KAS IR PAHITENĒNS UN KAS TAJĀ NOTIEK? - BIOLOĢIJA - 2025

Pachytene vai pachynema ir trešais posms mejotisko prophase I; tajā tiek pārbaudīts rekombinācijas process. Mitozē ir viena propāze, un meiozes gadījumā ir divas: I fāze un II fāze.

Iepriekš, izņemot II fāzi, hromosomas tika dublētas, katra no tām izraisīja māsas hromatīdus. Bet tikai fāzēs es homologus (dublikātus) veidoju pāri, veidojot divvērtīgus produktus.

Mejozes produkti, kuros pachitēna (Prophase I) laikā ir noticis krustojums. Ņemts no commons.wikimedia.org

Termins paquiteno nāk no grieķu valodas un nozīmē “biezus pavedienus”. Šie "biezie pavedieni" ir pāra homologās hromosomas, kas pēc dublēšanās veido tetradus. Tas ir, četri "pavedieni" jeb virknes, kas liek katrai hromosomai redzēt sabiezējumu.

Ir meiotiskās I fāzes unikālie aspekti, kas izskaidro pahitenēna unikālās īpašības. Tikai meiozes I fāzes pachytenā hromosomas rekombinējas.

Lai to izdarītu, tiek pārbaudīta homologu atzīšana un atbilstība. Tāpat kā mitozē, arī hromatīdiem jābūt dublētiem. Bet tikai meiosisā es pahitenē veidojas joslu apmaiņas kompleksi, kurus mēs saucam par chiasmatiem.

Tajos notiek tas, kas nosaka mejozes rekombinācijas spēju: krustojums starp homologo hromosomu hromatīdām.

Viss DNS apmaiņas process ir iespējams, pateicoties iepriekšējam sinaptonēmiskā kompleksa parādīšanās brīdim. Šis multiproteīnu komplekss ļauj homologām hromosomām pāriet (sinapses) un rekombinēties.

Sinaptonēmiskais komplekss pachitēna laikā

Sinaptonēmiskais komplekss (CS) ir olbaltumvielu karkass, kas ļauj savstarpēji saistīties starp homologām hromosomām. Tas notiek tikai meiozes I pachitēnas laikā un ir hromosomu pāru veidošanās fiziskais pamats. Citiem vārdiem sakot, tas ir tas, kas ļauj hromosomām sinapsēt un rekombinēties.

Sinaptonēmiskais komplekss ir ļoti konservēts starp eikariotiem, kuriem tiek veikta meioze. Tāpēc tas evolucionāri ir ļoti vecs, kā arī strukturāli un funkcionāli līdzvērtīgs visās dzīvajās lietās.

Tas sastāv no centrālā aksiālā elementa un diviem sānu elementiem, kas atkārtojas tāpat kā rāvējslēdzēja vai aizdares zobi.

Sinaptonēmiskais komplekss veidojas no noteiktiem punktiem hromosomās zigotēna laikā. Šīs vietas ir kolineāras ar tām vietām, kurās notiek DNS pārtraukumi, ja pahitenē rodas sinapses un rekombinācija.

Tāpēc pachytenes laikā mums ir slēgts rāvējslēdzējs. Šajā pārveidojumā tiek definēti konkrēti punkti, kur posma beigās tiks apmainītas DNS joslas.

Sinaptonēmiskā kompleksa un hiasmu komponenti

Mejozes sinaptonēmiskais komplekss satur daudz strukturālo olbaltumvielu, kas atrodami arī mitozes laikā. Tajos ietilpst topoizomerāze II, kondensīni, cohesins, kā arī ar koheīnu saistītie proteīni.

Papildus tiem ir arī olbaltumvielas, kas ir specifiskas un unikālas mejozei, kā arī rekombinācijas kompleksa olbaltumvielas.

Šīs olbaltumvielas ir daļa no rekombinosomas. Šī struktūra sagrupē visus proteīnus, kas nepieciešami rekombinācijai. Acīmredzot rekombinoza neveidojas krustošanās punktos, bet tiek vervēta, jau izveidojusies, to virzienā.

