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Observation de chromosomes
géants
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Réalisation de préparations
microscopiques
de glandes salivaires de larve
de drosophile
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Voir aussi :
Réalisation de préparations microscopiques de glandes salivaires
de larve de chironome
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Chez les larves de certains insectes diptères comme celles de la
drosophile ou du chironome (« ver de vase
»), quelques tissus (glandes salivaires, intestin, tubes de Malpighi)
possèdent des cellules dotées de chromosomes géants
appelés chromosomes polyténiques. 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. 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. |
Dessin original de Balbiani
(chromosomes géants de chironome)
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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 2n chromatides issues
de n cycles mitotiques sans cytodiérèse. En outre, les chromatides
s'allongent et restent accolées de façon parfaitement alignée
rendant ainsi beaucoup mieux visible la structure fine du chromosome. Chaque
chromosome géant présente une alternance caractéristique
de bandes transversales. 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 comme
l'hormone ecdysone.
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La drosophile (Drosophila
melanogaster)
La drosophile est un insecte à métamorphoses complètes
(holométabole) dont le cycle vital comporte plusieurs stades larvaires
mobiles séparés par des mues, un stade nymphal immobile,
la pupe, qui conduit au stade imaginal, l'état adulte, à
la suite d'une métamorphose.
Les glandes salivaires de la larve de drosophile sont formées
d’un petit nombre de cellules contenant des chromosomes géants.
Bien que la larve asticot de la drosophile mesure seulement quelque 3 à
4 mm au dernier stade, l’observation des chromosomes géants au microscope
ne présente aucune difficulté technique et est aisément
réalisable avec du matériel courant de laboratoire pourvu
que l’on dispose d’une loupe binoculaire et d'un microscope. L’élevage
de drosophiles étant une pratique courante dans les laboratoires
de SVT des établissements d’enseignement, en particulier pour réaliser
des croisements et pour observer des mutants, il est facile de se procurer
des larves au dernier stade avant la pupaison. On peut aussi commander
des drosophiles chez un fournisseur, s'en procurer
auprès d'un laboratoire universitaire ou en capturer au printemps
ou en été en plaçant un coton imprégné
de quelques gouttes de vin ou de vinaigre au fond d'une bouteille fermée
par un petit entonnoir introduit dans le goulot.
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Drosophile mâle vue latéralement
(longueur : 3-4 mm)
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Drosophile vue dorsalement
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Sous la loupe binoculaire, la larve asticot a l’aspect ci-dessous. Le corps
est 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.
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Larve asticot de drosophile au dernier stade
(longueur : 3-4 mm)
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Interprétation
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| Lorsque la larve entre en pupaison, il n'est plus possible de prélever
les glandes salivaires. La pupe est immobile et ne se nourrit pas, contrairement
à la larve. Elle mesure environ 3 mm. La métamorphose, déconstruction
de la larve et reconstruction de l'adulte, se produit au sein de la pupe
dont sort l'imago, insecte adulte.
Pupe
Noter la segmentation de la cuticule et les appendices
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Imago à l'éclosion
Noter les ailes non encore déployées
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Les glandes salivaires qui débouchent dans le tube digestif en
arrière de la bouche sont situées à la partie ventrale
du corps. Pour les prélever, il faut séparer le corps de
l’asticot en deux parties inégales entre les deuxième et
troisième segments du corps : lorsque la tête est arrachée,
elle entraîne avec elle l’extrémité antérieure
du tube digestif rattachée aux glandes salivaires paires.
Pour cela, il est nécessaire d’utiliser une loupe binoculaire.
La larve est placée sur une lame porte objet et la pointe d’une
pince fine ou une aiguille est utilisée pour l’immobiliser tandis
qu’une seconde pointe sert à arracher la tête. Une fois isolées,
les glandes salivaires sont colorées avec un colorant électif
de l'ADN permettant d'observer les chromosomes.
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| Protocole |
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Immobiliser la larve au niveau du troisième segment avec une des
pointes tenue dans une main.
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Piquer au niveau de la tête avec la pointe tenue dans l'autre main.
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Faire glisser cette pointe vers l'extérieur pour écarter
puis arracher la tête.
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Eliminer de la lame les restes de la partie postérieure du corps.
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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.
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Technique d'extraction des glandes salivaires
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Recouvrir l'échantillon d'une goutte de colorant et laisser agir
5 à 10 minutes.
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Echantillon recouvert d'une goutte d'orcéine acétique
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Recouvrir d'une lamelle.
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Appuyer légèrement sur la lamelle avec une pince tenue à
l'envers pour étaler au mieux les tissus.
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Etalement
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Un autre noyau vu avec une mise au point différente (x 400)
Avec l'objectif à immersion, la succession de différents
plans optiques en jouant sur la vis micrométrique permet de suivre
les chromosomes enchevêtrés.
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Un même noyau photographié à trois profondeurs
de champ différentes
(x 1000, objectif à immersion)
La même technique appliquée à des larves
de chironome (vers de vase) permet d'obtenir des résultats comparables.
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| Préparation du colorant |
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Orcéine acétique, solution stock
Dissoudre 1 g d’orcéine dans 45 mL d’acide acétique pur.
Faire bouillir jusqu’à dissolution et laisser refroidir.
Filtrer et conserver le filtrat au réfrigérateur.
Solution diluée à préparer extemporanément
Mélanger 9 mL de solution stock avec 11 mL d’eau distillée.
Fournisseurs |
Drosophiles
SORDALAB
(distribue aussi divers kits de TP)
Z.A. Les Poupettes
91580 Villeneuve sur Auvers
Téléphone : 01 69 92 26 72 |
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Orcéine
Référence O 7380
1 g : 13,60 € (tarif 2002)
SIGMA
L’Isle d’Abeau Chesnes, BP 701 38297 Saint Quentin Fallavier Cedex
Tel : 0474822800 |
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