- Lloc en la meiosi
- Subfases prèvies (leptoteno a diploteno)
- Característiques
- importància
- Observació de la recombinació
- referències
La diacinesis és la cinquena i última subfase de la profase I de la meiosi, durant la qual els cromosomes, filamentosos abans de la meiosi, es contrauen a l'màxim. La contracció dels cromosomes els fa més maniobrables durant els moviments de divisió subsegüents que porten a la formació de cèl·lules haploides, o gàmetes.
A la fi de la diacinesis, es forma el fus nuclear les unions als cinetocors dels cromosomes mitjançant microtúbuls els jala cap als pols de la cèl·lula. Aquest fenomen va inspirar el terme diacinesis, derivat de les paraules en grec que signifiquen moviments en sentits oposats.
Font: pixabay.com
Lloc en la meiosi
La funció de la meiosi és produir quatre cèl·lules haploides a partir d'una cèl·lula diploide. Per a això, en la meiosi, els cromosomes han de classificar i distribuir-se de manera que el seu nombre es redueixi a la meitat.
La meiosi consta de dues etapes, anomenades meiosi I i II, cadascuna subdividida en cinc fases, anomenades profase, prometafase, metafase, anafase i telofase. Les etapes homònimes de la meiosi I i II es distingeixen afegint-li "I" o "II".
En la meiosi I, la cèl·lula original es divideix en dos. En la meiosi II una nova divisió lloc quatre gàmetes.
Vist a nivell d'un parell d'al·lels, la cèl·lula original tindria A, a. Abans de la meiosi, la replicació de l'ADN fa que aquesta cèl·lula tingui A, A; a, a. La meiosi I produeix una cèl·lula amb A, A i una altra amb a, a. La meiosi II divideix ambdues cèl·lules en gàmetes amb A, A, a, a.
La profase de la meiosi I és la fase més llarga i complexa de la meiosi. Consta de cinc subfases: leptoteno, cigoteno, paquitè, diploteno, i diacinesis.
Durant aquest procés, els cromosomes es condensen (contrauen), els cromosomes homòlegs es reconeixen (sinapsis) i intercanvien segments a l'atzar (sobrecruzamiento). La membrana nuclear es disgrega. Apareix el fus nuclear.
Subfases prèvies (leptoteno a diploteno)
Durant el leptoteno, els cromosomes que durant el període de creixement cel·lular i expressió genètica precedent s'havien replicat i es trobaven en un estat difús, comencen a condensar-se, tornant-se visibles sota un microscopi òptic.
Durant el cigoteno els cromosomes homòlegs comencen a alinear-se. Té lloc la sinapsis, acompanyada per la formació d'una estructura proteica, anomenada complex sinaptonemal, entre cromosomes aparellats
Durant el paquitè, els cromosomes homòlegs s'alineen completament, formant els bivalents, o tètrades, cadascun dels quals conté dos parells de cromàtides germanes, o mònades. En aquesta subfase té lloc el sobrecruzamiento entre cadascun d'aquests parells. Els punts de contacte de les cromàtides sobrecruzadas es diuen quiasmes.
Durant el diploteno, els cromosomes continuen escurçant i engrossint. El complex sinaptonemal desapareix gairebé per complet. Els cromosomes homòlegs comencen a repel·lir-se entre si fins que queden units només per quiasmes.
El diploteno pot durar molt, fins a 40 anys en les dones. La meiosi en els òvuls humans s'atura al diploteno cap al setè mes de desenvolupament fetal, progressant cap a la diacinesis i meiosi II, per culminar amb la fecundació de l'òvul.
Característiques
A la diacinesis, els cromosomes arriben a la seva contracció màxima. El fus nuclear, o meiòtic, comença a formar-se. Els bivalents comencen la seva migració cap a l'equador cel·lular, guiats per l'ús nuclear (dita migració es completa durant la metafase I).
Per primera vegada en el curs de la meiosi poden observar les quatre cromàtides de cada bivalent. Els llocs de sobrecruzamiento se sobreposen, fent que els quiasmes siguin clarament visibles. El complex sinaptonemal desapareix per complet. Els nuclèols també desapareixen. La membrana nuclear es desintegra i es transforma en vesícules.
La condensació dels cromosomes durant la transició de diploteno a diacinesis és regulada per un complex particular de proteïnes denominat condensina II. A la diacinesis, culmina la transcripció i comença la transició cap a la metafase I.
importància
El nombre de quiasmes que s'observa en la diacinesis permet fer un estimat citològic de la longitud total de l'genoma d'un organisme.
