DIAKINĒZE: RAKSTUROJUMS UN APAKŠFĀZES - BIOLOĢIJA - 2025

Diakinēzes ir piektais un pēdējais subphase prophase I meiosis, kuras laikā hromosomas, šķiedrveida pirms mejozes līgums pie maksimāli. Hromosomu saraušanās padara tās manevrējamākas sekojošo dalīšanas kustību laikā, kas noved pie haploīdu šūnu jeb gametu veidošanās.

Diakinēzes beigās veidojas kodolvārpsta, kuras piestiprināšana pie hromosomu kinetohooriem caur mikrotubulēm velk tos šūnas polu virzienā. Šī parādība iedvesmoja terminu diakineze, kas atvasināts no grieķu vārdiem, kas nozīmē kustības pretējos virzienos.

Avots: pixabay.com

Vieta meiozē

Mejozes funkcija ir no vienas diploīdās šūnas ražot četras haploīdas šūnas. Lai to izdarītu, meiozes gadījumā hromosomas ir jāklasificē un jāsadala tā, lai to skaits tiktu samazināts uz pusi.

Mejoze sastāv no diviem posmiem, ko sauc par meiozi I un II, un katrs no tiem ir sadalīts piecās fāzēs, ko sauc par fāzēm, prometafāzēm, metafāzēm, anafāzēm un teofāzēm. I un II mejozes homonīmos posmus izšķir, pievienojot "I" vai "II".

I meiozes gadījumā sākotnējā šūna sadalās divās daļās. Mejozes II gadījumā jauna nodaļa ražo četras gametas.

Skatoties alēļu pāra līmenī, sākotnējā šūnā būtu A, a. Pirms mejozes DNS replikācija liek šai šūnai būt A, A; a, a. I meioze rada šūnu ar A, A un citu ar a, a. Mejoze II sadala abas šūnas gametās ar A, A, a, a.

Meiozes I fāze ir garākā un sarežģītākā meiozes fāze. Tas sastāv no piecām apakšfāzēm: leptotēna, zigotēna, pahitenēna, diplotēna un diakinezes.

Šī procesa laikā hromosomas kondensējas (saraujas), homologās hromosomas atpazīst viena otru (sinapses) un nejauši apmainās ar segmentiem (crossover). Kodola membrāna sadalās. Parādās kodola vārpsta.

Iepriekšējās apakšfāzes (leptotēns un diplotēns)

Leptotēna laikā hromosomas, kas iepriekšējā šūnu augšanas un gēnu ekspresijas periodā bija atkārtojušās un bija difūzā stāvoklī, sāk kondensēties, kļūstot redzamām gaismas mikroskopā.

Zigotēna laikā homologās hromosomas sāk izlīdzināties. Starp pārī esošajām hromosomām notiek sinapse, ko papildina olbaltumvielu struktūras, ko sauc par sinaptonēmisko kompleksu, veidošanās

Pahitenēna laikā homologās hromosomas pilnībā sakrīt, veidojot divvērtīgus materiālus jeb tetradus, no kuriem katrs satur divus māsu hromatīdu vai monādu pārus. Šajā apakšfāzē notiek krustošanās starp katru no šiem pāriem. Krustoto hromatīdu kontaktpunkti tiek saukti par chiasmiem.

Diplotēna laikā hromosomas turpina saīsināties un sabiezēt. Sinaptonēmiskais komplekss gandrīz pilnībā izzūd. Homologās hromosomas sāk atgrūst viena otru, līdz tām pievienojas tikai hiasmas.

Parasene var ilgt ilgu laiku, sievietēm līdz 40 gadiem. Meioze cilvēka olšūnās apstājas ar diplotēnu līdz septītajam augļa attīstības mēnesim, progresējot līdz diakinezei un meiozei II, beidzoties ar olšūnas apaugļošanu.

raksturojums

Diakinēzē hromosomas sasniedz maksimālo kontrakciju. Sāk veidoties kodola jeb meiotiskā vārpsta. Bivalenti sāk savu migrāciju uz šūnu ekvatoru, vadoties pēc kodola izmantošanas (šī migrācija tiek pabeigta I metafāzes laikā).

Pirmo reizi meiozes laikā var novērot katras bivalences četrus hromatīdus. Krustošanās vietas pārklājas, padarot hiasmas skaidri redzamas. Sinaptonēmiskais komplekss pilnībā izzūd. Pazūd arī nukleoli. Kodola membrāna sadalās un pārvēršas pūslīšos.

Hromosomu kondensāciju pārejā no diplotēna uz diakinezi regulē īpašs olbaltumvielu komplekss, ko sauc par kondensīnu II. Diakinēzē transkripcija beidzas un sākas pāreja uz I metafāzi.

Svarīgums

Diakinēzē novēroto hiasmu skaits ļauj citoloģiski novērtēt kopējo organisma genoma garumu.

