Benzile cromozomiale sunt benzile transversale care apar pe cromozomi ca urmare a diferitelor tehnici de colorare diferențială. Petele diferențiale conferă culori țesuturilor, astfel încât acestea să poată fi studiate la microscop. Cromozomii sunt structuri sub formă de fire de filamente lungi de acid dezoxiribonucleic (ADN), care se înfășoară într-o dublă helix și sunt formate din informații genetice, sau gene, care sunt aranjate încrucișat pe lungime.
Pentru a analiza cromozomii la microscop, aceștia trebuie colorați atunci când sunt supuși diviziunii celulare în timpul meiozei sau mitozei. Mitoza și meioza sunt procese de diviziune celulară care sunt împărțite în patru faze. Aceste faze sunt profaza, metafaza, anafaza și telofaza.
Critogenetica este studiul funcției celulelor, al structurii celulelor, al ADN-ului și al cromozomilor. Folosește diferite tehnici pentru colorarea cromozomilor, cum ar fi benzile G, benzile R, benzile C, benzile Q și benzile T. Fiecare tehnică de colorare permite oamenilor de știință să studieze diferite aspecte ale modelelor de benzi cromozomiale.
Bandingul Giemsa, cunoscut și sub denumirea de benzi G, le permite oamenilor de știință să studieze cromozomii în stadiul de metafază al mitozei. Metafaza este a doua etapă a mitozei. În această fază, cromozomii sunt aliniați și atașați la centre sau centromerii lor, iar fiecare cromozom apare într-o formă de X.
Înainte de a aplica colorarea cromozomilor, aceștia trebuie mai întâi tratați cu tripsină, care este un fluid digestiv găsit la multe animale. Tripsina va începe să digere cromozomii, permițându-le să primească mai bine colorația Giemsa. Pata Giemsa a fost descoperită de Gustav Giemsa și este un amestec de albastru de metilen și colorant roșu acid, eozina. Q-banding folosește chinicrină, care este o soluție de tip muștar. Produce rezultate foarte asemănătoare cu Giemsa, dar are calități fluorescente.
ADN-ul este format din patru acizi de bază care apar în perechi – adenina asociată cu timină și citozină cu guanina. Colorația Giemsa creează modele de benzi cromozomiale cu zone întunecate bogate în adenină și timină. Zonele luminoase sunt bogate în guanină și citozină. Aceste zone se reproduc devreme și sunt eucromatice. Eucromatica este o zonă activă genetic care se colorează foarte ușor cu tratamente cu vopsea.
Reverse-banding, sau R-banding, produce modele de benzi cromozomiale care sunt opusul benzii G. Zonele mai întunecate sunt bogate în guanină și citozină. De asemenea, produce părți eucromatice cu concentrații mari de adenină și timină.
Cu banda C, colorația Giemsa este utilizată pentru a studia heterocromatina constitutivă și centromerul unui cromozom. Heterocromatinele constitutive sunt zone din apropierea centrului cromozomului care conțin ADN foarte condensat, care tind să fie silențios din punct de vedere transcripțional. Centromerul este regiunea din centrul cromozomului.
T-banding permite oamenilor de știință să studieze telomerii unui cromozom. Telomerii sunt capacele care se află pe fiecare dintre cromozomi. Ele conțin ADN repetitiv și sunt menite să prevină orice deteriorare.
Odată ce cromozomii sunt colorați cu Giemsa, cercetătorii pot vedea clar modelele alternante de benzi ale cromozomilor întunecate și deschise care sunt produse. Prin numărarea numărului de benzi, se poate determina cariotipul unei celule. Cariotipul este caracterizarea cromozomilor pentru o specie în funcție de mărime, tip și număr.