Chromosomenbanden sind die Querbänder, die auf den Chromosomen als Ergebnis verschiedener differenzieller Färbetechniken auftreten. Unterschiedliche Färbungen verleihen Geweben Farben, so dass sie unter einem Mikroskop untersucht werden können. Chromosomen sind fadenförmige Strukturen aus langen Desoxyribonukleinsäure (DNA)-Filamenten, die sich zu einer Doppelhelix winden und aus genetischen Informationen oder Genen bestehen, die quer über die Länge angeordnet sind.
Um Chromosomen unter dem Mikroskop zu analysieren, müssen sie während der Zellteilung während der Meiose oder Mitose angefärbt werden. Mitose und Meiose sind Zellteilungsprozesse, die in vier Phasen unterteilt sind. Diese Phasen sind Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase.
Krytogenetik ist das Studium der Funktion von Zellen, der Struktur von Zellen, DNA und Chromosomen. Es verwendet verschiedene Techniken zum Färben von Chromosomen, wie G-Banding, R-Banding, C-Banding, Q-Banding und T-Banding. Jede Färbetechnik ermöglicht es Wissenschaftlern, verschiedene Aspekte von Chromosomen-Bandenmustern zu untersuchen.
Giemsa-Banding, auch bekannt als G-Banding, ermöglicht es Wissenschaftlern, Chromosomen im Metaphase-Stadium der Mitose zu untersuchen. Die Metaphase ist die zweite Phase der Mitose. In dieser Phase werden die Chromosomen aufgereiht und an den Zentren oder ihren Zentromeren befestigt, und jedes Chromosom erscheint in einer X-Form.
Bevor die Chromosomen gefärbt werden, müssen sie zuerst mit Trypsin behandelt werden, einer Verdauungsflüssigkeit, die bei vielen Tieren vorkommt. Das Trypsin beginnt, die Chromosomen zu verdauen, wodurch sie die Giemsa-Färbung besser aufnehmen können. Die Giemsa-Färbung wurde von Gustav Giemsa entdeckt und ist eine Mischung aus Methylenblau und dem roten sauren Farbstoff Eosin. Q-Banding verwendet Chinicrin, eine Lösung vom Senftyp. Es führt zu Ergebnissen, die Giemsa sehr ähnlich sind, aber fluoreszierende Eigenschaften haben.
Die DNA besteht aus vier Basensäuren, die paarweise vorkommen – Adenin gepaart mit Thymin und Cytosin mit Guanin. Die Giemsa-Färbung erzeugt Chromosomenstreifenmuster mit dunklen Bereichen, die reich an Adenin und Thymin sind. Die hellen Bereiche sind reich an Guanin und Cytosin. Diese Bereiche replizieren sich früh und sind euchromatisch. Euchromatic ist ein genetisch aktiver Bereich, der sich bei Färbebehandlungen sehr leicht anfärbt.
Reverse-Banding oder R-Banding erzeugt Chromosomen-Banding-Muster, die das Gegenteil von G-Banding sind. Die dunkleren Bereiche sind reich an Guanin und Cytosin. Es produziert auch euchromatische Anteile mit hohen Konzentrationen an Adenin und Thymin.
Beim C-Banding wird die Giemsa-Färbung verwendet, um das konstitutive Heterochromatin und das Zentromer eines Chromosoms zu untersuchen. Konstitutive Heterochromatine sind Bereiche in der Nähe des Zentrums des Chromosoms, die hochkondensierte DNA enthalten, die dazu neigen, transkriptionell stumm zu sein. Das Zentromer ist die Region im Zentrum des Chromosoms.
T-Banding ermöglicht es Wissenschaftlern, die Telomere eines Chromosoms zu untersuchen. Die Telomere sind die Kappen, die sich auf jedem der Chromosomen befinden. Sie enthalten repetitive DNA und sollen jegliche Verschlechterung verhindern.
Sobald die Chromosomen mit Giemsa gefärbt sind, können die Forscher die abwechselnden dunklen und hellen Chromosomenstreifenmuster, die erzeugt werden, deutlich sehen. Durch Auszählen der Banden kann der Karyotyp einer Zelle bestimmt werden. Der Karyotyp ist die Charakterisierung der Chromosomen einer Spezies nach Größe, Typ und Anzahl.