Diakinēze ir ideāls posms hromosomu skaita noteikšanai. Īpašs kondensācija un atgrūšanās starp biovalentiem ļauj tos labi definēt un atdalīt.

Diakinēzes laikā kodola vārpsta nav pilnībā piesaistījusies hromosomām. Tas ļauj viņus labi nodalīt, ļaujot tos novērot.

Rekombinācijas notikumus (krustojumus) var novērot diakinezes šūnās, izmantojot parastās citoģenētiskās metodes.

Vīriešiem ar Dauna sindromu papildu 21. hromosomas klātbūtne lielākajā daļā pachtenēna šūnu netiek atklāta, jo tā ir slēpta dzimuma pūslī.

Šī strukturālā sarežģītība apgrūtina atsevišķu hromosomu identificēšanu. Turpretī šo hromosomu var viegli vizualizēt lielākajā daļā diakinēzes šūnu.

Šādi pierādītā saistība starp 21. hromosomu un XY kompleksu paktilēna laikā varētu būt spermatogēnas mazspējas cēlonis Dauna sindromā, kā tas parasti tika novērots hibrīdu dzīvnieku gadījumos, kad papildu hromosomas asociācija ar šo kompleksu tas rada vīriešu sterilitāti.

Rekombinācijas novērošana

Hiasmu novērošana diakinezes laikā ļauj tieši pārbaudīt rekombināciju skaitu un atrašanās vietu uz atsevišķām hromosomām.

Tā rezultātā, piemēram, ir zināms, ka viens krustojums var kavēt otru krustojumu tajā pašā reģionā (hiasmatiski traucējumi) vai ka mātītēm ir vairāk hiasmu nekā vīriešiem.

Tomēr šai metodei ir daži ierobežojumi:

1) Diakinēze ir ļoti īslaicīga, tāpēc piemērotu šūnu atrašana var būt sarežģīta. Šī iemesla dēļ, ja pētījuma veids to atļauj, ir vēlams izmantot šūnas, kas iegūtas paktilēna laikā, kas ir daudz ilgāks apakšfāze.

2) Lai iegūtu diakinezes šūnas, ir nepieciešams iegūt olšūnas (sievietes) vai veikt sēklinieku biopsijas (vīriešiem). Tas ir nopietns trūkums pētījumos ar cilvēkiem.

3) Diakinēzē esošo šūnu hromosomas, pateicoties augstajai kondensācijai, nav optimālas krāsošanas procedūrām, piemēram, G, C vai Q joslām.Šī problēma apgrūtina arī citu morfoloģisko datu novērošanu, kas ir acīmredzamāki nehromosomās. nolīgts.

Atsauces

1. Angell, RR 1995. Meioze I cilvēka oocītos. Cytogenet. Šūnu ģenētika. 69, 266-272.
2. Brooker, RJ 2015. Ģenētika: analīze un principi. McGraw-Hill, Ņujorka.
3. Clemons, AM Brockway, HM, Yin, Y., Kasinathan, B., Butterfield, YS, Jones, SJM Colaiácovo, MP, Smolikove, S. 2013. akirin ir nepieciešams diakinezes divvērtīgo struktūru un sinaptonemal kompleksa izjaukšanai pie meiotiskās I fāzes. MBoC, 24, 1053-1057.
4. Crowley, PH, Gulati, DK, Hayden, TL, Lopez, P., Dyer, R. 1979. Chiasma-hormonāla hipotēze, kas attiecas uz Dauna sindromu un mātes vecumu. Daba, 280, 417-419.
5. Frīdmens, CR, Vangs, H.-F. 2012. kvantitatīvi meiosis: izmantot fraktāļu dimensijas, D _f , lai aprakstītu un prognozēt prophase I vielas un metafāzes I. PP 303-320, jo:. Swan, A., izd. Mejoze - molekulārie mehānismi un citoģenētiskā daudzveidība. InTech, Rijeka, Horvātija.
6. Hartvels, LH, Goldbergs, ML, Fišers, JA, Huds, L. 2015. Ģenētika: no gēniem līdz genomiem. McGraw-Hill, Ņujorka.
7. Hultén, M. 1974. Chiasma izplatība pie diakinezes parastā cilvēka vīrietim. Hereditas 76, 55–78.
8. Johannisson, R., Gropp, A., Winking, H., Coerdt, W., Rehder, H. Schwinger, E. 1983. Dauna sindroms vīriešiem. Reproduktīvās patoloģijas un meiotiskie pētījumi. Cilvēka ģenētika, 63, 132-138.
9. Lynn, A., Ashley, T., Hassold, T. 2004. Variants cilvēka meiotiskajā rekombinācijā. Ikgadējais genomikas un cilvēka ģenētikas pārskats, 5, 317–349.
10. Schulz-Schaeffer, J. 1980. Citoģenētika - augi, dzīvnieki, cilvēki. Springer-Verlag, Ņujorka.
11. Snustad, DP, Simmons, MJ 2012. Ģenētikas principi. Vilejs, Ņujorka.