PACHYTENE คืออะไรและเกิดอะไรขึ้น? - ชีววิทยา - 2026

pachyteneหรือ pachynema เป็นขั้นตอนที่สามของ meiotic แวะฉัน; กระบวนการรวมตัวใหม่ได้รับการตรวจสอบแล้ว ในไมโทซิสมีคำทำนายหนึ่งคำและในไมโอซิสมีสองคำทำนายฉันและคำทำนาย II

ก่อนหน้านี้ยกเว้น prophase II โครโมโซมซ้ำกันแต่ละโครโมโซมทำให้เกิดโครมาทิดน้องสาว แต่ในการทำนายเท่านั้นฉันจะจับคู่ homologues (รายการที่ซ้ำกัน) สร้าง bivalents

ผลิตภัณฑ์ของไมโอซิสที่เกิดการไขว้ระหว่าง pachytene (Prophase I) นำมาจาก commons.wikimedia.org

คำว่า paquiteno มาจากภาษากรีกและแปลว่า "ด้ายหนา" "ด้ายหนา" เหล่านี้คือโครโมโซมที่เป็นเนื้อเดียวกันที่จับคู่กันซึ่งหลังจากทำซ้ำแล้วจะก่อตัวเป็นเตตราด กล่าวคือมี "เธรด" หรือสตริงสี่เส้นที่ทำให้โครโมโซมแต่ละอันดูหนาขึ้น

มีลักษณะเฉพาะของการทำนายแบบไมโอติก I ที่อธิบายลักษณะเฉพาะของ pachytene เฉพาะใน pachytene ของ prophase I ของไมโอซิสเท่านั้นที่โครโมโซมจะรวมตัวกันใหม่

ในการดำเนินการนี้การรับรู้และการจับคู่ของ homologues จะได้รับการยืนยัน เช่นเดียวกับในไมโทซิสจะต้องมีการทำซ้ำของโครมาทิด แต่เฉพาะในไมโอซิสฉัน pachytene คือสารประกอบเชิงซ้อนแลกเปลี่ยนวงที่เกิดขึ้นซึ่งเราเรียกว่าไคอาสมาตา

สิ่งที่กำหนดพลัง recombinational ของไมโอซิสเกิดขึ้นในพวกมัน: การผสมข้ามระหว่างโครมาทิดของโครโมโซมที่คล้ายคลึงกัน

กระบวนการทั้งหมดของการแลกเปลี่ยนดีเอ็นเอเป็นไปได้เนื่องจากการปรากฏตัวก่อนหน้านี้ของ synaptonemic complex คอมเพล็กซ์มัลติโปรตีนนี้ช่วยให้โครโมโซมที่เป็นเนื้อเดียวกันผสมพันธุ์กัน (ไซแนปส์) และรวมตัวกันใหม่

Synaptonemic complex ระหว่าง pachytene

synaptonemic complex (CS) เป็นโครงร่างของโปรตีนที่ช่วยให้เกิดพันธะระหว่างโครโมโซมที่เป็นเนื้อเดียวกันตั้งแต่ต้นจนจบ เกิดขึ้นเฉพาะในช่วง pachytene ของไมโอซิส I และเป็นรากฐานทางกายภาพของการจับคู่โครโมโซม กล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือสิ่งที่ทำให้โครโมโซมสามารถซินแนปส์และรวมตัวกันใหม่ได้

Synaptonemic complex ได้รับการอนุรักษ์อย่างมากในหมู่ยูคาริโอตที่อยู่ในภาวะไมโอซิส ดังนั้นจึงมีวิวัฒนาการที่เก่าแก่มากและมีโครงสร้างและหน้าที่เทียบเท่ากับสิ่งมีชีวิตทุกชนิด

ประกอบด้วยองค์ประกอบแกนกลางและองค์ประกอบด้านข้างสองชิ้นที่ทำซ้ำเช่นฟันของซิปหรือตัวปิด

synaptonemic complex เกิดจากจุดเฉพาะบนโครโมโซมระหว่างไซโกทีน ไซต์เหล่านี้มีความคล้ายคลึงกับไซต์ที่ดีเอ็นเอแตกเกิดขึ้นซึ่งจะมีการซินแนปส์และการรวมตัวกันใหม่ใน pachytene

ระหว่างปาคีทีนดังนั้นเราจึงมีซิปปิด ในโครงสร้างนี้มีการกำหนดจุดเฉพาะที่จะแลกเปลี่ยนแถบดีเอ็นเอในตอนท้ายของขั้นตอน

ส่วนประกอบของ synaptonemic complex และ chiasms

meiotic synaptonemic complex ประกอบด้วยโปรตีนโครงสร้างหลายชนิดที่พบในระหว่างไมโทซิส ซึ่งรวมถึงโทโปไอโซเมอเรส II คอนเดนซินโคเฮซินและโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับโคเฮซิน

นอกจากนี้ยังมีโปรตีนที่จำเพาะและไม่เหมือนใครสำหรับไมโอซิสพร้อมกับโปรตีนของคอมเพล็กซ์ recombinational

โปรตีนเหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งของ recombinosome โครงสร้างนี้จัดกลุ่มโปรตีนทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการรวมตัวกันใหม่ เห็นได้ชัดว่า recombinosome ไม่ได้ก่อตัวบนจุดครอสโอเวอร์ แต่ได้รับการคัดเลือกสร้างขึ้นแล้วต่อพวกเขา

