DIAKINÉZA: CHARAKTERISTIKY A PODFÁZY - BIOLÓGIE - 2026

Diakinetickej je piata a posledná Subfáze Profáza I meiózy, počas ktorého chromozómy, vláknité pred meiózy zmluvy na maximum. Zmršťovanie chromozómov ich robí viac manévrovateľnými počas nasledujúcich deliacich pohybov, ktoré vedú k tvorbe haploidných buniek alebo gamét.

Na konci diakinézy sa vytvorí jadrové vreteno, ktorého pripojenie k kinetochorom chromozómov cez mikrotubuly ich priťahuje smerom k pólom bunky. Tento jav inšpiroval pojem diakinesis, odvodený z gréckych slov, ktoré znamenajú pohyby opačným smerom.

Zdroj: pixabay.com

Miesto v meióze

Funkciou meiózy je produkovať štyri haploidné bunky z jednej diploidnej bunky. V meióze je preto potrebné chromozómy klasifikovať a distribuovať tak, aby sa ich počet znížil na polovicu.

Meióza pozostáva z dvoch štádií, ktoré sa nazývajú meióza I a II, z ktorých každá je rozdelená do piatich fáz, ktoré sa nazývajú profáza, prometafáza, metafáza, anafáza a telopáza. Homonymné štádiá meiózy I a II sa rozlišujú pridaním „I“ alebo „II“.

Pri meióze I sa pôvodná bunka delí na dve časti. V meióze II nová divízia produkuje štyri gaméty.

Pri pohľade na úroveň páru alel by pôvodná bunka mala A, a. Pred meiózou spôsobuje DNA replikácia tejto bunky A, A; a, a. Meióza I produkuje bunku s A, A a ďalšiu s a, a. Meióza II rozdeľuje obe bunky na gamety pomocou A, A, a, a.

Meióza profáza I je najdlhšia a najkomplexnejšia fáza meiózy. Pozostáva z piatich podfáz: leptotén, zygotén, pachytén, diploten a diakinesis.

Počas tohto procesu sa chromozómy kondenzujú (kontraktujú), homológne chromozómy sa navzájom rozpoznávajú (synapsie) a náhodne vymieňajú segmenty (crossover). Jadrová membrána sa rozpadá. Objaví sa jadrové vreteno.

Predchádzajúce podfázy (leptotén až diplotene)

Počas leptoténu sa chromozómy, ktoré sa počas predchádzajúceho obdobia bunkového rastu a génovej expresie replikovali a boli v rozptýlenom stave, začali kondenzovať a stali sa viditeľnými pod optickým mikroskopom.

Počas zygoténu sa začnú homológne chromozómy zarovnať. Medzi párovými chromozómami dochádza k syntéze sprevádzanej tvorbou proteínovej štruktúry nazývanej synaptonemálny komplex.

Počas pachyténu sa homológne chromozómy úplne vyrovnajú a vytvárajú sa bivalenty alebo tetrady, z ktorých každý obsahuje dva páry sesterských chromatidov alebo monád. V tejto podfáze dôjde k prechodu medzi každým z týchto párov. Kontaktné body prekrížených chromatidov sa nazývajú chiasmy.

Počas diplotene sa chromozómy naďalej znižujú a zhustnú. Synaptonemálny komplex takmer úplne zmizne. Homológne chromozómy sa navzájom odpudzujú, až kým sa k nim nepripojia iba chiasmy.

Diplom môže trvať dlho, až 40 rokov u žien. Meióza v ľudských vajíčkach sa zastaví v diplotene do siedmeho mesiaca vývoja plodu, progreduje do diakinezy a meiózy II a kulminuje oplodnením vajíčka.

vlastnosti

Pri diakinéze dosahujú chromozómy maximálnu kontrakciu. Jadrové alebo meiotické vreteno sa začína formovať. Bivalenty začínajú s migráciou smerom k bunkovému rovníku vedeným jadrovým využitím (táto migrácia je dokončená počas metafázy I).

Prvýkrát v priebehu meiózy je možné pozorovať štyri chromatidy každej bivalentnej látky. Miesta prekríženia sa prekrývajú, čím sú priepasti jasne viditeľné. Synaptonemálny komplex úplne zmizne. Jadrá zmiznú. Jadrová membrána sa rozpadá a mení sa na vezikuly.

Kondenzácia chromozómov počas prechodu z diplotene na diakinezu je regulovaná konkrétnym komplexom proteínov nazývaným kondenzín II. Pri diakinéze končí transkripcia a začína prechod na metafázu I.

dôležitosť

Počet pozorovaní pri diakinézach umožňuje cytologický odhad celkovej dĺžky genómu organizmu.

