MI A PACHYTEN ÉS MI TÖRTÉNIK BENNE? - BIOLÓGIA - 2026

A pachytene vagy pachynema a harmadik szakaszban a meiózis prophase I; benne a rekombinációs folyamat igazolódik. A mitózisban egy egy fázis, a meiozisban pedig két: az I. és a II.

Korábban, a II. Fázis hiányában, a kromoszómákat duplikálták, mindegyik nővére kromatidot eredményezve. De csak a fázisokban készítek párosítást homológokkal (másolatokkal), bivalenseket képezve.

A meiosis olyan termékei, amelyekben a pachyten (Prophase I) során keresztezés történt. A (z) commons.wikimedia.org oldalból származik

A paquiteno kifejezés a görög nyelvből származik, és „vastag szálakat” jelent. Ezek a "vastag szálak" a párosított homológ kromoszómák, amelyek a duplikáció után tetradeket képeznek. Vagyis négy „szál” vagy húrok, amelyek minden kromoszómát megvastagodnak.

Az I. meiotikus fázis egyedinek tekinthető, amely magyarázza a pachyten egyedi jellemzőit. Csak a meiózis I. fázisának pachytenénjében rekombinálódnak a kromoszómák.

Ehhez ellenőrzik a homológok felismerését és egyeztetését. A mitózishoz hasonlóan a kromatidok ismétlődnek. De csak a meiosisban a pachytenben jönnek létre sávcserélő komplexek, amelyeket chiasmatának hívunk.

Rájuk történik, ami meghatározza a meiozis rekombinációs erejét: a homológ kromoszómák kromatidjai közötti kereszteződést.

A DNS-cserék teljes folyamata a szinaptonemikus komplex korábbi megjelenésének köszönhetően lehetséges. Ez a multiprotein komplex lehetővé teszi a homológ kromoszómák párosulását (szinapszisét) és rekombinációját.

A szinaptonemikus komplex pachyten alatt

A szinaptonemikus komplex (CS) a fehérjekeret, amely lehetővé teszi a homológ kromoszómák közötti végpontok közötti kötést. Csak az I. meiózis pachytenénje során fordul elő, és a kromoszómapárosítás fizikai alapja. Más szavakkal: ez teszi lehetővé a kromoszómák szinapszisát és rekombinációját.

A szinaptonemikus komplex erősen konzerválódott a meiozis alatt álló eukarióták között. Ezért evolúciós szempontból nagyon régi, szerkezetileg és funkcionálisan egyenértékű minden élőlényben.

Középpontban axiális elemből és két oldalsó elemből áll, amelyek ismétlődnek, mint egy cipzár vagy lezáró fogai.

A szinaptonemikus komplex a krigómák meghatározott pontjaiból alakul ki a zigotén során. Ezek a helyek kollineárisak azokkal, ahol DNS-törések fordulnak elő, ahol szinapszisok és rekombináció tapasztalható a pachytenben.

A pachyten alatt tehát zárt cipzárral rendelkezik. Ebben a konformációban meghatározzuk azokat a pontokat, ahol a DNS-sávok cserélésre kerülnek a szakasz végén.

A szinaptonemikus komplex és a chiasms alkotóelemei

A meiotikus szinaptonemikus komplex számos szerkezeti fehérjét tartalmaz, amelyeket a mitózis során is megtalálnak. Ide tartoznak a topoizomeráz II, a kondenzinek, a kohezinok, valamint a kohezin-asszociált fehérjék.

Ezen túlmenően a meiosisra specifikus és egyedi proteinek, valamint a rekombinációs komplex proteinjei is jelen vannak.

Ezek a fehérjék a rekombinóma részét képezik. Ez a szerkezet az összes rekombinációhoz szükséges fehérjét csoportosítja. Úgy tűnik, hogy a rekombinóma nem alakul ki a keresztezési pontokon, hanem felveszik őket, már kialakítva őket.

