DIJAKINEZA: KARAKTERISTIKE I PODFAZE - BIOLOGIJA - 2026

Diakinesis je peti i posljednji-faza profaza I od mejoze, tijekom kojih kromosomi, nitaste prije ugovora mejoza na maksimum. Kontrakcija kromosoma čini ih okretnijima tijekom sljedećih pokreta dijeljenja koji dovode do stvaranja haploidnih stanica ili gameta.

Na kraju dijakineze nastaje nuklearno vreteno čija pričvršćivanje na kinetohore kromosoma putem mikrotubula povlači ih prema polovima stanice. Ovaj fenomen nadahnuo je izraz dijakineza, izveden iz grčkih riječi koje znače kretanja u suprotnim smjerovima.

Izvor: pixabay.com

Mjesto u mejozi

Funkcija mejoze je stvaranje četiri haploidne stanice iz jedne diploidne stanice. Da biste to učinili, u mejozi se kromosomi moraju klasificirati i raspodijeliti tako da se njihov broj smanji za pola.

Mejoza se sastoji od dva stadija, nazvanih mejoza I i II, od kojih je svaka podijeljena u pet faza, nazvanih profaza, prometafaza, metafaza, anafaza i telofaza. Homonimne faze mejoze I i II razlikuju se dodavanjem "I" ili "II".

U mejozi I izvorna ćelija dijeli se na dva dijela. U mejozi II nova podjela proizvodi četiri gamete.

Gledano na razini para alela, izvorna ćelija imala bi A, a. Prije mejoze, replikacijom DNK čini da ova stanica ima A, A; a, a. Mejoza I proizvodi stanicu s A, A i drugu s a, a. Mejoza II dijeli obje stanice u gamete s A, A, a, a.

Profaza I mejoze najduža je i najkompleksnija faza mejoze. Sastoji se od pet podfaza: leptotena, zigotena, pahitena, diplotena i dijakineze.

Tijekom ovog procesa, kromosomi se kondenziraju (ugovori), homologni kromosomi međusobno se prepoznaju (sinapse) i nasumično razmjenjuju segmente (crossover). Nuklearna membrana se raspada. Pojavi se nuklearno vreteno.

Prethodni podfazi (leptoten do diploten)

Tijekom leptotena, kromosomi koji su se tijekom prethodnog razdoblja rasta i ekspresije gena ponavljali i bili u difuznom stanju, počinju se kondenzirati, postajući vidljivi pod svjetlosnim mikroskopom.

Tijekom zigotena homologni kromosomi počinju se redati. Sinapsija se odvija, praćena stvaranjem proteinske strukture, nazvane sinaptonemalni kompleks, između uparenih kromosoma

Tijekom pachytena, homologni kromosomi se potpuno slažu, tvoreći bivalente ili tetrade, od kojih svaki sadrži dva para sestrinskih kromatida ili monada. U ovoj se podfazi odvija crossover između svakog od tih parova. Kontaktne točke ukrštenih kromatida nazivaju se kijazmi.

Tijekom diplotena, kromosomi se i dalje skraćuju i zadebljaju. Sinaptonemalni kompleks gotovo u potpunosti nestaje. Homologni kromosomi međusobno se počinju odbijati sve dok ih ne spoji samo chiasmata.

Diplotene može trajati dugo, do 40 godina kod žena. Mejoza u ljudskim ovulama zaustavlja se u diplotenu u sedmom mjesecu razvoja fetusa, prelazeći u dijakinezu i mejozu II, što je kulminiralo oplodnjom jajovoda.

karakteristike

U dijakinezi kromosomi dostižu svoju maksimalnu kontrakciju. Nuklearno, odnosno mejotsko vreteno počinje se formirati. Bivalanti započinju svoju migraciju prema staniku ekvatoru, vođeni nuklearnom uporabom (ta se migracija dovršava tijekom metafaze I).

Prvi put tijekom mejoze mogu se promatrati četiri kromatide svakog bivalenta. Mjesta ukrštanja preklapaju se, čineći da su chiasmi jasno vidljivi. Sinaptonemalni kompleks potpuno nestaje. Nukleoli također nestaju. Nuklearna se membrana raspada i pretvara u vezikule.

Kondenzacija kromosoma tijekom prijelaza iz diplotena u dijakinezu regulira se posebnim kompleksom proteina koji se zove kondenzin II. U dijakinezi se transkripcija završava i započinje prijelaz u metafazu I.

Važnost

Broj chiasmi opaženih u dijakinezi omogućuje citološku procjenu ukupne duljine genoma organizma.

