pakiten atau pachynema adalah tahap ketiga dari meiosis profase I; di dalamnya proses rekombinasi diverifikasi. Pada mitosis ada satu profase, dan pada meiosis dua: profase I dan profase II.
Sebelumnya, kecuali untuk profase II, kromosom diduplikasi, masing-masing menghasilkan kromatid saudara. Tetapi hanya di profase saya melakukan homolog (duplikat) berpasangan, membentuk bivalen.
Produk meiosis di mana crossover telah terjadi selama pakiten (Prophase I). Diambil dari commons.wikimedia.org
Istilah paquiteno berasal dari bahasa Yunani dan berarti “benang tebal”. “Benang tebal” ini adalah pasangan kromosom homolog yang, setelah berduplikasi, membentuk tetrad. Artinya, empat “benang”, atau string, yang membuat setiap kromosom terlihat menebal.
Ada aspek unik dari profase meiosis I yang menjelaskan karakteristik yang melekat pada pakiten. Hanya pada pakiten profase I meiosis kromosom bergabung kembali.
Untuk melakukan ini, pengenalan dan pencocokan homolog diverifikasi. Seperti pada mitosis, harus ada duplikasi kromatid. Tetapi hanya pada meiosis I pakiten kompleks pertukaran pita terbentuk, yang kita sebut chiasmata.
Di dalamnya terjadi apa yang menentukan kekuatan rekombinasi meiosis: persilangan antara kromatid dari kromosom homolog.
Seluruh proses pertukaran DNA dimungkinkan berkat kemunculan kompleks sinaptonemik sebelumnya. Kompleks multiprotein ini memungkinkan kromosom homolog untuk kawin ( sinaps ) dan bergabung kembali.
Indeks artikel
Kompleks sinaptonemik selama pakiten
Kompleks sinaptonemik (CS) adalah kerangka protein yang memungkinkan pengikatan ujung ke ujung antara kromosom homolog. Ini hanya terjadi selama pakiten meiosis I, dan merupakan dasar fisik dari pasangan kromosom. Dengan kata lain, inilah yang memungkinkan kromosom bersinaps dan bergabung kembali.
kompleks synaptonemic sangat kekal antara eukariota menjalani meiosis. Oleh karena itu, secara evolusioner sangat tua, dan secara struktural dan fungsional setara di semua makhluk hidup.
Ini terdiri dari unsur aksial pusat dan dua unsur lateral yang diulang seperti gigi ritsleting atau penutup.
kompleks synaptonemic terbentuk dari titik-titik tertentu pada kromosom selama zygotene tersebut. Situs-situs ini sejalan dengan tempat pemutusan DNA terjadi di mana sinapsis dan rekombinasi akan dialami di pakiten.
Oleh karena itu, selama pachytene, kita memiliki ritsleting tertutup. Dalam konformasi ini, titik-titik spesifik ditentukan di mana pita DNA akan dipertukarkan pada akhir tahap.
Komponen kompleks sinaptonemik dan kiasma
kompleks synaptonemic meiosis mengandung banyak protein struktural yang juga ditemukan selama mitosis. Ini termasuk topoisomerase II, kondensin, kohesin, serta protein terkait kohesin.
Selain ini, protein yang spesifik dan unik untuk meiosis juga hadir, bersama dengan protein kompleks rekombinasi.
Protein ini adalah bagian dari recombinosome. Struktur ini mengelompokkan semua protein yang diperlukan untuk rekombinasi. Rupanya recombinosome tidak terbentuk pada titik persilangan, tetapi direkrut, sudah terbentuk, ke arah mereka.
Chiasmas
Chiasm adalah struktur morfologi yang terlihat pada kromosom dimana terjadi crossover. Dengan kata lain, manifestasi fisik dari pertukaran pita DNA antara dua kromosom homolog. Chiasm adalah tanda sitomorfologis yang khas dari pachytene.
Dalam semua meiosis, setidaknya satu kiasma per kromosom harus terjadi. Ini berarti bahwa setiap gamet adalah rekombinan. Berkat fenomena ini, peta genetik pertama berdasarkan keterkaitan dan rekombinasi dapat disimpulkan dan diusulkan.
Di sisi lain, kurangnya kiasma, dan karena itu crossover, menyebabkan distorsi pada tingkat segregasi kromosom. Rekombinasi selama pachytene kemudian bertindak sebagai kontrol kualitas segregasi meiosis.
Namun, evolusi berbicara, tidak semua organisme mengalami rekombinasi (misalnya, lalat buah jantan). Dalam kasus ini, mekanisme lain dari segregasi kromosom tidak tergantung pada rekombinasi beroperasi.
A , diagram yang menunjukkan unsur aksial pusat dan unsur lateral dari dua kromosom dalam sinapsis lengkap. B , chiasmata dan crossover. Diambil dari wikimedia.org
Perkembangan pakiten
Setelah keluar dari zigot, kompleks sinaptonemik sepenuhnya terbentuk. Ini dilengkapi dengan generasi dari pemutusan DNA pita ganda dari mana persilangan diverifikasi.
Pemutusan DNA ganda memaksa sel untuk memperbaikinya. Dalam proses perbaikan DNA, sel merekrut recombinosome. Pertukaran pita digunakan, dan sebagai hasilnya, sel-sel rekombinan diperoleh.
Ketika kompleks sinaptonemik sepenuhnya terbentuk, pachytene dikatakan dimulai.
Bivalen dalam sinapsis dalam pakiten pada dasarnya berinteraksi melalui unsur aksial kompleks sinaptonemik. Setiap kromatid diatur dalam organisasi loop, yang dasarnya adalah unsur aksial pusat dari kompleks sinaptonemik.
Unsur aksial dari masing-masing pasangan berkontak dengan unsur lainnya melalui unsur lateral. Sumbu kromatid saudara sangat padat, dan loop kromatinnya muncul keluar dari unsur aksial pusat. Jarak antara ikatan (~ 20 per mikron) secara evolusioner dilestarikan di semua spesies.
Menjelang ujung pachytene, persilangan terlihat dari beberapa situs pemutusan pita ganda DNA. Munculnya persilangan juga menandakan awal dari penguraian kompleks sinaptonemik.
Kromosom homolog menjadi lebih padat (terlihat lebih individual) dan mulai terpisah, kecuali pada kiasma. Ketika ini terjadi, pachytene berakhir dan diplotene dimulai.
Hubungan antara recombinosome dan sumbu kompleks sinaptonemik tetap ada di seluruh sinaps. Khususnya dalam persilangan rekombinogenik sampai akhir pachytene, atau sedikit lebih jauh.
Referensi
- Alberts, B., Johnson, AD, Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2014) Biologi Molekuler Sel (Edisi ke-6). WW Norton & Company, New York, NY, AS.
- de Massy, B. (2013) Inisiasi rekombinasi meiosis: bagaimana dan di mana? Konservasi dan kekhususan di antara eukariota. Ulasan Tahunan Genetika 47, doi: 10.1146 / annurev-genet-110711-155423
- Cukup baik, UW (1984) Genetika. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, AS.
- Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). Pengantar Analisis Genetika (Edisi ke-11). New York: WH Freeman, New York, NY, AS.
- Zickler, D., Kleckner, N. (2015) Rekombinasi, pemasangan, dan sinapsis homolog selama meiosis. Perspektif Pelabuhan Mata Air Dingin dalam Biologi, doi: 10.1101 / cshperspect.a016626
