DIAKINESIS: KARAKTERISTIKA OG UNDERFASER - BIOLOGI - 2025

Den diakinesis er den femte og sidste underfase profase I i meiose, hvor kromosomerne, trådformede før meiose kontrakt ved maksimum. Kromosomernes sammentrækning gør dem mere manøvrerbare under efterfølgende opdelingsbevægelser, der fører til dannelse af haploide celler eller gameter.

Ved afslutningen af ​​diakinesis dannes den nukleare spindel, hvis binding til kromosomernes kinetochorer gennem mikrotubuli trækker dem mod cellepolerne. Dette fænomen inspirerede udtrykket diakinesis, afledt af de græske ord, der betyder bevægelser i modsatte retninger.

Kilde: pixabay.com

Placer i meiose

Meiosis funktion er at producere fire haploide celler fra en diploid celle. For at gøre dette skal meiosis kromosomer klassificeres og fordeles, så antallet reduceres med halvdelen.

Meiose består af to faser, kaldet meiose I og II, som hver er opdelt i fem faser, kaldet profase, prometafase, metafase, anafase og telofase. De homonyme stadier af meiose I og II skelnes ved at tilføje "I" eller "II".

I meiose I deler den originale celle sig i to. I meiosis II producerer en ny afdeling fire gameter.

Set på niveau med et par alleler ville den originale celle have A, a. Før meiose gør DNA-replikation, at denne celle har A, A; a, a. Meiosis I producerer en celle med A, A og en anden med a, a. Meiosis II opdeler begge celler i gameter med A, A, a, a.

Meiosis-profase I er den længste og mest komplekse fase af meiose. Det består af fem underfaser: leptoten, zygoten, pachytene, diploten og diakinesis.

Under denne proces kondenserer kromosomer (kontrakt), homologe kromosomer genkender hinanden (synapser) og udveksler tilfældigt segmenter (crossover). Kernemembranen nedbrydes. Atomspindlen vises.

Tidligere underfaser (leptoten til diploten)

Under leptoten begynder kromosomerne, der i den foregående periode med cellevækst og genekspression replikeret og var i en diffus tilstand, at kondensere og blive synlige under et lysmikroskop.

Under zygoten begynder de homologe kromosomer at samle sig. Synapse finder sted, ledsaget af dannelsen af ​​en proteinstruktur, kaldet det synaptonemal kompleks, mellem parrede kromosomer

Under pachytene samles homologe kromosomer fuldstændigt og danner bivalenter eller tetrader, der hver indeholder to par søsterchromatider eller monader. I denne delfase finder overgangen mellem hvert af disse par sted. Kontaktpunkterne for de krydsede kromatider kaldes chiasmer.

Under diploten fortsætter kromosomer med at forkorte og blive tykkere. Det synaptonmale kompleks forsvinder næsten fuldstændigt. Homologe kromosomer begynder at afvise hinanden, indtil de kun forbindes med chiasmata.

Diplotene kan vare lang tid, op til 40 år hos kvinder. Meiose i humane ægløsning stopper i diploten inden den syvende måned af fosterudviklingen og går videre til diakinesis og meiose II, der kulminerer med befrugtning af æggen.

egenskaber

Ved diakinesis når kromosomerne deres maksimale sammentrækning. Den nukleare eller meiotiske spindel begynder at dannes. Bivalenterne begynder deres migration mod celleækvator, styret af nuklear brug (denne migration er afsluttet under metafase I).

For første gang i løbet af meiose kan de fire chromatider af hver bivalent observeres. Crossover-siderne overlapper hinanden, hvilket gør chiasmerne tydeligt synlige. Det synaptonmale kompleks forsvinder fuldstændigt. Nukleolerne forsvinder også. Den nukleare membran nedbrydes og forvandles til vesikler.

Kondensationen af ​​kromosomer under overgangen fra diploten til diakinesis reguleres af et bestemt kompleks af proteiner kaldet kondensin II. Ved diakinesis slutter transkriptionen og overgangen til metafase I begynder.

Betydning

Antallet af chiasmer observeret ved diakinesis gør det muligt at foretage et cytologisk estimat af den samlede længde af genomet til en organisme.

Diakinesis er en ideel fase til at udføre kromosomtællinger. Den ekstreme kondens og frastødelse mellem bivalenter giver en god definition og adskillelse af det samme.

