare diversi aspetti dei modelli di bande cromosomiche.
Il bendaggio di Giemsa, noto anche come G-banding, consente agli scienziati di studiare i cromosomi nella fase metafase della mitosi. La metafase è il secondo stadio della mitosi. In questa fase i cromosomi sono allineati e attaccati ai centri o ai loro centromeri e ciascun cromosoma appare a forma di X.
Prima di applicare la colorazione ai cromosomi, devono prima essere trattati con tripsina, che è un fluido digestivo presente in molti animali. La tripsina inizierà a digerire i cromosomi, permettendo loro di ricevere meglio la colorazione di Giemsa. La colorazione di Giemsa è stata scoperta da Gustav Giemsa ed è una miscela di blu di metilene e colorante acido rosso, eosina. Il Q-banding utilizza la chinicrina, che è una soluzione di tipo senape. Produce risultati molto simili a Giemsa, ma ha qualità fluorescenti.
Il DNA è composto da quattro acidi base che appaiono in coppia: adenina accoppiata con timina e citosina con guanina. La colorazione di Giemsa crea modelli di bande cromosomiche con aree scure ricche di adenina e timina. Le aree chiare sono ricche di guanina e citosina. Queste aree si replicano precocemente e sono eucromatiche. L’eucromatico è un’area geneticamente attiva che si macchia molto leggermente con i trattamenti di tintura.
Reverse-banding, o R-banding, produce modelli di bande cromosomiche che sono l’opposto del G-banding. Le aree più scure sono ricche di guanina e citosina. Produce anche parti eucromatiche con elevate concentrazioni di adenina e timina.
Con il C-banding, la colorazione di Giemsa viene utilizzata per studiare l’eterocromatina costitutiva e il centromero di un cromosoma. Le eterocromatine costitutive sono aree vicino al centro del cromosoma che contengono DNA altamente condensato che tendono ad essere trascrizionalmente silenziose. Il centromero è la regione al centro del cromosoma.
Il T-banding consente agli scienziati di studiare i telomeri di un cromosoma. I telomeri sono i cappucci che si trovano su ciascuno dei cromosomi. Contengono DNA ripetitivo e hanno lo scopo di prevenire qualsiasi deterioramento.
Una volta che i cromosomi sono stati colorati con Giemsa, i ricercatori possono vedere chiaramente i modelli alternati di bande cromosomiche scure e chiare che vengono prodotte. Contando il numero di bande, è possibile determinare il cariotipo di una cellula. Il cariotipo è la caratterizzazione dei cromosomi per una specie in base a dimensione, tipo e numero.