Dijakineza je idealna faza za brojanje kromosoma. Ekstremna kondenzacija i odbojnost između bivalenta omogućuju dobru definiciju i odvajanje istih.

Tijekom dijakineze, nuklearno vreteno nije u potpunosti povezano s kromosomima. To im omogućuje da se dobro odvoje, što omogućuje njihovo promatranje.

Događaji rekombinacije (ukrštanja) mogu se opaziti u stanicama dijakeineze uobičajenim citogenetskim tehnikama.

U muškaraca s Downovim sindromom, prisutnost dodatnog kromosoma 21 nije otkrivena u većini stanica pahitena zbog njegovog skrivanja u spolnom vezikulu.

Ova strukturalna složenost otežava identifikaciju pojedinih kromosoma. Suprotno tome, ovaj kromosom može se lako vizualizirati u velikoj većini stanica u dijakinezi.

Tako je dokazan odnos između kromosoma 21 i kompleksa XY tijekom pahitena mogao biti uzrok spermatogenog zatajenja u Down sindromu, kao što je općenito primijećeno u slučajevima hibridnih životinja, u kojima je povezanost dodatnog kromosoma s ovim kompleksom stvara mušku sterilnost.

Promatranje rekombinacije

Promatranje chijami tijekom dijakineze omogućava izravno ispitivanje broja i mjesta rekombinacija na pojedinim kromosomima.

Kao rezultat, poznato je, na primjer, da jedan crossover može inhibirati drugi crossover u istoj regiji (chiasmatična interferencija), ili da žene imaju više chiasmi od muškaraca.

Međutim, ova tehnika ima određena ograničenja:

1) Dijakineza je vrlo kratkotrajna, pa pronalaženje odgovarajućih stanica može biti teško. Iz tog razloga, ako vrsta ispitivanja to dopušta, poželjno je koristiti stanice dobivene tijekom pahitena, što je podfaza mnogo dužeg trajanja.

2) Za dobivanje stanica u dijakinezi potrebna je ekstrakcija oocita (ženki), ili obavljanje biopsije testisa (mužjaka). To predstavlja ozbiljan nedostatak u proučavanju ljudi.

3) Zbog visoke kondenzacije kromosomi stanica u dijakinezi nisu optimalni za postupke bojenja, kao što su G, C ili Q, ovaj problem otežava promatranje i drugih morfoloških detalja koji su vidljiviji u ne-kromosomima. ugovoreno.

Reference

1. Angell, RR 1995. Mejoza I u humanim oocitima. Citogenet. Stanični genet. 69, 266-272.
2. Brooker, RJ 2015. Genetika: analiza i principi. McGraw-Hill, New York.
3. Clemons, AM Brockway, HM, Yin, Y., Kasinathan, B., Butterfield, YS, Jones, SJM Colaiácovo, MP, Smolikove, S. 2013. akirin je potreban za dijavansu dvovalentne strukture i demontažu sinaptonemalnog kompleksa na mejotičkom profazi I. MBoC, 24, 1053-1057.
4. Crowley, PH, Gulati, DK, Hayden, TL, Lopez, P., Dyer, R. 1979. Chiasma-hormonska hipoteza koja se odnosi na Downov sindrom i dob majke. Priroda, 280, 417-419.
5. Friedman, CR, Wang, H.-F. 2012. kvantificiranje mejoza: uporaba fraktalnoga dimenzije, D _f, opisati i predvidjeti tvari profaze I. i metafazi I. PP 303-320, u. Swan, A., ed. Mejoza - molekularni mehanizmi i citogenetska raznolikost. InTech, Rijeka, Hrvatska.
6. Hartwell, LH, Goldberg, ML, Fischer, JA, Hood, L. 2015. Genetika: od gena do genoma. McGraw-Hill, New York.
7. Hultén, M. 1974. Rasprostranjenost Chiasma kod dijakineze kod mužjaka normalnog čovjeka. Hereditas 76, 55–78.
8. Johannisson, R., Gropp, A., Winking, H., Coerdt, W., Rehder, H. Schwinger, E. 1983. Downov sindrom u muškaraca. Reproduktivna patologija i mejotske studije. Human Genetics, 63, 132-138.
9. Lynn, A., Ashley, T., Hassold, T. 2004. Varijacije u ljudskoj mejotičkoj rekombinaciji. Godišnji pregled genoma i ljudske genetike, 5, 317–349.
10. Schulz-Schaeffer, J. 1980. Citogenetika - biljke, životinje, ljudi. Springer-Verlag, New York.
11. Snustad, DP, Simmons, MJ 2012. Principi genetike. Wiley, New York.