Under diakinesis har den nukleare spindel ikke helt bundet til kromosomerne. Dette gør det muligt for dem at være adskilt, så de kan observeres.

Rekombinationsbegivenheder (crossovers) kan observeres i diakinesisceller ved konventionelle cytogenetiske teknikker.

Hos mænd med Downs syndrom påvises ikke tilstedeværelsen af ​​det ekstra kromosom 21 i de fleste celler i pachytene på grund af dets skjul i kønsblæren.

Denne strukturelle kompleksitet vanskeliggør identifikation af individuel kromosom. I modsætning hertil kan dette kromosom let visualiseres i langt de fleste celler ved diakinesis.

Forholdet, der således er vist mellem kromosom 21 og XY-komplekset under pachytene, kan være årsagen til spermatogen svigt i Downs syndrom, som det generelt er blevet observeret i tilfælde af hybride dyr, hvor forbindelsen af ​​et yderligere kromosom med dette kompleks producerer det mandlig sterilitet.

Observation af rekombination

Observation af chiasmer under diakinesis muliggør direkte undersøgelse af antallet og placeringen af ​​rekombinationer på individuelle kromosomer.

Som et resultat er det fx kendt, at en crossover kan hæmme en anden crossover i det samme område (chiasmatisk interferens), eller at hunnerne har flere chiasmer end hannerne.

Imidlertid har denne teknik nogle begrænsninger:

1) Diakinesis er meget kortvarig, så det kan være vanskeligt at finde passende celler. Af denne grund, hvis undersøgelsestypen tillader det, foretrækkes det at bruge celler, der er opnået under pachytene, som er en underfase af meget længere varighed.

2) At få celler i diakinesis kræver ekstraktion af oocytter (hunner) eller ydeevnen af ​​testikelbiopsier (hanner). Dette udgør en alvorlig ulempe i humane undersøgelser.

3) På grund af deres høje kondensation er kromosomer af celler i diakinesis ikke optimale til farvningsprocedurer, såsom G-, C- eller Q-båndning, hvilket problem gør det også vanskeligt at observere andre morfologiske detaljer, der er mere tydelige i ikke-kromosomer. kontraheret.

Referencer

1. Angell, RR 1995. Meiosis I i humane oocytter. Cytogenet. Cell Genet. 69, 266-272.
2. Brooker, RJ 2015. Genetik: analyse & principper. McGraw-Hill, New York.
3. Clemons, AM Brockway, HM, Yin, Y., Kasinathan, B., Butterfield, YS, Jones, SJM Colaiácovo, MP, Smolikove, S. 2013. akirin er påkrævet til diakinesis bivalent struktur og synaptonemal kompleks adskillelse ved meiotisk profase I. MBoC, 24, 1053-1057.
4. Crowley, PH, Gulati, DK, Hayden, TL, Lopez, P., Dyer, R. 1979. En chiasma-hormonal hypotese om Downs syndrom og moders alder. Nature, 280, 417-419.
5. Friedman, CR, Wang, H.-F. 2012. Kvantificering meiose: anvendelse af den fraktale dimension, D _f, for at beskrive og forudsige profase I stoffer og Metafase I. Pp 303-320, i:. Swan, A., red. Meiose - molekylære mekanismer og cytogenetisk mangfoldighed. InTech, Rijeka, Kroatien.
6. Hartwell, LH, Goldberg, ML, Fischer, JA, Hood, L. 2015. Genetik: fra gener til genomer. McGraw-Hill, New York.
7. Hultén, M. 1974. Chiasma-distribution ved diakinesis hos den normale humane mand. Hereditas 76, 55–78.
8. Johannisson, R., Gropp, A., Winking, H., Coerdt, W., Rehder, H. Schwinger, E. 1983. Downs syndrom hos hannen. Reproduktionspatologi og meiotiske undersøgelser. Human Genetics, 63, 132-138.
9. Lynn, A., Ashley, T., Hassold, T. 2004. Variation i human meiotisk rekombination. Årlig gennemgang af genetik og menneskelig genetik, 5, 317–349.
10. Schulz-Schaeffer, J. 1980. Cytogenetics - planter, dyr, mennesker. Springer-Verlag, New York.
11. Snustad, DP, Simmons, MJ 2012. Principper for genetik. Wiley, New York.