Chiasmas

A chiasms a kromoszómák látható morfológiai struktúrái, ahol kereszteződések történnek. Más szavakkal, a DNS-sávok cseréjének fizikai megnyilvánulása két homológ kromoszóma között. A paiasztén megkülönböztető citomorfológiai jelei a chiasmák.

Minden meiosis során kromoszómánként legalább egy chiasmnak kell fordulnia. Ez azt jelenti, hogy minden ivarsejt rekombináns. Ennek a jelenségnek köszönhetően az összekapcsolódáson és rekombináción alapuló első genetikai térképek levezethetők és javasolhatók.

Másrészt, a chiasma hiánya, tehát a keresztezés hiánya torzulásokat idéz elő a kromoszómális szegregáció szintjén. A pachyten alatt végzett rekombináció ezután a meiotikus szegregáció minőségellenőrzéseként működik.

Evolúciós szempontból azonban nem minden organizmuson megy keresztül rekombináció (például a hím gyümölcslegyek). Ezekben az esetekben a kromoszómális szegregáció más, a rekombinációtól független mechanizmusai működnek.

A, diagram, amely a teljes krízis teljes szinapszisában mutatja a két kromoszóma központi tengelyeit és oldalsó elemeit. B, chiasmata és keresztezés. A wikimedia.org oldalról

Pachyten progresszió

A zigotén kilépésekor a szinaptonemikus komplex teljesen kialakul. Ezt egészíti ki a kettős sávú DNS-törések generálása, amelyekből a kereszteződéseket igazolják.

A kettős DNS-törések kényszerítik a sejtet, hogy helyrehozza őket. A DNS-javítási folyamat során a sejt felveszi a rekombinómát. Sávcserét alkalmazunk, és ennek eredményeként rekombináns sejteket kapunk.

Amikor a szinaptonemikus komplex teljesen kialakul, a pachyten kezdődik.

A pachyten szinapszisában lévő bivalensok alapvetően kölcsönhatásba lépnek a szinaptonemikus komplex axiális elemén keresztül. Mindegyik kromatid hurokszervezetben van elrendezve, amelynek alapja a szinaptonemikus komplexum központi tengelye.

Mindegyik pár tengelyirányú eleme az oldalsó elemekön keresztül érintkezik a másik elemével. A testvér-kromatid tengelyei nagyon tömörítettek, és kromatin-hurkok a központi tengelyirányból kifelé mutatnak. A kötelékek közötti távolság (~ 20 mikrononként) evolúciósan megmarad minden fajon.

A pachyten befejezése felé a DNS kettős sávú törés helyein keresztmetszetek mutatkoznak. A kereszteződések megjelenése jelzi a szinaptonemikus komplex kibontásának kezdetét is.

A homológ kromoszómák tömörebben kondenzálódnak (egyedibbnek látszanak) és elkezdenek szétválni, kivéve a chiasmusokat. Amikor ez megtörténik, a pachyten véget ér és a diplotén kezdődik.

A rekombinóma és a szinaptonemikus komplex tengelyei közötti kapcsolat továbbra is fennáll az egész szinapszis alatt. Különösen a rekombináns kereszteződéseknél a pachyten végéig vagy egy kicsit túl.

Irodalom

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014), Molecular Biology of the Cell (6. kiadás). WW Norton & Company, New York, NY, USA.
2. de Massy, ​​B. (2013) Meiotikus rekombináció kezdeményezése: hogyan és hol? Megőrzés és sajátosságok az eukarióták között. Éves áttekintés a Genetics 47-ből, doi: 10.1146 / annurev-genet-110711-155423
3. Goodenough, UW (1984), Genetics. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, USA.
4. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Bevezetés a genetikai elemzéshez (11. kiadás). New York: WH Freeman, New York, NY, USA.
5. Zickler, D., Kleckner, N. (2015) A homológok rekombinációja, párosítása és szinapszise a meiozis során. A Cold Spring Harbor biológiai perspektívái, doi: 10.1101 / cshperspect.a016626