DIAZINEZIE: CARACTERISTICI ȘI SUBFAZE - BIOLOGIE - 2025

Diakinesis este a cincea și ultima subfază profazei I a meiozei, în timpul căreia cromozomi, filamentoase înainte de contract meioză la maxim. Contracția cromozomilor le face mai manevrabile în timpul mișcărilor de divizare ulterioare care duc la formarea de celule haploide sau gameti.

La sfârșitul diagineziei, se formează fusul nuclear a cărui atașare la kinetochorii cromozomilor prin microtubuli îi atrage spre poli ai celulei. Acest fenomen a inspirat termenul diakinesis, derivat din cuvintele grecești care înseamnă mișcări în direcții opuse.

Sursa: pixabay.com

Loc în meioză

Funcția meiozei este de a produce patru celule haploide dintr-o celulă diploidă. Pentru a face acest lucru, în meioză, cromozomii trebuie clasificați și distribuiți astfel încât numărul acestora să fie redus la jumătate.

Meioza constă din două etape, numite meioză I și II, fiecare subdivizată în cinci faze, numite faza, prometapaza, metafază, anafază și telofază. Etapele omonime ale meiozei I și II se disting prin adăugarea „I” sau „II”.

În meioza I, celula originală se împarte în două. În meioza II, o nouă diviziune produce patru gameți.

Privită la nivelul unei perechi de alele, celula inițială ar avea A, a. Înainte de meioză, replicarea ADN face ca această celulă să aibă A, A; a, a. Meioza I produce o celulă cu A, A și alta cu a, a. Meiosis II împarte ambele celule în gameți cu A, A, a, a.

Faza I a meiozei este faza cea mai lungă și complexă a meiozei. Este format din cinci sub-faze: leptoten, zigoten, paytytene, diplotene și diakinesis.

În timpul acestui proces, cromozomii se condensează (contractează), cromozomii omologi se recunosc reciproc (sinapsele) și schimbă aleatoriu segmente (crossover). Membrana nucleară se dezintegrează. Apare nucleul nuclear.

Subfazele anterioare (leptoten la diploten)

În timpul leptotenului, cromozomii care în perioada precedentă a creșterii celulare și a expresiei genice s-au reprodus și se aflau într-o stare difuză încep să se condenseze, devenind vizibili sub un microscop ușor.

În timpul zigotenei, cromozomii omologi încep să se alinieze. Sinapsa are loc, însoțită de formarea unei structuri proteice, numită complexul sinaptonemal, între cromozomii împerecheți

În timpul pachitenei, cromozomii omologi se aliniază complet, formând bivalenți sau tetradi, fiecare conținând două perechi de cromatide surori sau monade. În această sub-fază are loc încrucișarea dintre fiecare dintre aceste perechi. Punctele de contact ale cromatidelor încrucișate se numesc chiasme.

În timpul diplotenului, cromozomii continuă să se scurteze și să se îngroașe. Complexul sinaptonemal dispare aproape complet. Cromozomii homologi încep să se repele reciproc până când sunt uniți doar de chiasmata.

Diplotenul poate dura mult timp, până la 40 de ani la femei. Meioza la ovule umane se oprește în diploten până la a șaptea lună a dezvoltării fetale, progresând spre diacinezie și meioză II, culminând cu fertilizarea ovulului.

caracteristici

În diacinezie, cromozomii ajung la contracția maximă. Începe să se formeze fusul nuclear, sau meiotic. Bivalenții își încep migrația către ecuatorul celular, ghidați de utilizarea nucleară (această migrare este finalizată în timpul metafazei I).

Pentru prima dată în cursul meiozei, pot fi observate cele patru cromatide ale fiecărui bivalent. Siturile crossover se suprapun, făcând clar vizibil chiasmele. Complexul sinaptonemal dispare complet. Dispare și nucleoli. Membrana nucleară se dezintegrează și se transformă în vezicule.

Condensarea cromozomilor în timpul tranziției de la diploten la diakinesis este reglată de un complex particular de proteine ​​numit condensină II. În diagineză, transcrierea se termină și începe trecerea la metafază I.

Importanţă

Numărul de chiasme observate în diagineză permite efectuarea unei estimări citologice a lungimii totale a genomului unui organism.

Diaziniza este o etapă ideală pentru efectuarea numărărilor cromozomilor. Condensarea extremă și repulsia dintre bivalenți permit o bună definire și separare a acestora.

