DIAKINESIS: ĐẶC ĐIỂM VÀ CÁC PHA CON - SINH HỌC - 2026

Các diakinesis là subphase thứ năm và cuối cùng prophase I của giảm phân, trong đó các nhiễm sắc thể, sợi trước khi hợp đồng giảm phân ở mức tối đa. Sự co lại của các nhiễm sắc thể làm cho chúng linh hoạt hơn trong các lần phân chia tiếp theo dẫn đến hình thành các tế bào đơn bội hay còn gọi là giao tử.

Vào cuối quá trình diakinesis, trục nhân được hình thành có sự gắn kết với các kinetochores của nhiễm sắc thể thông qua các vi ống kéo chúng về các cực của tế bào. Hiện tượng này đã truyền cảm hứng cho thuật ngữ diakinesis, bắt nguồn từ các từ Hy Lạp có nghĩa là chuyển động theo các hướng ngược nhau.

Nguồn: pixabay.com

Đặt trong meiosis

Chức năng của meiosis là tạo ra 4 tế bào đơn bội từ một tế bào lưỡng bội. Để làm được điều này, trong meiosis, các nhiễm sắc thể phải được phân loại và phân bố sao cho số lượng của chúng giảm đi một nửa.

Meiosis bao gồm hai giai đoạn, được gọi là meiosis I và II, mỗi giai đoạn được chia thành năm giai đoạn, được gọi là prophase, prometaphase, metaphase, anaphase và telophase. Các giai đoạn đồng âm của meiosis I và II được phân biệt bằng cách thêm "I" hoặc "II".

Trong meiosis I, tế bào ban đầu chia đôi. Ở meiosis II, một lần phân chia mới tạo ra 4 giao tử.

Được xem xét ở mức độ của một cặp alen, tế bào ban đầu sẽ có A, a. Trước khi meiosis, sự nhân đôi DNA làm cho tế bào này có A, A; a, a. Meiosis I tạo ra một tế bào có A, A và một tế bào khác có a, a. Meiosis II phân chia cả hai tế bào thành các giao tử A, A, a, a.

Meiosis prophase I là giai đoạn dài nhất và phức tạp nhất của bệnh meiosis. Nó bao gồm năm tiểu pha: leptotene, zygotene, pachytene, diplotene và diakinesis.

Trong quá trình này, các nhiễm sắc thể ngưng tụ (hợp đồng), các nhiễm sắc thể tương đồng nhận ra nhau (tiếp hợp), và trao đổi đoạn ngẫu nhiên (trao đổi chéo). Màng nhân tan rã. Trục chính hạt nhân xuất hiện.

Các pha con trước đó (leptotene đến diplotene)

Trong thời kỳ leptotene, các nhiễm sắc thể trong thời kỳ trước của quá trình phát triển tế bào và biểu hiện gen đã sao chép và ở trạng thái khuếch tán, bắt đầu cô đặc lại, có thể nhìn thấy dưới kính hiển vi ánh sáng.

Trong quá trình hợp tử, các nhiễm sắc thể tương đồng bắt đầu xếp thành dòng. Synapse diễn ra, kèm theo sự hình thành cấu trúc protein, được gọi là phức hợp synaptonemal, giữa các nhiễm sắc thể được ghép nối

Trong quá trình pachytene, các nhiễm sắc thể tương đồng xếp hàng hoàn toàn, tạo thành các thể lưỡng bội, hoặc tứ bội, mỗi nhiễm sắc thể chứa hai cặp nhiễm sắc thể chị em, hoặc đơn nguyên. Trong pha con này diễn ra sự trao đổi chéo giữa mỗi cặp. Các điểm tiếp xúc của các crômatit chéo được gọi là các chiasms.

Trong quá trình lưỡng bội, các nhiễm sắc thể tiếp tục ngắn lại và dày lên. Phức hợp synaptonemal gần như biến mất hoàn toàn. Các nhiễm sắc thể tương đồng bắt đầu đẩy nhau cho đến khi chúng chỉ được liên kết với nhau bằng chiasmata.

Diplotene có thể tồn tại rất lâu, tới 40 năm ở phụ nữ. Meiosis trong noãn của người dừng lại ở dạng lưỡng bội vào tháng thứ bảy của quá trình phát triển bào thai, tiến triển thành diakinesis và meiosis II, đỉnh điểm là quá trình thụ tinh của noãn.

nét đặc trưng

Trong diakinesis, các nhiễm sắc thể đạt đến độ co tối đa. Trục hạt nhân, hay meiotic, bắt đầu hình thành. Các thể lưỡng bội bắt đầu di chuyển về phía xích đạo tế bào, được hướng dẫn bởi việc sử dụng hạt nhân (quá trình di chuyển này được hoàn thành trong quá trình hoán vị I).

Lần đầu tiên trong quá trình meiosis, có thể quan sát thấy bốn chromatid của mỗi loại hóa trị hai. Các vị trí giao nhau chồng lên nhau, làm cho các chiasms có thể nhìn thấy rõ ràng. Phức hợp synaptonemal biến mất hoàn toàn. Các nucleoli cũng biến mất. Màng nhân tan rã và biến thành các mụn nước.

Sự ngưng tụ của nhiễm sắc thể trong quá trình chuyển từ lưỡng bội sang diakinesis được điều chỉnh bởi một phức hợp protein đặc biệt gọi là condensin II. Trong diakinesis, quá trình phiên mã kết thúc và quá trình chuyển đổi sang hoán vị I bắt đầu.

