APA ITU PACHYTENE DAN APA YANG BERLAKU DI DALAMNYA? - BIOLOGI - 2026

The pachytene atau pachynema adalah peringkat ketiga meiosis profasa I; di dalamnya proses pengumpulan semula disahkan. Dalam mitosis terdapat satu profilase, dan dalam meiosis terdapat dua: profilase I dan profilase II.

Sebelumnya, kecuali untuk profilase II, kromosom diduplikasi, masing-masing menimbulkan kromatid saudara. Tetapi hanya dalam profilase saya melakukan homolog (pendua) berpasangan, membentuk bivalen.

Produk meiosis di mana crossover telah berlaku semasa pachytene (Prophase I). Diambil dari commons.wikimedia.org

Istilah paquiteno berasal dari bahasa Yunani dan bermaksud "benang tebal". "Benang tebal" ini adalah kromosom homologis berpasangan yang, setelah pendua, membentuk tetrad. Maksudnya, empat "utas", atau tali, yang menjadikan setiap kromosom kelihatan menebal.

Terdapat aspek unik dari profilaksis meiotik yang menjelaskan ciri unik pachytene. Hanya dalam pachytene profilase I meiosis kromosom bergabung semula.

Untuk melakukan ini, pengiktirafan dan pemadanan homolog disahkan. Seperti mitosis, mesti ada duplikasi kromatid. Tetapi hanya dalam meiosis I pachytene terdapat kompleks pertukaran jalur yang terbentuk, yang kita namakan chiasmata.

Di dalamnya berlaku apa yang menentukan kekuatan rekombinasi meiosis: persilangan antara kromatid kromosom homolog.

Seluruh proses pertukaran DNA dapat dilakukan berkat penampilan kompleks synaptonemic sebelumnya. Kompleks multiprotein ini membolehkan kromosom homolog kawin (sinaps) dan bergabung semula.

Kompleks sinaptonemik semasa pachytene

Kompleks sinaptonemik (CS) adalah kerangka protein yang memungkinkan ikatan ujung ke ujung antara kromosom homolog. Ia hanya berlaku semasa pachytene meiosis I, dan merupakan asas fizikal pasangan kromosom. Dengan kata lain, inilah yang memungkinkan kromosom menyimpang dan bergabung semula.

Kompleks sinaptonemik sangat terpelihara di kalangan eukariota yang menjalani meiosis. Oleh itu, evolusionernya sangat tua, dan setara secara struktur dan fungsinya dalam semua makhluk hidup.

Ia terdiri daripada unsur paksi pusat dan dua elemen lateral yang diulang seperti gigi ritsleting atau penutup.

Kompleks sinaptonemik terbentuk dari titik-titik tertentu pada kromosom semasa zigoten. Laman-laman web ini sesuai dengan tempat-tempat di mana kerosakan DNA berlaku di mana sinaps dan penggabungan semula akan dialami di pachytene.

Oleh itu, semasa pachytene, kami mempunyai ritsleting tertutup. Dalam penyesuaian ini, titik-titik spesifik ditentukan di mana jalur DNA akan ditukar pada akhir peringkat.

Komponen kompleks dan kekejangan sinaptonemik

Kompleks sinaptonemik meiotik mengandungi banyak protein struktur yang juga dijumpai semasa mitosis. Ini termasuk topoisomerase II, kondensin, kohesin, dan juga protein yang berkaitan dengan kohesin.

Selain itu, protein yang spesifik dan unik untuk meiosis juga ada, bersama dengan protein kompleks rekombinasi.

Protein ini adalah sebahagian daripada rekombinosom. Struktur ini mengumpulkan semua protein yang diperlukan untuk pengumpulan semula. Nampaknya rekombinosom tidak terbentuk pada titik silang, tetapi direkrut, sudah terbentuk, ke arahnya.

