DIAKINESIS: ลักษณะและเฟสย่อย - ชีววิทยา - 2025

diakinesisเป็น subphase ห้าและสุดท้ายแวะฉันของเซลล์ชนิดหนึ่งซึ่งในระหว่างโครโมโซม, ใยก่อนที่สัญญาเซลล์ชนิดหนึ่งที่สูงสุด การหดตัวของโครโมโซมทำให้พวกมันคล่องแคล่วมากขึ้นในระหว่างการเคลื่อนไหวแบ่งส่วนที่ตามมาซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของเซลล์เดี่ยวหรือเซลล์สืบพันธุ์

ในตอนท้ายของ diakinesis แกนหมุนนิวเคลียร์จะถูกสร้างขึ้นซึ่งสิ่งที่แนบมากับจลนศาสตร์ของโครโมโซมผ่าน microtubules จะดึงพวกมันเข้าหาขั้วของเซลล์ ปรากฏการณ์นี้เป็นแรงบันดาลใจให้กับคำว่า diakinesis ซึ่งมาจากคำภาษากรีกที่หมายถึงการเคลื่อนไหวในทิศทางตรงกันข้าม

ที่มา: pixabay.com

วางในไมโอซิส

หน้าที่ของไมโอซิสคือการสร้างเซลล์เดี่ยวสี่เซลล์จากเซลล์เดียว ในการทำเช่นนี้ในไมโอซิสโครโมโซมจะต้องถูกจัดประเภทและกระจายเพื่อให้จำนวนของพวกมันลดลงครึ่งหนึ่ง

ไมโอซิสประกอบด้วยสองขั้นตอนเรียกว่าไมโอซิส I และ II แต่ละขั้นแบ่งออกเป็นห้าระยะเรียกว่าการพยากรณ์, โพรเมทาเฟส, เมตาเฟส, แอนาเฟสและเทโลเฟส ขั้นตอนที่เหมือนกันของไมโอซิส I และ II มีความโดดเด่นด้วยการเพิ่ม "I" หรือ "II"

ในไมโอซิส I เซลล์ดั้งเดิมแบ่งออกเป็นสองส่วน ในไมโอซิส II แผนกใหม่สร้าง gametes สี่ตัว

เมื่อดูที่ระดับของอัลลีลคู่เซลล์เดิมจะมี A, a ก่อนไมโอซิสการจำลองแบบดีเอ็นเอทำให้เซลล์นี้มี A, A; ก, ก. ไมโอซิสฉันสร้างเซลล์ที่มี A, A และอีกเซลล์หนึ่งด้วย a, a. ไมโอซิส II แบ่งเซลล์ทั้งสองออกเป็น gametes ด้วย A, A, a, a.

ไมโอซิสทำนายฉันเป็นไมโอซิสที่ยาวและซับซ้อนที่สุด ประกอบด้วยห้าเฟสย่อย ได้แก่ เลปโททีนไซโกทีนพาคีทีนดิแอคโททีนและไดอะไคเนซิส

ในระหว่างกระบวนการนี้โครโมโซมควบแน่น (สัญญา) โครโมโซมที่เป็นเนื้อเดียวกันจะจดจำกันและกัน (ซิแนปส์) และแลกเปลี่ยนส่วนแบบสุ่ม (ครอสโอเวอร์) เมมเบรนนิวเคลียร์สลายตัว แกนหมุนนิวเคลียร์ปรากฏขึ้น

เฟสก่อนหน้านี้ (leptotene ถึง diplotene)

ในระหว่างเลปโตทีนโครโมโซมที่อยู่ในช่วงก่อนหน้าของการเจริญเติบโตของเซลล์และการแสดงออกของยีนได้จำลองแบบและอยู่ในสภาพกระจายเริ่มรวมตัวกลายเป็นที่มองเห็นได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง

ระหว่างไซโกทีนโครโมโซมที่เป็นเนื้อเดียวกันจะเริ่มเรียงตัวกัน ไซแนปส์เกิดขึ้นพร้อมกับการสร้างโครงสร้างโปรตีนที่เรียกว่าไซแนปโทเนมัลคอมเพล็กซ์ระหว่างโครโมโซมที่จับคู่

ในระหว่าง pachytene โครโมโซมที่เป็นเนื้อเดียวกันจะเรียงตัวกันอย่างสมบูรณ์ก่อตัวเป็น bivalents หรือ tetrads ซึ่งแต่ละอันมีโครมาทิดน้องสาวหรือ monads สองคู่ ในเฟสย่อยนี้การไขว้ระหว่างแต่ละคู่จะเกิดขึ้น จุดสัมผัสของโครมาทิดที่ไขว้กันเรียกว่า chiasms

