ANO ANG PACHYTENE AT KUNG ANO ANG NANGYAYARI SA LOOB NITO? - BIOLOGY - 2025

Ang pachytene o pachynema ay ang ikatlong yugto ng meiotic prophase I; sa loob nito ang pagpapatunay na proseso ay napatunayan. Sa mitosis mayroong isang prophase, at sa meiosis mayroong dalawa: prophase I at prophase II.

Noong nakaraan, maliban sa prophase II, ang mga kromosom ay nadoble, bawat isa ay nagdaragdag sa isang kapatid na chromatid. Ngunit sa prophase lang ako gumawa ng mga homologue (duplata) na magkakasama, na bumubuo ng mga bivalents.

Mga produkto ng meiosis kung saan naganap ang crossover sa panahon ng pachytene (Prophase I). Kinuha mula sa mga commons.wikimedia.org

Ang salitang paquiteno ay nagmula sa Greek at nangangahulugang "makapal na mga thread". Ang mga "makapal na mga thread" ay ang mga ipinares na homologous chromosome na, pagkatapos ng pagdoble, form ng mga tetrads. Ibig sabihin, apat na "mga thread", o mga string, na lumilitaw na makapal ang bawat kromosom.

Mayroong mga natatanging aspeto ng meiotic prophase I na nagpapaliwanag ng mga natatanging katangian ng pachytene. Sa pachytene lamang ng prophase I ng meiosis ay gumagawa ng chromosome recombine.

Upang gawin ito, ang pagkilala at pagtutugma ng mga homologue ay napatunayan. Tulad ng sa mitosis, dapat na madoble ang mga chromatids. Ngunit lamang sa meiosis I pachytene ang mga band exchange complexes na nabuo, na tinatawag naming chiasmata.

Sa mga ito nangyayari kung ano ang tumutukoy sa muling paggawa ng kapangyarihan ng meiosis: ang crossover sa pagitan ng chromatids ng homologous chromosomes.

Ang buong proseso ng pagpapalitan ng DNA ay posible salamat sa nakaraang hitsura ng synaptonemic complex. Ang multiprotein complex na ito ay nagbibigay-daan sa homologous chromosome na mag-asawa (synaps) at recombine.

Ang synaptonemic complex sa panahon ng pachytene

Ang synaptonemic complex (CS) ay ang balangkas ng protina na nagpapahintulot sa end-to-end bonding sa pagitan ng mga homologous chromosome. Nangyayari lamang ito sa pachytene ng meiosis I, at ang pisikal na pundasyon ng pagpapareserba ng chromosomal. Sa madaling salita, ito ang nagpapahintulot sa mga kromosom na mag-synaps at mag-recombine.

Ang synaptonemic complex ay lubos na natipid sa mga eukaryotes na sumasailalim sa meiosis. Samakatuwid, ito ay evolutionarily masyadong gulang, at istraktura at functionally katumbas sa lahat ng mga buhay na bagay.

Binubuo ito ng isang elemento ng sentral na axial at dalawang mga elemento ng pag-ilid na paulit-ulit na tulad ng ngipin ng isang siper o pagsasara.

Ang synaptonemic complex ay nabuo mula sa mga tukoy na puntos sa chromosome sa panahon ng zygotene. Ang mga site na ito ay collinear sa mga kung saan naganap ang mga break sa DNA kung saan ang mga synapses at recombination ay maranasan sa pachytene.

Sa panahon ng pachytene, samakatuwid, mayroon kaming isang saradong siper. Sa pagbabagong ito, ang mga tukoy na puntos ay tinukoy kung saan ang mga banda ng DNA ay ipagpapalit sa pagtatapos ng entablado.

Mga bahagi ng synaptonemic complex at chiasms

Ang meiotic synaptonemic complex ay naglalaman ng maraming mga protina na istruktura na matatagpuan din sa panahon ng mitosis. Kabilang dito ang topoisomerase II, condensins, cohesins, pati na rin ang mga protina na nauugnay sa cohesin.

Bilang karagdagan sa mga ito, ang mga protina na tiyak at natatangi sa meiosis ay naroroon din, kasama ang mga protina ng recombinational complex.

Ang mga protina na ito ay bahagi ng recombinosome. Ang istraktura na ito ay pinagsama ang lahat ng mga protina na kinakailangan para sa muling pagsasaayos. Tila ang recombinosome ay hindi nabubuo sa mga puntos ng crossover, ngunit hinikayat, nabuo na, patungo sa kanila.

