ДИАКИНЕЗА: ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПОДФАЗИ - БИОЛОГИЯ - 2025

В диакинезисна е петата и последна субфазата I профаза на мейозата, по време на който хромозомите, ресничести преди договор мейозата при максимално. Свиването на хромозомите ги прави по-маневрени по време на следващите движения на разделянето, които водят до образуването на хаплоидни клетки или гамети.

В края на диакинезата се образува ядреното вретено, чието прикрепване към кинетохорите на хромозомите чрез микротубули ги дърпа към полюсите на клетката. Това явление вдъхновява термина диакинеза, произлизащ от гръцките думи, които означават движения в противоположни посоки.

Източник: pixabay.com

Място в мейоза

Функцията на мейозата е да произвежда четири хаплоидни клетки от една диплоидна клетка. За целта при мейозата хромозомите трябва да бъдат класифицирани и разпределени, така че броят им да бъде намален наполовина.

Мейозата се състои от два етапа, наречени мейоза I и II, всеки от които е разделен на пет фази, наречени профаза, prometafase, метафаза, анафаза и телофаза. Омонимните етапи на мейозата I и II се отличават с добавяне на "I" или "II".

При мейозата I първоначалната клетка се разделя на две. В мейоза II ново разделение произвежда четири гамети.

Гледена на нивото на двойка алели, оригиналната клетка би имала A, a. Преди мейозата ДНК репликацията прави тази клетка да има А, А; a, a. Мейозата I произвежда клетка с A, A и друга с a, a. Мейозата II разделя и двете клетки на гамети с A, A, a, a.

Мейозната профаза I е най-дългата и сложна фаза на мейозата. Състои се от пет подфази: лептотен, зиготен, пахитен, диплотен и диакинеза.

По време на този процес хромозомите се кондензират (свиват), хомоложните хромозоми се разпознават взаимно (синапси) и произволно обменят сегменти (кросоувър). Ядрената мембрана се разпада. Появява се ядреното вретено.

Предишни подфази (лептотен до диплотен)

По време на лептотена хромозомите, които през предходния период на клетъчен растеж и генна експресия се възпроизвеждат и са в дифузно състояние, започват да се кондензират, ставайки видими под светлинен микроскоп.

По време на зиготен хомоложните хромозоми започват да се подреждат. Провежда се синапс, придружен от образуването на протеинова структура, наречена синаптонемален комплекс, между сдвоени хромозоми

По време на пахитена хомоложните хромозоми се подреждат напълно, образувайки биваленти или тетради, всяка от които съдържа две двойки сестрински хроматиди или монади. В тази подфаза се извършва кръстосването между всяка от тези двойки. Контактните точки на кръстосаните хроматиди се наричат ​​хиазми.

По време на диплотена хромозомите продължават да се скъсяват и сгъстяват. Синаптонемният комплекс почти напълно изчезва. Хомоложните хромозоми започват да се отблъскват една друга, докато не се присъединят само от хиазмата.

Diplotene може да продължи дълго време, до 40 години при жените. Мейозата в човешките овули спира в диплотена до седмия месец от развитието на плода, преминавайки към диакинеза и мейоза II, завършваща с оплождането на яйцеклетката.

характеристики

При диакинезата хромозомите достигат максималното си свиване. Започва да се образува ядреното, или мейотичното вретено. Бивалентите започват миграцията си към клетъчния екватор, ръководени от ядрена употреба (тази миграция е завършена по време на метафаза I).

За първи път в хода на мейозата могат да се наблюдават четирите хроматиди на всеки двувалент. Кросоувър сайтовете се припокриват, което прави киазмите ясно видими. Синаптонемният комплекс изчезва напълно. Ядрата също изчезват. Ядрената мембрана се разпада и се превръща във везикули.

Кондензацията на хромозоми по време на прехода от диплотен към диакинеза се регулира от особен комплекс от протеини, наречен кондензин II. При диакинезата транскрипцията завършва и започва преходът към метафаза I.

важност

Броят на хиазмите, наблюдавани при диакинезата, позволява да се направи цитологична оценка на общата дължина на генома на организма.

Диакинезата е идеален етап за извършване на броя на хромозомите. Изключителната кондензация и отблъскване между биваленти позволяват добро дефиниране и разделяне на същото.