Chiasmas

Chiasms ir redzamās morfoloģiskās struktūras hromosomās, kur notiek krustošanās. Citiem vārdiem sakot, DNS joslu apmaiņas fiziskas izpausmes starp divām homologām hromosomām. Chiasms ir atšķirīgas pahitēna citomorfoloģiskās pazīmes.

Visos mejozos katrā hromosomā jānotiek vismaz vienai hiasmai. Tas nozīmē, ka katra gameta ir rekombinanta. Pateicoties šai parādībai, varēja secināt un ierosināt pirmās ģenētiskās kartes, kuru pamatā ir sasaiste un rekombinācija.

No otras puses, hiasmu un līdz ar to arī krosoveru trūkums izraisa kropļojumus hromosomu segregācijas līmenī. Pēc tam rekombinācija pahitenēna laikā darbojas kā meiotiskās segregācijas kvalitātes kontrole.

Tomēr evolucionāri runājot, ne visi organismi tiek rekombinēti (piemēram, vīriešu augļi mušas). Šajos gadījumos darbojas citi hromosomu segregācijas mehānismi, kas nav atkarīgi no rekombinācijas.

A , diagramma, kurā parādīts divu hromosomu centrālais aksiālais elements un sānu elementi pilnā sinapsē. B , chiasmata un krustojumi. Paņemts no wikimedia.org

Pahitenēna progresēšana

Izejot no zigotēna, sinaptonēmiskais komplekss ir pilnībā izveidots. To papildina dubultjoslu DNS pārtraukumu ģenerēšana, no kuriem tiek pārbaudīts krustojums.

Dubultie DNS pārtraukumi liek šūnai tos labot. DNS remonta procesā šūna pieņem darbā rekombinozi. Tiek izmantota joslu apmaiņa, un rezultātā iegūst rekombinantās šūnas.

Kad sinaptonēmiskais komplekss ir pilnībā izveidojies, tiek teikts, ka sākas pahitenēns.

Pachytenē esošajos sinapsēs esošie biovalanti galvenokārt mijiedarbojas caur sinaptonēmiskā kompleksa aksiālo elementu. Katrs hromatīds ir organizēts cilpu organizācijā, kuras pamatne ir sinaptonēmiskā kompleksa centrālais aksiālais elements.

Katra ekvivalenta aksiālais elements caur sānu elementiem saskaras ar otra elementa elementu. Māsu hromatīdu asis ir ļoti sablīvētas, un to hromatīna cilpas iziet uz āru no centrālā aksiālā elementa. Starp visām saitēm attālums starp saitēm (~ 20 mikronā) ir saglabājies.

Tuvojoties pahitenēna izbeigšanai, no dažām DNS dubultjoslu pārtraukuma vietām ir acīmredzami krustojumi. Krosoveru parādīšanās arī norāda uz sinaptonēmiskā kompleksa atšķetināšanas sākumu.

Homologās hromosomas kļūst kondensētākas (izskatās individuālākas) un sāk atdalīties, izņemot hiasmas. Kad tas notiek, beidzas pahitenēns un sākas diplotēns.

Asociācija starp rekombinosomu un sinaptonēmiskā kompleksa asīm saglabājas visā sinapsē. Īpaši rekombinētos krustojumos līdz pahitenēna galam vai nedaudz tālāk.

Atsauces

1. Alberts, B., Džonsons, AD, Lūiss, J., Morgans, D., Rafs, M., Roberts, K., Valters, P. (2014) Šūnas molekulārā bioloģija (6. izdevums). WW Norton & Company, Ņujorka, NY, ASV.
2. de Massy, ​​B. (2013) Mejozes rekombinācijas uzsākšana: kā un kur? Saglabāšana un īpatnības eikariotu vidū. Ikgadējie pārskati par ģenētiku 47, doi: 10.1146 / annurev-genet-110711-155423
3. Goodenough, UW (1984) Ģenētika. WB Saunders Co Ltd, Filadelfija, PA, ASV.
4. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Ievads ģenētiskajā analīzē (11. izdevums). Ņujorka: WH Freeman, Ņujorka, NY, ASV.
5. Ziklers, D., Kleckners, N. (2015) Homologu rekombinācija, savienošana pārī un sinapsis mejozes laikā. Aukstā pavasara ostas perspektīvas bioloģijā, doi: 10.1101 / cshperspect.a016626