Chiasmas

Chiasms adalah struktur morfologi yang dapat dilihat pada kromosom di mana crossover berlaku. Dengan kata lain, manifestasi fizikal pertukaran pita DNA antara dua kromosom homolog. Chiasms adalah tanda sitomorfologi pachytene yang khas.

Dalam semua meiosis, sekurang-kurangnya satu kekacauan setiap kromosom mesti berlaku. Ini bermaksud bahawa setiap gamet bergabung semula. Berkat fenomena ini, peta genetik pertama berdasarkan hubungan dan penggabungan dapat disimpulkan dan dicadangkan.

Sebaliknya, kekurangan chiasms, dan oleh itu crossover, menyebabkan penyimpangan pada tahap pemisahan kromosom. Pengumpulan semula semasa pachytene kemudian bertindak sebagai kawalan kualiti pengasingan meiotik.

Namun, secara evolusi, tidak semua organisma mengalami pengumpulan semula (contohnya, lalat buah jantan). Dalam kes ini, mekanisme pengasingan kromosom lain yang tidak bergantung pada penggabungan semula beroperasi.

A , rajah yang menunjukkan unsur paksi pusat dan unsur sisi dua kromosom dalam sinaps lengkap. B , chiasmata dan crossover. Diambil dari wikimedia.org

Perkembangan Pachytene

Setelah keluar dari zigoten, kompleks sinaptonemik terbentuk sepenuhnya. Ini dilengkapi dengan penghasilan rehat DNA dua jalur dari mana crossover disahkan.

Pemecahan DNA berganda memaksa sel membaikinya. Dalam proses pembaikan DNA, sel merekrut rekombinosom. Pertukaran jalur digunakan, dan sebagai hasilnya, sel-sel rekombinan diperolehi.

Apabila kompleks sinaptonemik terbentuk sepenuhnya, pachytene dikatakan bermula.

Bivalen dalam sinaps dalam pachytene berinteraksi pada dasarnya melalui unsur paksi kompleks sinaptonemik. Setiap kromatid disusun dalam organisasi gelung, yang asasnya adalah unsur paksi pusat kompleks sinaptonemik.

Unsur paksi bagi setiap rakan sejawat saling menghubung dengan unsur lateral. Paksi kromatid saudari sangat padat, dan gelung kromatin mereka keluar dari elemen paksi pusat. Jarak antara ikatan (~ 20 per mikron) dipelihara secara evolusi di semua spesies.

Menjelang penghentian pachytene, crossover terbukti dari beberapa tempat pemecahan jalur ganda DNA. Kemunculan crossover juga menandakan permulaan pembongkaran kompleks sinaptonemik.

Kromosom homolog menjadi lebih pekat (kelihatan lebih individu) dan mula terpisah, kecuali pada kekacauan. Apabila ini berlaku, pachytene berakhir dan diplotene bermula.

Perkaitan antara rekombinosom dan paksi kompleks sinaptonemik berterusan sepanjang sinaps. Terutama dalam crossover rekombinogenik ke hujung pachytene, atau sedikit lebih jauh.

Rujukan

1. Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Molekul Biologi Sel (Edisi ke-6). WW Norton & Company, New York, NY, Amerika Syarikat.
2. de Massy, ​​B. (2013) Permulaan pengumpulan semula meiotik: bagaimana dan di mana? Pemuliharaan dan kekhususan di kalangan eukariota. Ulasan Tahunan Genetik 47, doi: 10.1146 / annurev-genet-110711-155423
3. Goodenough, UW (1984) Genetik. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, Amerika Syarikat.
4. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Pengenalan kepada Analisis Genetik (edisi ke-11). New York: WH Freeman, New York, NY, Amerika Syarikat.
5. Zickler, D., Kleckner, N. (2015) Pengumpulan semula, pasangan, dan sinapsis homolog semasa meiosis. Perspektif Pelabuhan Cold Spring dalam Biologi, doi: 10.1101 / cshperspect.a016626