DIAKINESIS: EGENSKAPER OCH SUBFASER - BIOLOGI - 2025

Den diakinesis är den femte och sista underfasen profas I meios, under vilken kromosomerna, fintrådiga före meios avtalet vid maximum. Kromosomernas sammandragning gör dem mer manövrerbara under efterföljande delningsrörelser som leder till bildandet av haploida celler eller gameter.

I slutet av diakinesis bildas kärnspindeln vars infästning till kromosomernas kinetokor genom mikrotubulor drar dem mot cellens poler. Detta fenomen inspirerade termen diakinesis, härrörande från de grekiska orden som betyder rörelser i motsatta riktningar.

Källa: pixabay.com

Placera i meios

Funktionen för meios är att producera fyra haploida celler från en diploid cell. För att göra detta, i meios, måste kromosomerna klassificeras och fördelas så att antalet minskas med hälften.

Meios består av två stadier, kallad meios I och II, var och en uppdelad i fem faser, kallad profas, prometafas, metafas, anafas och telofas. De homonyma stadierna för meios I och II kännetecknas av att lägga till "I" eller "II".

I meios jag delar den ursprungliga cellen i två. I meiosis II producerar en ny division fyra gameter.

Sett på nivån av ett par alleler skulle den ursprungliga cellen ha A, a. Innan meios, DNA-replikering gör att denna cell har A, A; a, a. Meiosis I producerar en cell med A, A och en annan med a, a. Meiosis II delar båda cellerna i spel med A, A, a, a.

Meiosis-profas I är den längsta och mest komplexa fasen av meios. Den består av fem subfaser: leptoten, zygoten, pachyten, diploten och diakinesis.

Under denna process kondenseras kromosomer (kontrakt), homologa kromosomer känner igen varandra (synapser) och utbyter slumpmässigt segment (crossover). Kärnmembranet sönderfaller. Kärnspindeln visas.

Tidigare subfaser (leptoten till diploten)

Under leptoten börjar kromosomerna som under den föregående perioden med celltillväxt och genuttryck replikerats och befann sig i ett diffus tillstånd, att kondenseras och blivit synliga under ett ljusmikroskop.

Under zygoten börjar de homologa kromosomerna. Synapse äger rum, tillsammans med bildandet av en proteinstruktur, kallad synaptonemal komplexet, mellan parade kromosomer

Under pachytene samlas homologa kromosomer helt och bildar bivalenter eller tetrader, som var och en innehåller två par systerkromatider eller monader. I denna delfas sker övergången mellan vart och ett av dessa par. Kontaktpunkterna för de korsade kromatiderna kallas chiasmer.

Under diploten fortsätter kromosomer att förkortas och förtjockas. Det synaptonemalska komplexet försvinner nästan helt. Homologa kromosomer börjar slå tillbaka varandra tills de endast förenas av chiasmata.

Diploten kan pågå länge, upp till 40 år hos kvinnor. Meios i mänskliga ägglossar stoppar i diploten vid den sjunde månaden av fostrets utveckling, fortsätter till diakinesis och meios II, vilket kulminerar med befruktning av ägg.

egenskaper

Vid diakinesis når kromosomerna sin maximala sammandragning. Den kärnkrafts- eller meiotiska spindeln börjar bildas. Bivalenterna påbörjar sin migration mot cellekvatorn, styrd av kärnkraftsanvändning (denna migration är klar under metafas I).

För första gången under meios kan de fyra kromatiderna i varje bivalent observeras. Crossover-platserna överlappar varandra, vilket gör chiasmerna tydliga. Synaptonemalkomplexet försvinner helt. Nukleolin försvinner också. Kärnmembranet sönderfaller och förvandlas till vesiklar.

Kondensationen av kromosomer under övergången från diploten till diakinesis regleras av ett speciellt komplex av proteiner som kallas kondensin II. Vid diakinesis avslutas transkriptionen och övergången till metafas I börjar.

Betydelse

Antalet chiasmer som observerats vid diakinesis gör det möjligt att göra en cytologisk uppskattning av den totala längden på genomet för en organisme.

Diakinesis är ett idealiskt steg för att utföra kromosomräkningar. Den extrema kondensationen och avvisningen mellan bivalenter tillåter en bra definition och separering av densamma.