Chiasmas

Ang mga chiasms ay ang nakikitang mga istrukturang morpolohikal sa mga kromosoma kung saan nangyayari ang mga crossovers. Sa madaling salita, ang pisikal na pagpapakita ng pagpapalitan ng mga banda ng DNA sa pagitan ng dalawang homologous chromosome. Ang mga chiasms ay ang natatanging mga cytomorphological na marka ng pachytene.

Sa lahat ng meiosis, hindi bababa sa isang chiasm bawat chromosome ang dapat mangyari. Nangangahulugan ito na ang bawat gamete ay recombinant. Salamat sa hindi pangkaraniwang bagay na ito, ang unang mga genetic na mapa batay sa pag-link at recombination ay maaaring maibawas at ipinanukala.

Sa kabilang banda, ang kakulangan ng chiasms, at samakatuwid ng crossover, ay nagdudulot ng mga pagbaluktot sa antas ng paghiwalay ng chromosomal. Ang pag-recombination sa panahon ng pachytene pagkatapos ay kumikilos bilang isang kalidad na kontrol ng meiotic na paghihiwalay.

Gayunpaman, ang ebolusyon na nagsasalita, hindi lahat ng mga organismo ay sumasailalim sa recombination (halimbawa, lilipad ang prutas ng lalaki). Sa mga kasong ito, ang iba pang mga mekanismo ng chromosomal segregation na hindi nakasalalay sa recombination ay gumana.

A , diagram na nagpapakita ng sentral na axial element at ang mga lateral na elemento ng dalawang chromosome sa kumpletong pag-synaps. B , chiasmata at crossovers. Kinuha mula sa wikimedia.org

Ang pag-unlad ng Pachytene

Sa paglabas ng zygotene, ganap na nabuo ang synaptonemic complex. Ito ay pinupunan ng henerasyon ng mga break na DNA ng double-band kung saan napatunayan ang mga crossover.

Ang mga dobleng pagsira ng DNA ay pinipilit ang cell upang ayusin ang mga ito. Sa proseso ng pagkumpuni ng DNA, kinukuha ng cell ang muling pagsasaayos. Ginamit ang band exchange, at bilang isang resulta, ang mga recombinant cells ay nakuha.

Kapag ang synaptonemic complex ay ganap na nabuo, ang pachytene ay sinasabing magsisimula.

Ang mga bivalent sa synapses sa pachytene ay nakikipag-ugnay talaga sa pamamagitan ng axial element ng synaptonemic complex. Ang bawat chromatid ay isinaayos sa isang organisasyon ng loop, ang batayan kung saan ay ang gitnang axial element ng synaptonemic complex.

Ang elemento ng axial ng bawat counterpart contact na ng iba pa sa pamamagitan ng mga lateral element. Ang mga axis ng chromatid ng kapatid ay lubos na siksik, at ang kanilang mga chromatin loops ay lumabas mula sa gitnang elemento ng ehe. Ang puwang sa pagitan ng mga kurbatang (~ 20 bawat micron) ay na-evolution conservation sa lahat ng mga species.

Patungo sa pagwawakas ng pachytene, ang mga crossovers ay maliwanag mula sa ilan sa mga DNA site na double-band break. Ang hitsura ng mga crossovers ay nagbibigay-senyas din sa simula ng unraveling ng synaptonemic complex.

Ang mga homologous chromosome ay nagiging mas mapagbigay (tumingin mas indibidwal) at magsimulang maghiwalay, maliban sa mga chiasms. Kapag nangyari ito, nagtatapos ang pachytene at nagsisimula ang diplotina.

Ang ugnayan sa pagitan ng muling pagsasama at ang mga axes ng synaptonemic complex ay nagpapatuloy sa buong pagkakasunud-sunod. Lalo na sa mga recombinogenic crossovers hanggang sa dulo ng pachytene, o isang maliit pa.

Mga Sanggunian

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology ng Cell (Ika-6 Edisyon). WW Norton & Company, New York, NY, USA.
2. de Massy, ​​B. (2013) Paunang pagsisimula ng meiotic recombination: paano at saan? Pag-iingat at mga pagtutukoy sa mga eukaryotes. Taunang Mga Review ng Genetika 47, doi: 10.1146 / annurev-genet-110711-155423
3. Goodenough, UW (1984) Mga Genetika. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, USA.
4. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Isang Panimula sa Genetic Analysis (ika-11 ed.). New York: WH Freeman, New York, NY, USA.
5. Zickler, D., Kleckner, N. (2015) Recombination, pagpapares, at synapsis ng homologs sa panahon ng meiosis. Mga Cold Spring Harbour Perspectives sa Biology, doi: 10.1101 / cshperspect.a016626