เชียสมาส

Chiasms เป็นโครงสร้างทางสัณฐานวิทยาที่มองเห็นได้บนโครโมโซมที่เกิดการไขว้กัน กล่าวอีกนัยหนึ่งการแสดงออกทางกายภาพของการแลกเปลี่ยนแถบดีเอ็นเอระหว่างโครโมโซมที่เหมือนกันสองตัว Chiasms เป็นเครื่องหมายทางเซลล์วิทยาที่โดดเด่นของ pachytene

ในไมโอซิสทั้งหมดต้องมีอย่างน้อยหนึ่งไคอาสซึมต่อโครโมโซม ซึ่งหมายความว่าเกมเมตทุกตัวจะถูก recombinant ด้วยปรากฏการณ์นี้แผนที่พันธุกรรมแรกที่อิงจากการเชื่อมโยงและการรวมตัวกันใหม่สามารถอนุมานและเสนอได้

ในทางกลับกันการขาด chiasms และการครอสโอเวอร์ทำให้เกิดการบิดเบือนในระดับของการแยกโครโมโซม การรวมตัวกันใหม่ระหว่าง pachytene จะทำหน้าที่ควบคุมคุณภาพของการแยกแบบไมโอติก

อย่างไรก็ตามการพูดตามวิวัฒนาการไม่ใช่ว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหมดจะได้รับการรวมตัวกันใหม่ (เช่นแมลงวันผลไม้ตัวผู้) ในกรณีเหล่านี้กลไกอื่น ๆ ของการแยกโครโมโซมที่ไม่ขึ้นอยู่กับการรวมตัวกันใหม่จะดำเนินการ

Aแผนภาพแสดงองค์ประกอบแกนกลางและองค์ประกอบด้านข้างของโครโมโซมสองชุดในไซแนปส์ที่สมบูรณ์ B , Chiasmata และ crossovers นำมาจาก wikimedia.org

ความก้าวหน้าของ Pachytene

เมื่อออกจากไซโกทีนคอมเพล็กซ์ Synaptonemic จะเกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์ สิ่งนี้เสริมด้วยการสร้างดีเอ็นเอแบบแถบสองแถบซึ่งมีการตรวจสอบไขว้

ดีเอ็นเอคู่แตกบังคับให้เซลล์ซ่อมแซม ในกระบวนการซ่อมแซมดีเอ็นเอเซลล์จะคัดเลือก recombinosome มีการใช้การแลกเปลี่ยนแบนด์และเป็นผลให้ได้เซลล์รีคอมบิแนนต์

เมื่อคอมเพล็กซ์ synaptonemic ก่อตัวขึ้นอย่างสมบูรณ์ pachytene จะเริ่มขึ้น

bivalents ใน synapses ใน pachytene มีปฏิสัมพันธ์โดยทั่วไปผ่านองค์ประกอบตามแนวแกนของ synaptonemic complex โครมาทิดแต่ละตัวถูกจัดเรียงในองค์กรแบบลูปซึ่งฐานของมันคือองค์ประกอบแกนกลางของคอมเพล็กซ์ซินแนปโทเมีย

องค์ประกอบตามแนวแกนของหน้าสัมผัสแต่ละคู่ของอีกชิ้นหนึ่งผ่านองค์ประกอบด้านข้าง แกนโครมาทิดของน้องสาวมีการบีบอัดอย่างมากและลูปของโครมาตินจะโผล่ออกมาจากแกนกลาง ระยะห่างระหว่างความสัมพันธ์ (~ 20 ต่อไมครอน) ได้รับการอนุรักษ์ตามวิวัฒนาการในทุกสายพันธุ์

ในการสิ้นสุดของ pachytene การไขว้จะเห็นได้ชัดจากไซต์แบ่งดีเอ็นเอสองแถบ การปรากฏตัวของครอสโอเวอร์ยังส่งสัญญาณถึงจุดเริ่มต้นของการเปิดเผยของ synaptonemic complex

โครโมโซมที่เป็นเนื้อเดียวกันจะควบแน่นมากขึ้น (ดูเป็นรายบุคคลมากขึ้น) และเริ่มแยกจากกันยกเว้นใน chiasms เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น pachytene จะสิ้นสุดลงและ diplotene จะเริ่มขึ้น

ความสัมพันธ์ระหว่าง recombinosome และแกนของ synaptonemic complex ยังคงมีอยู่ตลอดทั้งไซแนปส์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการไขว้แบบ recombinogenic ไปยังจุดสิ้นสุดของ pachytene หรือเกินกว่าเล็กน้อย

อ้างอิง

1. Alberts, B. , Johnson, AD, Lewis, J. , Morgan, D. , Raff, M. , Roberts, K. , Walter, P. (2014) Molecular Biology of the Cell (6th Edition) WW Norton & Company, New York, NY, USA
2. de Massy, ​​B. (2013) การเริ่มต้นการรวมตัวกันใหม่แบบ meiotic: อย่างไรและที่ไหน? การอนุรักษ์และความจำเพาะของยูคาริโอต บทวิจารณ์ประจำปีของพันธุศาสตร์ 47 ดอย: 10.1146 / annurev-genet-110711-155423
3. Goodenough, UW (1984) พันธุศาสตร์. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, USA
4. Griffiths, AJF, Wessler, R. , Carroll, SB, Doebley, J. (2015). ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการวิเคราะห์ทางพันธุกรรม (ฉบับที่ 11) นิวยอร์ก: WH Freeman, New York, NY, USA
5. Zickler, D. , Kleckner, N. (2015) การรวมตัวใหม่การจับคู่และการประสานกันของ homologs ระหว่างไมโอซิส มุมมองของ Cold Spring Harbor ในชีววิทยาดอย: 10.1101 / cshperspect.a016626