DIAKINEESI: OMINAISUUDET JA OSAVAIHEET - BIOLOGIA - 2025

Diakinesis on viides ja viimeinen alivaihe profaasissa I meioosin, jonka aikana kromosomit, rihmamainen ennen meioosia sopimuksen enintään. Kromosomien supistuminen tekee niistä hallittavissa seuraavien jakautumisliikkeiden aikana, jotka johtavat haploidisten solujen tai sukusolujen muodostumiseen.

Diakinesiksen lopussa muodostuu ydinkara, jonka kiinnittyminen kromosomien kinetokoriin mikrotubulusten kautta vetää niitä kohti solun napoja. Tämä ilmiö inspiroi termiä diakineesi, joka on johdettu kreikan sanoista, jotka tarkoittavat liikkeitä vastakkaisiin suuntiin.

Lähde: pixabay.com

Paikka meioosiin

Meioosin tehtävä on tuottaa neljä haploidia solua yhdestä diploidisolusta. Tätä varten meioosissa kromosomit on luokiteltava ja jaettava siten, että niiden lukumäärä vähenee puoleen.

Meioosi koostuu kahdesta vaiheesta, nimeltään meioosi I ja II, kukin jaettu viiteen vaiheeseen, joita kutsutaan profaasiksi, prometafaasiksi, metafaasiksi, anafaasiksi ja teofaasiksi. Meioosien I ja II homonyymit vaiheet erotetaan lisäämällä "I" tai "II".

Meioosissa I alkuperäinen solu jakautuu kahteen osaan. Meiosis II: ssa uusi osasto tuottaa neljä sukusolua.

Alleeliparin tasolla katsottuna alkuperäisessä solussa olisi A, a. Ennen meioosia DNA-replikaatio tekee tästä solusta A, A; a, a. Meioosi I tuottaa solun A: lla, A: lla ja toisen a: lla. Meioosi II jakaa molemmat solut sukusoluiksi A: n, A: n, a: n kanssa.

Meioosiprofaasi I on meioosin pisin ja monimutkaisin vaihe. Se koostuu viidestä alafaasista: leptoteeni, tsygoteeni, papyteeni, diploteeni ja diakineesi.

Tämän prosessin aikana kromosomit tiivistyvät (supistuvat), homologiset kromosomit tunnistavat toisiaan (synapsit) ja vaihtavat satunnaisesti segmentit (crossover). Ydinkalvo hajoaa. Ydinkara tulee näkyviin.

Aiemmat alavaiheet (leptoteeni diploteeniksi)

Leptoteenin aikana kromosomit, jotka solun kasvun ja geeniekspression edellisen ajanjakson aikana olivat replikoituneet ja olleet diffuusissa tilassa, alkavat tiivistyä, muuttuen näkyviksi valomikroskoopilla.

Zygoteenin aikana homologiset kromosomit alkavat rivittyä. Synapsia tapahtuu, minkä seurauksena muodostuu proteiinirakenne, jota kutsutaan synaptonemallikomplekseksi, parillisten kromosomien väliin.

Pakyteenin aikana homologiset kromosomit rinnastuvat kokonaan muodostaen kaksiarvoisia aineita tai tetradeja, joista kukin sisältää kaksi paria sisarkromatideja tai monadeja. Tässä osavaiheessa tapahtuu näiden kahden parin välinen ristinvaihto. Ristettyjen kromatidien kosketuskohtia kutsutaan kiasmeiksi.

Diploteenin aikana kromosomit edelleen lyhenevät ja paksenevat. Synaptonemallikompleksi katoaa melkein kokonaan. Homologiset kromosomit alkavat hylätä toisiaan, kunnes vain kiasmit liittyvät niihin.

Parasene voi kestää pitkään, jopa 40 vuotta naisilla. Ihmisen munasolujen meioosi lopettaa diploteenissa sikiön seitsemäntenä kuukautena, eteneen diakineesiksi ja meioosiksi II ja päättyy munasolun hedelmöittämiseen.

ominaisuudet

Diakinesisissa kromosomit saavuttavat maksimaalisen supistumisensa. Ydin- tai meioottinen kara alkaa muodostua. Bivalentit alkavat siirtyä kohti solu päiväntasaajaa ydinkäytön ohjaamana (tämä siirtyminen päättyy metafaasin I aikana).

Ensimmäistä kertaa meioosin aikana voidaan havaita kunkin bivalentin neljä kromatidiä. Risteyskohdat ovat päällekkäin, mikä tekee chiasmit selvästi näkyviksi. Synaptonemalikompleksi katoaa kokonaan. Myös nukleolit ​​katoavat. Ydinmembraani hajoaa ja muuttuu vesikkeleiksi.

Kromosomien tiivistymistä siirtymisen aikana diploteenista diakineesiin säätelee tietty proteiinikompleksi, nimeltään kondensiini II. Diakinesisissa transkriptio päättyy ja siirtyminen metafaasiin I alkaa.

Merkitys

Diakinesisissa havaittujen kiasmien lukumäärä sallii sytologisen arvioinnin organismin genomin kokonaispituudesta.

