Co to jest Paquiteno i co się w nim dzieje?

The pachytene lub paquinema to trzeci etap profazy I mejotyczny; w nim weryfikowany jest proces rekombinacji. W mitozie istnieje profaza, aw mejozie dwie: profaza I i profaza II.

Poprzednio, z wyjątkiem profazy II, chromosomy były duplikowane, z których każdy dał początek siostrzanej chromatydzie. Ale tylko w profazie robię homologi (duplikaty), tworząc biwalenty.

Termin paquiteno pochodzi z greki i oznacza „grube nitki”. Te „grube nici” to homologiczne chromosomy homologiczne, które po powieleniu tworzą tetrady. To znaczy cztery „wątki”, czyli łańcuchy, które sprawiają, że każdy chromosom wygląda pogrubiony.

Istnieją wyjątkowe aspekty profazy I mejotycznej, które wyjaśniają cechy paquiteno. Jedynie w pachytenie chromosomów mejozy profazy I rekombinują.

W tym celu sprawdzane jest rozpoznanie i dopasowanie homologów. Podobnie jak w mitozie, musi istnieć duplikacja chromatyd. Ale tylko w pachytene mejozy wykonuję zespoły wymiany pasm, które nazywamy chiasmas.

Występuje w nich to, co definiuje rekombinacyjną moc mejozy: sieciowanie między chromatydami chromosomów homologicznych.

Cały proces wymiany DNA jest możliwy dzięki wcześniejszemu pojawieniu się kompleksu synaptonymicznego. Ten kompleks wielobiałkowy pozwala homologicznym chromosomom wejść w kojarzenie (synapsy) i rekombinować.

Indeks

• 1 Kompleks synaptonemiczny podczas pachytenu
• 2 Składniki kompleksu synaptonemicznego i chiasmy
  • 2.1 Chiasmas
• 3 Progresja paquiteno
• 4 odniesienia

Kompleks synaptonemiczny podczas pachytenu

Kompleks synaptonemiczny (CS) to szkielet białkowy, który umożliwia wiązanie end-to-end między homologicznymi chromosomami. Występuje tylko podczas pachytenu mejozy I i stanowi fizyczną podstawę parowania chromosomów. Innymi słowy, pozwala chromosomom wchodzić w synapsy i rekombinować.

Kompleks synaptonemiczny jest wysoce konserwatywny wśród eukariontów, które ulegają mejozie. Dlatego jest ewolucyjnie bardzo stary i strukturalnie i funkcjonalnie równoważny we wszystkich żywych istotach.

Składa się z centralnego elementu osiowego i dwóch elementów bocznych, które są powtarzane jako zęby zamka błyskawicznego lub zamknięcia.

Kompleks synaptonémico powstaje z określonych punktów w chromosomach podczas zigoteno. Miejsca te są współliniowe z miejscami, w których dochodzi do przerw DNA, w których synapsy i rekombinacja będą doświadczane w pachytenie.

Dlatego podczas paquiteno mamy zamknięty zamek błyskawiczny. W tej konformacji określone punkty są finalizowane, gdzie na końcu stadionu zostaną wymienione pasma DNA.

Składniki kompleksu synaptoniny i chiasmy

Mejotyczny kompleks synaptonemiczny zawiera wiele białek strukturalnych, które występują również podczas mitozy. Należą do nich topoizomeraza II, kondensaty, kohezyny, a także białka związane z kohezynami.

Oprócz tego obecne są białka specyficzne i unikalne dla mejozy, a także białka z kompleksu rekombinacyjnego.

Te białka są częścią rekombinosomu. Ta struktura grupuje wszystkie białka wymagane do rekombinacji. Najwyraźniej rekombinosom nie tworzy się na przejściach, ale jest rekrutowany, już uformowany w ich kierunku.

Quiasmas

Chiasms to struktury morfologiczne widoczne na chromosomach, w których występują krzyżówki. Innymi słowy, fizyczna manifestacja wymiany pasm DNA między dwoma homologicznymi chromosomami. Masywy są charakterystycznymi cechami cytomorfologicznymi paquiteno.

W całej mejozie musi wystąpić co najmniej jeden chiasm na chromosom. Oznacza to, że każda gameta jest rekombinowana. Dzięki temu zjawisku można było wywnioskować i zaproponować pierwsze mapy genetyczne oparte na łączeniu i rekombinacji.

Z drugiej strony, brak chiasmas, a zatem sieciowanie, powoduje zniekształcenia na poziomie segregacji chromosomów. Rekombinacja podczas pachytenu działa następnie jako kontrola jakości segregacji mejotycznej.

Jednak ewolucyjnie mówiąc nie wszystkie organizmy ulegają rekombinacji (np. Mucha owocowa). W takich przypadkach działają inne mechanizmy segregacji chromosomów, które nie są zależne od rekombinacji.

Progresja paquiteno

Po opuszczeniu zygotenu kompleks synaptonemiczny zostaje całkowicie utworzony. Uzupełnia to generowanie podwójnych pasmowych przerw DNA, z których weryfikuje się powiązania.

Podwójne przerwy w DNA zmuszają komórkę do ich naprawy. W procesie naprawy DNA komórka rekrutuje rekombinosom. Stosuje się wymianę pasm iw rezultacie otrzymuje się komórki rekombinowane.

Kiedy kompleks synaptonemiczny jest całkowicie utworzony, mówi się, że zaczyna się pachyten.

Biwalenty w synapsach pachytenu oddziałują zasadniczo poprzez element osiowy kompleksu synaptonemicznego. Każda chromatyda jest zorganizowana w organizację pętli, których podstawą jest centralny element osiowy kompleksu synaptonemicznego.

Element osiowy każdego homologu styka się z elementem drugiego poprzez elementy boczne. Osie chromatyd siostrzanych są silnie zagęszczone, a ich pętle chromatyny wychodzą na zewnątrz z centralnego elementu osiowego. Odstęp między pętlami (~ 20 na mikrometr) jest ewolucyjnie zachowany wśród wszystkich gatunków.

Pod koniec paquiteno powiązania są widoczne w niektórych miejscach z podwójnym pasmem DNA. Pojawienie się zwrotnic wskazuje również na początek rozplątywania kompleksu synaptonemicznego.

Homologiczne chromosomy skraplają się bardziej (wyglądają bardziej indywidualnie) i zaczynają się rozdzielać, z wyjątkiem chiasmów. Kiedy to się dzieje, paquiteno kończy się i zaczyna się dyploten.

Związek między rekombinosomem a osiami kompleksu synaptonemicznego utrzymuje się przez całą synapsę. Szczególnie w przypadku rekombinacyjnych wiązań krzyżowych do końca Paquiteno lub trochę dalej.

Referencje

1. Alberts, B., Johnson, A.D., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (wydanie 6). W. W. Norton & Company, Nowy Jork, NY, USA.
2. autor: Massy, ​​B. (2013) Inicjacja rekombinacji mejotycznej: jak i gdzie? Zachowanie i specyficzność wśród eukariontów. Annual Reviews of Genetics 47, doi: 10.1146 / annurev-genet-110711-155423
3. Goodenough, U. W. (1984) Genetics. W. B. Saunders Co. Ltd, Filadelfia, PA, USA.
4. Griffiths, A.J.F., Wessler, R., Carroll, S.B., Doebley, J. (2015). An Introduction to Genetic Analysis (11 wyd.). Nowy Jork: W. H. Freeman, Nowy Jork, NY, USA.
5. Zickler, D., Kleckner, N. (2015) Rekombinacja, parowanie i synapsy homologów podczas mejozy. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, doi: 10.1101 / cshperspect.a016626