Under diakinesis har kärnspindeln inte helt fäst sig till kromosomerna. Detta tillåter dem att vara väl separerade, vilket gör att de kan observeras.

Rekombinationshändelser (crossovers) kan observeras i diakinesisceller med konventionella cytogenetiska tekniker.

Hos män med Downs syndrom detekteras inte närvaron av den extra kromosomen 21 i de flesta celler i pachytene på grund av dess dolda i könsblåsan.

Denna strukturella komplexitet gör det enkelt att identifiera kromosomidentifiering. Däremot kan denna kromosom enkelt visualiseras i de allra flesta celler i diakinesis.

Det sålunda bevisade förhållandet mellan kromosom 21 och XY-komplexet under pachyten kan vara orsaken till spermatogent brott i Downs syndrom, vilket allmänt har observerats i fall av hybriddjur, i vilka föreningen av en ytterligare kromosom med detta komplex producerar det manlig sterilitet.

Observation av rekombination

Observation av chiasmer under diakinesis möjliggör direkt undersökning av antalet och platsen för rekombinationer på enskilda kromosomer.

Som ett resultat är det till exempel känt att en korsning kan hämma en andra korsning i samma region (chiasmatisk interferens), eller att kvinnor har fler chiasmer än män.

Men denna teknik har vissa begränsningar:

1) Diakinesis är mycket kortlivad, så det kan vara svårt att hitta lämpliga celler. Av denna anledning, om typen av studie tillåter det, är det att föredra att använda celler erhållna under pachytene, som är en delfas med mycket längre varaktighet.

2) Att få celler i diakinesis kräver extraktion av oocyter (kvinnor) eller prestanda av testikelbiopsier (män). Detta utgör en allvarlig nackdel i mänskliga studier.

3) På grund av deras höga kondensering är kromosomer av celler i diakinesis inte optimala för färgningsprocedurer, såsom G-, C- eller Q-bandning.Detta problem gör det också svårt att observera andra morfologiska detaljer som är mer tydliga i icke-kromosomer. avtalad.

referenser

1. Angell, RR 1995. Meios I i humana oocyter. Cytogenet. Cellgenet. 69, 266-272.
2. Brooker, RJ 2015. Genetik: analys & principer. McGraw-Hill, New York.
3. Clemons, AM Brockway, HM, Yin, Y., Kasinathan, B., Butterfield, YS, Jones, SJM Colaiácovo, MP, Smolikove, S. 2013. akirin krävs för diakinesis bivalent struktur och synaptonemal komplex demontering vid meiotiska profas I. MBoC, 24, 1053-1057.
4. Crowley, PH, Gulati, DK, Hayden, TL, Lopez, P., Dyer, R. 1979. En chiasma-hormonell hypotes om Downs syndrom och moders ålder. Nature, 280, 417-419.
5. Friedman, CR, Wang, H.-F. 2012. Kvantifiera meios: användning av den fraktala dimensionen, D _f , för att beskriva och förutsäga profas I ämnen och Metaphase I. Pp 303-320, i:. Swan, A., red. Meios - molekylära mekanismer och cytogenetisk mångfald. InTech, Rijeka, Kroatien.
6. Hartwell, LH, Goldberg, ML, Fischer, JA, Hood, L. 2015. Genetik: från gener till genom. McGraw-Hill, New York.
7. Hultén, M. 1974. Chiasma-distribution vid diakinesis hos den normala människohannen. Hereditas 76, 55–78.
8. Johannisson, R., Gropp, A., Winking, H., Coerdt, W., Rehder, H. Schwinger, E. 1983. Downs syndrom hos hanen. Reproduktionspatologi och meiotiska studier. Human Genetics, 63, 132-138.
9. Lynn, A., Ashley, T., Hassold, T. 2004. Variation i mänsklig meiotisk rekombination. Årlig översyn av Genomics and Human Genetics, 5, 317–349.
10. Schulz-Schaeffer, J. 1980. Cytogenetics - växter, djur, människor. Springer-Verlag, New York.
11. Snustad, DP, Simmons, MJ 2012. Principer för genetik. Wiley, New York.