ในระหว่าง diplotene โครโมโซมยังคงสั้นลงและหนาขึ้น synaptonemal complex หายไปเกือบหมด โครโมโซมที่คล้ายคลึงกันจะเริ่มขับไล่กันและกันจนกว่าพวกมันจะเข้ากันด้วย chiasms เท่านั้น

Diplotene สามารถอยู่ได้นานถึง 40 ปีในผู้หญิง ไมโอซิสในรังไข่ของมนุษย์จะหยุดลงใน diplotene ภายในเดือนที่ 7 ของการพัฒนาทารกในครรภ์ซึ่งจะไปสู่ ​​diakinesis และไมโอซิส II ซึ่งเป็นผลมาจากการปฏิสนธิของไข่

ลักษณะเฉพาะ

ใน diakinesis โครโมโซมจะหดตัวสูงสุด แกนหมุนนิวเคลียร์หรือ meiotic เริ่มก่อตัวขึ้น ไบเลเวลเริ่มต้นการอพยพไปยังเส้นศูนย์สูตรของเซลล์โดยได้รับคำแนะนำจากการใช้นิวเคลียร์ (การย้ายข้อมูลนี้จะเสร็จสมบูรณ์ในช่วงเมตาเฟส I)

เป็นครั้งแรกในไมโอซิสสามารถสังเกตเห็นโครมาทิดทั้งสี่ของแต่ละไบเลเวลได้ ไซต์ครอสโอเวอร์ทับซ้อนกันทำให้มองเห็น chiasms ได้อย่างชัดเจน Synaptonemal complex จะหายไปอย่างสมบูรณ์ นิวคลีโอลิก็หายไปด้วย เยื่อหุ้มนิวเคลียสจะสลายตัวและกลายเป็นถุง

การควบแน่นของโครโมโซมระหว่างการเปลี่ยนจาก Diplotene เป็น diakinesis ถูกควบคุมโดยโปรตีนที่เรียกว่า condensin II ใน diakinesis การถอดเสียงจะสิ้นสุดลงและการเปลี่ยนเป็น metaphase ฉันจะเริ่มขึ้น

ความสำคัญ

จำนวน chiasms ที่สังเกตได้ใน diakinesis ช่วยให้สามารถประมาณการทางเซลล์วิทยาของความยาวทั้งหมดของจีโนมของสิ่งมีชีวิตได้

Diakinesis เป็นขั้นตอนที่เหมาะสำหรับการนับโครโมโซม การควบแน่นและการขับไล่อย่างรุนแรงระหว่าง bivalents ทำให้เกิดความหมายที่ดีและแยกจากสิ่งเดียวกัน

ในระหว่างไดอะไคนีซิสแกนหมุนนิวเคลียร์ไม่ได้ยึดติดกับโครโมโซมอย่างเต็มที่ สิ่งนี้ทำให้พวกเขาแยกจากกันได้ดีทำให้สังเกตได้

เหตุการณ์การรวมตัวใหม่ (ไขว้) สามารถสังเกตได้ในเซลล์ diakinesis โดยเทคนิคทางเซลล์พันธุศาสตร์แบบเดิม

ในผู้ชายที่เป็นดาวน์ซินโดรมการปรากฏตัวของโครโมโซมพิเศษ 21 จะไม่ถูกตรวจพบในเซลล์ส่วนใหญ่ใน pachytene เนื่องจากมีการปกปิดในถุงเพศ

ความซับซ้อนของโครงสร้างนี้ทำให้การระบุโครโมโซมแต่ละตัวทำได้ยาก ในทางตรงกันข้ามโครโมโซมนี้สามารถมองเห็นได้ง่ายในเซลล์ส่วนใหญ่ใน diakinesis

ดังนั้นความสัมพันธ์ระหว่างโครโมโซม 21 และ XY ที่ซับซ้อนในระหว่าง pachytene อาจเป็นสาเหตุของความล้มเหลวในการสร้างอสุจิในดาวน์ซินโดรมดังที่สังเกตได้โดยทั่วไปในกรณีของสัตว์ลูกผสมซึ่งความสัมพันธ์ของโครโมโซมเพิ่มเติม ด้วยความซับซ้อนนี้จะทำให้ผู้ชายเป็นหมัน

การสังเกตการรวมตัวใหม่

การสังเกต chiasms ระหว่าง diakinesis ช่วยให้สามารถตรวจสอบจำนวนและตำแหน่งของการรวมกันใหม่บนโครโมโซมแต่ละตัวได้โดยตรง