По време на диакинезата ядреното вретено не е напълно прикрепено към хромозомите. Това им позволява да бъдат добре разделени, което позволява тяхното наблюдение.

Рекомбинационни събития (кръстосани) могат да се наблюдават в клетките на диакинезата чрез конвенционални цитогенетични техники.

При мъже със синдром на Даун, присъствието на допълнителната хромозома 21 не се открива в повечето клетки в пахитен поради скриването му в половата везикула.

Тази структурна сложност затруднява идентифицирането на отделните хромозоми. За разлика от това, тази хромозома може лесно да се визуализира в огромното мнозинство клетки в диакинезата.

Следователно доказаната връзка между хромозома 21 и комплекс XY по време на пахитин може да бъде причина за сперматогенна недостатъчност при синдрома на Даун, както обикновено се наблюдава при случаи на хибридни животни, при които свързването на допълнителна хромозома с този комплекс той произвежда мъжка стерилност.

Наблюдение на рекомбинацията

Наблюдението на хиазмите по време на диакинезата позволява директно изследване на броя и местоположението на рекомбинациите върху отделните хромозоми.

Благодарение на това е известно, например, че един кросовър може да инхибира втори кросоувър в същия регион (хиазматична интерференция) или че жените имат повече хиазми от мъжете.

Тази техника обаче има някои ограничения:

1) Диакинезата е много краткотрайна, така че намирането на подходящи клетки може да бъде трудно. Поради тази причина, ако видът на изследването го позволява, за предпочитане е да се използват клетки, получени по време на пахитен, което е подфаза с много по-голяма продължителност.

2) Получаването на клетки в диакинезата изисква екстракция на яйцеклетки (женски) или извършване на тестикуларни биопсии (мъже). Това представлява сериозен недостатък в човешките изследвания.

3) Поради високата си кондензация, хромозомите на клетките в диакинезата не са оптимални за оцветяване на процедури, като G, C или Q ленти. Този проблем затруднява наблюдението и на други морфологични детайли, които са по-очевидни при нехромозомите. договорени.

Препратки

1. Angell, RR 1995. Мейоза I в човешки яйцеклетки. Cytogenet. Cell Genet. 69, 266-272.
2. Brooker, RJ 2015. Генетика: анализ и принципи. McGraw-Hill, Ню Йорк.
3. Clemons, AM Brockway, HM, Yin, Y., Kasinathan, B., Butterfield, YS, Jones, SJM Colaiácovo, MP, Smolikove, S. 2013. akirin е необходим за диакинезна двувалентна структура и синаптонемален комплексен демонтаж при мейотична профаза I. MBoC, 24, 1053-1057.
4. Кроули, PH, Gulati, DK, Hayden, TL, Lopez, P., Dyer, R. 1979. Хиазма-хормонална хипотеза, свързана със синдрома на Даун и възрастта на майката. Природа, 280, 417-419.
5. Friedman, CR, Wang, H.-F. 2012. Количествено определяне на мейозата: използване на фракталното измерение, D _f, за описване и прогнозиране на вещества от профаза I и метафаза I. стр. 303–320, в: Лебед, А., изд. Мейоза - молекулни механизми и цитогенетично разнообразие. InTech, Риека, Хърватия.
6. Hartwell, LH, Goldberg, ML, Fischer, JA, Hood, L. 2015. Генетика: от гени до геноми. McGraw-Hill, Ню Йорк.
7. Hultén, M. 1974. Разпределение на киазма при диакинеза при нормалния мъж. Hereditas 76, 55–78.
8. Johannisson, R., Gropp, A., Winking, H., Coerdt, W., Rehder, H. Schwinger, E. 1983. Синдром на Даун при мъжете. Репродуктивна патология и мейотични изследвания. Човешка генетика, 63, 132-138.
9. Lynn, A., Ashley, T., Hassold, T. 2004. Вариация в човешката мейотична рекомбинация. Годишен преглед на геномиката и човешката генетика, 5, 317–349.
10. Schulz-Schaeffer, J. 1980. Цитогенетика - растения, животни, хора. Springer-Verlag, Ню Йорк.
11. Snustad, DP, Simmons, MJ 2012. Принципи на генетиката. Уайли, Ню Йорк.