Diakinéza je ideálne štádium na vykonávanie počtu chromozómov. Extrémna kondenzácia a odpor medzi obkľúčmi umožňujú ich dobrú definíciu a oddelenie.

Počas diakinezy nie je jadrové vreteno úplne pripojené k chromozómom. To im umožňuje byť dobre oddelené, čo umožňuje ich pozorovanie.

Rekombinačné udalosti (crossovery) možno pozorovať v bunkách diakinezy konvenčnými cytogenetickými technikami.

U mužov s Downovým syndrómom nie je prítomnosť extrachromozómu 21 vo väčšine buniek v pachyténe detegovaná kvôli jeho utajeniu v pohlavnom vezikule.

Táto štruktúrna zložitosť sťažuje identifikáciu jednotlivých chromozómov. Naopak, tento chromozóm sa dá ľahko vizualizovať v drvivej väčšine buniek pri diakineze.

Takto dokázaný vzťah medzi chromozómom 21 a komplexom XY počas pachyténu by mohol byť príčinou spermatogénneho zlyhania pri Downovom syndróme, ako sa všeobecne pozorovalo v prípade hybridných zvierat, v ktorých je asociácia ďalšieho chromozómu s týmto komplexom vytvára mužskú sterilitu.

Pozorovanie rekombinácie

Pozorovanie priehlbín počas diakinézy umožňuje priame vyšetrenie počtu a umiestnenia rekombinácií na jednotlivých chromozómoch.

V dôsledku toho je napríklad známe, že jeden kríženec môže inhibovať druhý kríženec v rovnakej oblasti (chiasmatické rušenie), alebo že ženy majú viac medzier ako muži.

Táto technika má však určité obmedzenia:

1) Diakinéza je veľmi krátka, takže nájdenie vhodných buniek môže byť ťažké. Z tohto dôvodu, ak to typ štúdie umožňuje, je výhodné použiť bunky získané počas pachyténu, čo je oveľa kratšia subfáza.

2) Získanie buniek pri diakineze vyžaduje extrakciu oocytov (samíc) alebo vykonanie testikulárnych biopsií (samcov). V štúdiách na ľuďoch to predstavuje vážny nedostatok.

3) Kvôli vysokej kondenzácii nie sú chromozómy buniek pri diakineze optimálne pre postupy farbenia, ako je napríklad pruhovanie G, C alebo Q. Tento problém tiež sťažuje pozorovanie ďalších morfologických podrobností, ktoré sú zjavnejšie v nechromozómoch. zmluvne.

Referencie

1. Angell, RR 1995. Meióza I v ľudských oocytoch. Cytogenet. Cell Genet. 69, 266 - 272.
2. Brooker, RJ 2015. Genetika: analýza a princípy. McGraw-Hill, New York.
3. Clemons, AM Brockway, HM, Yin, Y., Kasinathan, B., Butterfield, YS, Jones, SJM Colaiácovo, MP, Smolikove, S. 2013. akirin je potrebný na diakineznú bivalentnú štruktúru a na demontáž synaptonemálneho komplexu pri meiotickej profázii I. MBoC, 24, 1053-1057.
4. Crowley, PH, Gulati, DK, Hayden, TL, Lopez, P., Dyer, R. 1979. Chiasma-hormonálna hypotéza týkajúca sa Downovho syndrómu a materského veku. Náture, 280, 417-419.
5. Friedman, CR, Wang, H.-F. 2012. Kvantifikácia meióza: využitie fraktálne dimenzie, D _f , popísať a predpovedať látky Profáza I a metafázy I. Pp 303-320, v :. Swan, A., ed. Meióza - molekulárne mechanizmy a cytogenetická diverzita. InTech, Rijeka, Chorvátsko.
6. Hartwell, LH, Goldberg, ML, Fischer, JA, Hood, L. 2015. Genetika: od génov k genómom. McGraw-Hill, New York.
7. Hultén, M. 1974. Distribúcia chiasmy pri diakineze u normálneho človeka. Hereditas 76, 55–78.
8. Johannisson, R., Gropp, A., Winking, H., Coerdt, W., Rehder, H. Schwinger, E. 1983. Downov syndróm u mužov. Reprodukčná patológia a meiotické štúdie. Human Genetics, 63, 132 - 138.
9. Lynn, A., Ashley, T., Hassold, T. 2004. Variácie v ľudskej meiotickej rekombinácii. Ročný prehľad genómiky a genetiky človeka, 5, 317 - 349.
10. Schulz-Schaeffer, J. 1980. Cytogenetika - rastliny, zvieratá, ľudia. Springer-Verlag, New York.
11. Snustad, DP, Simmons, MJ 2012. Základy genetiky. Wiley, New York.