La diacinesis és una etapa ideal per realitzar recomptes de cromosomes. La condensació extrema i la repulsió entre bivalents permeten una bona definició i separació dels mateixos.
Durant la diacinesis, el fus nuclear no s'ha unit per complet als cromosomes. Això permet que els mateixos quedin ben separats, permetent la seva observació.
Els esdeveniments de recombinació (sobrecruzamientos) poden observar-se en cèl·lules en diacinesis mitjançant tècniques citogenètiques convencionals.
En els homes amb síndrome de Down, la presència de l'cromosoma 21 addicional no es detecta a la majoria de les cèl·lules en paquitè causa de la seva ocultació a la vesícula sexual.
Aquesta complexitat estructural dificulta la identificació individual de l'cromosoma. En contrast, aquest cromosoma pot visualitzar fàcilment en la gran majoria de cèl·lules en diacinesis.
La relació així evidenciada de l'cromosoma 21 amb el complex XY durant el paquitè podria ser la causa de falla espermatogénica en la síndrome de Down, tal com ha estat observat de manera general en casos d'animals híbrids, en els quals l'associació d'un cromosoma addicional amb aquest complex produeix esterilitat masculina.
Observació de la recombinació
L'observació de quiasmes durant la diacinesis permet l'examen directe de l'nombre i localització de les recombinacions en cromosomes individuals.
Gràcies a això se sap, per exemple, que un sobrecruzamiento pot inhibir un segon sobrecruzamiento en la mateixa regió (interferència quiasmática), o que les femelles posseeixen més quiasmes que els mascles.
No obstant això, aquesta tècnica té algunes limitacions:
1) La diacinesis dura molt poc, per la qual cosa trobar cèl·lules adequades pot ser difícil. Per aquest motiu, si el tipus d'estudi ho permet, és preferible usar cèl·lules obtingudes durant el paquitè, que és una subfase de durada molt més gran.
2) L'obtenció de cèl·lules en diacinesis requereix l'extracció d'ovòcits (femelles), o la realització de biòpsies testiculars (mascles). Això representa un seriós inconvenient en estudis amb éssers humans.
3) A causa de la seva alta condensació, els cromosomes de cèl·lules en diacinesis no són òptims per a procediments de tinció, com ara el bandeig G, C, o Q. Aquest problema també dificulta l'observació d'altres detalls morfològics que són més evidents en cromosomes no contrets.
referències
- Angell, RR 1995. Meiosi I in human oocytes. Cytogenet. Cell Genet. 69, 266-272.
- Brooker, RJ 2015. Genetics: analysis & principles. McGraw-Hill, Nova York.
- Clemons, AM Brockway, HM, Yin, I., Kasinathan, B., Butterfield, IS, Jones, SJM Colaiácovo, MP, Smolikove, S. 2013. akirin is required for diakinesis bivalent structure and synaptonemal complex Disassembly at meiotic prophase I. MBoC, 24, 1053-1057.
- Crowley, PH, Gulati, DK, Hayden, TL, Lopez, P., Dyer, R. 1979. A chiasma-hormonal hypothesis relating Down 's syndrome and maternal age. Nature, 280, 417-419.
- Friedman, CR, Wang, H.-F. 2012. Quantifying meiosi: use of the fractal dimensió, D f, to descriu and PREDICT Prophase I substages and Metaphase I. Pp. 303-320, en: Swan, A., ed. Meiosi - molecular mechanisms and cytogenetic diversity. InTech, Rijeka, Croàcia.
- Hartwell, LH, Goldberg, ML, Fischer, JA, Hood, L. 2015. Genetics: from gens to genomes. McGraw-Hill, Nova York.
- Hultén, M. 1974. Chiasma distribution at diakinesis in the normal human male. Hereditas 76, 55-78.
- Johannisson, R., Gropp, A., Winking, H., Coerdt, W., Rehder, H. Schwinger, I. 1983. Down 's syndrome in the male. Reproductive pathology and meiotic studies. Human Genetics, 63, 132-138.
- Lynn, A., Ashley, T., Hassold, T. 2004. Variation in human meiotic recombination. Annual Review of Genomics and Human Genetics, 5, 317-349.
- Schulz-Schaeffer, J. 1980. Cytogenetics - plants, animals, humans. Springer-Verlag, Nova York.
- Snustad, DP, Simmons, MJ 2012. Principles of genetics. Wiley, Nova York.