Tầm quan trọng

Số lượng các chiasms quan sát được trong quá trình diakinesis cho phép ước tính tế bào học về tổng chiều dài bộ gen của một sinh vật.

Diakinesis là một giai đoạn lý tưởng để thực hiện đếm nhiễm sắc thể. Sự ngưng tụ và lực đẩy cực độ giữa các lưỡng chất cho phép xác định rõ và phân tách giống nhau.

Trong quá trình diakinesis, trục nhân chưa gắn hoàn toàn vào các nhiễm sắc thể. Điều này cho phép chúng được tách biệt tốt, cho phép quan sát của chúng.

Các sự kiện tái tổ hợp (lai chéo) có thể được quan sát thấy trong các tế bào diakinesis bằng các kỹ thuật di truyền tế bào thông thường.

Ở những người đàn ông mắc hội chứng Down, sự hiện diện của nhiễm sắc thể 21 phụ không được phát hiện trong hầu hết các tế bào ở pachytene vì nó bị che giấu trong túi sinh dục.

Sự phức tạp về cấu trúc này làm cho việc xác định nhiễm sắc thể cá nhân trở nên khó khăn. Ngược lại, nhiễm sắc thể này có thể dễ dàng hình dung trong đại đa số các tế bào ở dạng diakinesis.

Do đó, mối quan hệ được chứng minh giữa nhiễm sắc thể 21 và phức hợp XY trong quá trình pachytene có thể là nguyên nhân gây ra suy sinh tinh trong hội chứng Down, như đã thấy ở các trường hợp động vật lai, trong đó sự liên kết của một nhiễm sắc thể bổ sung với phức hợp này nó tạo ra bất dục đực.

Quan sát sự tái tổ hợp

Việc quan sát các chiasms trong quá trình diakinesis cho phép kiểm tra trực tiếp số lượng và vị trí của các tái tổ hợp trên các nhiễm sắc thể riêng lẻ.

Kết quả là, người ta đã biết, ví dụ, một sự trao đổi chéo có thể ức chế sự giao thoa thứ hai trong cùng một vùng (giao thoa chiasmatic), hoặc con cái có nhiều chiasms hơn con đực.

Tuy nhiên, kỹ thuật này có một số hạn chế:

1) Diakinesis tồn tại rất ngắn, vì vậy việc tìm kiếm các tế bào phù hợp có thể khó khăn. Vì lý do này, nếu loại nghiên cứu cho phép, tốt hơn hết là sử dụng các tế bào thu được trong quá trình pachytene, là giai đoạn phụ có thời gian dài hơn nhiều.

2) Việc lấy tế bào trong quá trình diakinesis đòi hỏi phải chiết xuất tế bào trứng (con cái), hoặc thực hiện sinh thiết tinh hoàn (con đực). Điều này thể hiện một nhược điểm nghiêm trọng trong các nghiên cứu trên người.

3) Do độ cô đặc cao, nhiễm sắc thể của tế bào diakinesis không tối ưu cho quy trình nhuộm, chẳng hạn như dải G, C hoặc Q. Vấn đề này cũng gây khó khăn cho việc quan sát các chi tiết hình thái khác biểu hiện rõ hơn ở các tế bào không thuộc nhiễm sắc thể. đã ký hợp đồng.

Người giới thiệu

1. Angell, RR 1995. Meiosis I trong tế bào trứng của người. Mạng Cytogenet. Genet tế bào. 69, 266-272.
2. Brooker, RJ 2015. Di truyền học: phân tích và nguyên tắc. McGraw-Hill, New York.
3. Clemons, AM Brockway, HM, Yin, Y., Kasinathan, B., Butterfield, Y. MBoC, 24, 1053-1057.
4. Crowley, PH, Gulati, DK, Hayden, TL, Lopez, P., Dyer, R. 1979. Một giả thuyết chiasma-hormone liên quan đến hội chứng Down và tuổi mẹ. Bản chất, 280, 417-419.
5. Friedman, CR, Wang, H.-F. 2012. Định lượng meiosis: sử dụng thứ nguyên fractal, D _f , để mô tả và dự đoán các chất Prophase I và Metaphase I. Trang 303–320, trong: Swan, A., ed. Meiosis - cơ chế phân tử và đa dạng di truyền tế bào. InTech, Rijeka, Croatia.
6. Hartwell, LH, Goldberg, ML, Fischer, JA, Hood, L. 2015. Di truyền: từ gen đến bộ gen. McGraw-Hill, New York.
7. Hultén, M. 1974. Phân bố huyết thanh tại diakinesis ở nam giới bình thường. Hereditas 76, 55–78.
8. Johannisson, R., Gropp, A., Winking, H., Coerdt, W., Rehder, H. Schwinger, E. 1983. Hội chứng Down ở nam. Bệnh học sinh sản và nghiên cứu meiotic. Di truyền học con người, 63, 132-138.
9. Lynn, A., Ashley, T., Hassold, T. 2004. Sự biến đổi trong tái tổ hợp meiotic ở người. Đánh giá hàng năm về bộ gen và di truyền con người, 5, 317–349.
10. Schulz-Schaeffer, J. 1980. Di truyền tế bào - thực vật, động vật, con người. Springer-Verlag, New York.
11. Snustad, DP, Simmons, MJ 2012. Nguyên tắc di truyền học. Wiley, New York.