În timpul diazineziei, fusul nuclear nu s-a atașat complet de cromozomi. Acest lucru le permite să fie bine separate, permițând observarea lor.

Evenimentele de recombinare (încrucișări) pot fi observate în celulele diakinezice prin tehnici citogenetice convenționale.

La bărbații cu sindrom Down, prezența cromozomului 21 suplimentar nu este detectată la majoritatea celulelor din pachitene din cauza ascunderii sale în veziculă sexuală.

Această complexitate structurală face dificilă identificarea individuală a cromozomilor. În schimb, acest cromozom poate fi vizualizat cu ușurință în marea majoritate a celulelor din diazinezie.

Relația astfel evidențiată între cromozomul 21 și complexul XY în timpul pachitenei ar putea fi cauza eșecului spermatogen în sindromul Down, așa cum s-a observat în general în cazuri de animale hibride, în care asocierea unui cromozom suplimentar cu acest complex produce sterilitate masculină.

Observarea recombinării

Observarea chiasmelor în timpul diazineziei permite examinarea directă a numărului și localizării recombinațiilor pe cromozomi individuali.

Drept urmare, este cunoscut, de exemplu, că un singur crossover poate inhiba un al doilea crossover în aceeași regiune (interferență chiasmatică) sau că femelele au mai multe chiasme decât bărbații.

Cu toate acestea, această tehnică are unele limitări:

1) Diazineza are o viață foarte scurtă, deci găsirea de celule potrivite poate fi dificilă. Din acest motiv, dacă tipul de studiu o permite, este de preferat să se utilizeze celule obținute în timpul pachitenei, care este o sub-fază cu o durată mult mai lungă.

2) Obținerea celulelor în diacineză necesită extragerea ovocitelor (femele) sau efectuarea biopsiilor testiculare (bărbați). Acest lucru reprezintă un dezavantaj serios al studiilor umane.

3) Datorită condensului ridicat, cromozomii celulelor din diacinezie nu sunt optimi pentru procedurile de colorare, cum ar fi bandajul G, C sau Q. Această problemă face, de asemenea, dificilă observarea altor detalii morfologice care sunt mai evidente în non-cromozomi. contractat.

Referințe

1. Angell, RR 1995. Mioza I în ovocitele umane. Cytogenet. Genet celular. 69, 266-272.
2. Brooker, RJ 2015. Genetică: analiză și principii. McGraw-Hill, New York.
3. Clemons, AM Brockway, HM, Yin, Y., Kasinathan, B., Butterfield, YS, Jones, SJM Colaiácovo, MP, Smolikove, S. 2013. Akirin este necesar pentru structura bivalentă a diacinozei și dezasamblarea complexului sinaptonemal la faza I. miiotică. MBoC, 24, 1053-1057.
4. Crowley, PH, Gulati, DK, Hayden, TL, Lopez, P., Dyer, R. 1979. O ipoteză chiasme-hormonală referitoare la sindromul Down și vârsta maternă. Natura, 280, 417-419.
5. Friedman, CR, Wang, H.-F. 2012. Meioza de cuantificare: utilizarea dimensiunii fractale, D _f , pentru a descrie și prezice substanțele de faza I și metafază I. P. 303–320, în: Swan, A., ed. Mioză - mecanisme moleculare și diversitate citogenetică. InTech, Rijeka, Croația.
6. Hartwell, LH, Goldberg, ML, Fischer, JA, Hood, L. 2015. Genetică: de la gene la genomi. McGraw-Hill, New York.
7. Hultén, M. 1974. Distribuția chiasmei la diakineză la bărbatul uman normal. Hereditas 76, 55–78.
8. Johannisson, R., Gropp, A., Winking, H., Coerdt, W., Rehder, H. Schwinger, E. 1983. Sindromul Down la bărbat. Patologie reproductivă și studii meiotice. Genetica umană, 63, 132-138.
9. Lynn, A., Ashley, T., Hassold, T. 2004. Variația în recombinarea meiotică umană. Revizuirea anuală a genomicii și geneticii umane, 5, 317–349.
10. Schulz-Schaeffer, J. 1980. Citogenetică - plante, animale, oameni. Springer-Verlag, New York.
11. Snustad, DP, Simmons, MJ 2012. Principii ale geneticii. Wiley, New York.