Diakineesi on ihanteellinen vaihe kromosomimäärien suorittamiseen. Bivalenttien välinen äärimmäinen kondensaatio ja heijastus mahdollistavat niiden hyvän määritelmän ja erottamisen.

Diakinesiksen aikana ydinkara ei ole täysin kiinnittynyt kromosomeihin. Tämän ansiosta heidät voidaan erottaa hyvin, mikä mahdollistaa heidän havaitsemisen.

Rekombinaatiotapahtumia (ristinopeuksia) voidaan havaita diakinesisoluissa tavanomaisilla sytogeneettisillä tekniikoilla.

Miehillä, joilla on Downin oireyhtymä, ylimääräisen kromosomin 21 läsnäoloa ei havaita useimmissa pakyteenin soluissa, koska se piiloutuu sukupuolirakkuun.

Tämä rakenteellinen monimutkaisuus vaikeuttaa yksittäisen kromosomin tunnistamista. Sitä vastoin tämä kromosomi voidaan helposti visualisoida suurimmassa osassa diakinesiksen soluja.

Siten kromosomin 21 ja XY-kompleksin välinen suhde pakyteenin aikana saattaa olla syy spermatogeeniseen vajaatoimintaan Downin oireyhtymässä, kuten on yleisesti havaittu hybridieläimissä, joissa ylimääräisen kromosomin assosiaatio tällä kompleksilla se tuottaa miesten steriiliyttä.

Rekombinaation havaitseminen

Kiasmien havaitseminen diakineesin aikana mahdollistaa rekombinaatioiden lukumäärän ja sijainnin tutkinnan suoraan yksittäisissä kromosomeissa.

Seurauksena on, että esimerkiksi tiedetään, että yksi ristinopeus voi estää toisen ristin yli samalla alueella (chiasmaattinen interferenssi) tai että naisilla on enemmän chiasmeja kuin miehillä.

Tällä tekniikalla on kuitenkin joitain rajoituksia:

1) Diakineesi on erittäin lyhytaikainen, joten sopivien solujen löytäminen voi olla vaikeaa. Tästä syystä, jos tutkimustyyppi sen sallii, on edullista käyttää soluteenin aikana saatuja soluja, mikä on huomattavasti pidemmän alavaiheen vaihe.

2) Solujen hankkiminen diakinesisissa edellyttää munasolujen (naaraiden) uuttamista tai kiveen biopsioiden (miehet) suorittamista. Tämä edustaa vakavaa haittaa ihmistutkimuksissa.

3) Diakinesisissa olevien solujen kromosomit ovat niiden korkean kondensoitumisen takia eivät optimaalisia värjäysmenetelmiin, kuten G-, C- tai Q-vyöhykkeiden määrittämiseen.Tämä ongelma vaikeuttaa myös muiden morfologisten yksityiskohtien havaitsemista, jotka ovat selvempiä muissa kuin kromosomeissa. supistui.

Viitteet

1. Angell, RR 1995. Meioosi I ihmisen munasoluissa. Cytogenet. Cell Genet. 69, 266 - 272.
2. Brooker, RJ 2015. Genetiikka: analyysi ja periaatteet. McGraw-Hill, New York.
3. Clemons, AM Brockway, HM, Yin, Y., Kasinathan, B., Butterfield, YS, Jones, SJM Colaiácovo, MP, Smolikove, S. 2013. akirinia vaaditaan diakineesin kaksiarvoiseen rakenteeseen ja synaptonemalikompleksiin purettaessa meioottista profaasia I. MBoC, 24, 1053-1057.
4. Crowley, PH, Gulati, DK, Hayden, TL, Lopez, P., Dyer, R. 1979. Kiasmahormoninen hypoteesi, joka liittyy Downin oireyhtymään ja äidin ikään. Nature, 280, 417 - 419.
5. Friedman, CR, Wang, H.-F. 2012. kvantifiointi meioosi: käyttö fraktaalidimensiota, D _f, kuvaamaan ja ennustamaan prophase I aineiden ja Metaphase I. ss. 303-320, in: Swan, A., toim. Meioosi - molekyylimekanismit ja sytogeneettinen monimuotoisuus. InTech, Rijeka, Kroatia.
6. Hartwell, LH, Goldberg, ML, Fischer, JA, Hood, L. 2015. Genetiikka: geeneistä genomiin. McGraw-Hill, New York.
7. Hultén, M. 1974. Kiasmajakauma diakinesisissa normaalilla ihmisen miehellä. Hereditas 76, 55–78.
8. Johannisson, R., Gropp, A., Winking, H., Coerdt, W., Rehder, H. Schwinger, E. 1983. Downin oireyhtymä miehillä. Lisääntymispatologia ja meioottiset tutkimukset. Human Genetics, 63, 132 - 138.
9. Lynn, A., Ashley, T., Hassold, T. 2004. Variaatio ihmisen meioottisessa rekombinaatiossa. Vuotuinen katsaus genomiikkaan ja ihmisgenetiikkaan, 5, 317–349.
10. Schulz-Schaeffer, J. 1980. Sytogenetiikka - kasvit, eläimet, ihmiset. Springer-Verlag, New York.
11. Snustad, DP, Simmons, MJ 2012. Genetiikan periaatteet. Wiley, New York.