ด้วยเหตุนี้จึงเป็นที่ทราบกันดีว่าครอสโอเวอร์หนึ่งสามารถยับยั้งครอสโอเวอร์ที่สองในพื้นที่เดียวกัน (สัญญาณรบกวนไคอาสมาติก) หรือผู้หญิงมี chiasms มากกว่าตัวผู้

อย่างไรก็ตามเทคนิคนี้มีข้อ จำกัด บางประการ:

1) Diakinesis มีอายุสั้นมากดังนั้นการค้นหาเซลล์ที่เหมาะสมอาจเป็นเรื่องยาก ด้วยเหตุนี้หากประเภทของการศึกษาอนุญาตจึงควรใช้เซลล์ที่ได้รับระหว่าง pachytene ซึ่งเป็นช่วงย่อยที่มีระยะเวลานานกว่ามาก

2) การได้รับเซลล์ใน diakinesis จำเป็นต้องมีการสกัดไข่ออก (ตัวเมีย) หรือการตรวจชิ้นเนื้ออัณฑะ (ตัวผู้) นี่แสดงถึงข้อเสียเปรียบอย่างร้ายแรงในการศึกษาในมนุษย์

3) เนื่องจากมีการควบแน่นสูงโครโมโซมจากเซลล์ในไดอะไคนีสจึงไม่เหมาะสมสำหรับขั้นตอนการย้อมสีเช่นแถบ G, C หรือ Q ปัญหานี้ยังทำให้ยากที่จะสังเกตรายละเอียดทางสัณฐานวิทยาอื่น ๆ ที่ชัดเจนกว่าในสิ่งที่ไม่ใช่โครโมโซม กิ่ว

อ้างอิง

1. Angell, RR 1995 ไมโอซิสที่ 1 ในไข่ของมนุษย์ Cytogenet พันธุกรรมของเซลล์ 69, 266-272
2. Brooker, RJ 2015. พันธุศาสตร์: การวิเคราะห์และหลักการ. McGraw-Hill นิวยอร์ก
3. Clemons, AM Brockway, HM, Yin, Y. , Kasinathan, B. , Butterfield, YS, Jones, SJM Colaiácovo, MP, Smolikove, S. 2013 ต้องใช้ Akirin สำหรับโครงสร้าง diakinesis bivalent และการแยกชิ้นส่วน synaptonemal complex ที่ meiotic prophase I. MBoC, 24, 1053-1057
4. Crowley, PH, Gulati, DK, Hayden, TL, Lopez, P. , Dyer, R. 1979 สมมติฐานไคสม่า - ฮอร์โมนที่เกี่ยวข้องกับกลุ่มอาการดาวน์และอายุมารดา ธรรมชาติ, 280, 417-419
5. ฟรีดแมน, CR, Wang, H.-F. 2555. การหาปริมาณไมโอซิส: การใช้มิติเศษส่วน D _fเพื่ออธิบายและทำนายสาร Prophase I และ Metaphase I. หน้า 303–320 ใน: Swan, A. , ed. ไมโอซิส - กลไกระดับโมเลกุลและความหลากหลายของเซลล์สืบพันธุ์ InTech, Rijeka, โครเอเชีย
6. Hartwell, LH, Goldberg, ML, Fischer, JA, Hood, L. 2015. พันธุศาสตร์: จากยีนสู่จีโนม. McGraw-Hill นิวยอร์ก
7. Hultén, M. 1974. การกระจายของ Chiasma ที่ diakinesis ในมนุษย์ผู้ชายปกติ. Hereditas 76, 55–78
8. Johannisson, R. , Gropp, A. , Winking, H. , Coerdt, W. , Rehder, H. Schwinger, E. 1983 ดาวน์ซินโดรมในผู้ชาย. พยาธิวิทยาการสืบพันธุ์และการศึกษาเกี่ยวกับไมโอติก พันธุศาสตร์มนุษย์, 63, 132-138
9. Lynn, A. , Ashley, T. , Hassold, T. 2004. การเปลี่ยนแปลงในการรวมตัวกันของมนุษย์แบบไมโอติกของมนุษย์ Annual Review of Genomics and Human Genetics, 5, 317–349
10. Schulz-Schaeffer, J. 1980. Cytogenetics - พืชสัตว์มนุษย์ Springer-Verlag นิวยอร์ก
11. Snustad, DP, Simmons, MJ 2012. หลักพันธุศาสตร์. Wiley นิวยอร์ก