DIAKINESE: MERKMALE UND UNTERPHASEN - BIOLOGIE - 2025

Die Diakinese ist die fünfte und letzte Subphase Prophase I der Meiose, in der sich die vor der Meiose filamentösen Chromosomen maximal zusammenziehen. Die Kontraktion der Chromosomen macht sie bei nachfolgenden Teilungsbewegungen, die zur Bildung von haploiden Zellen oder Gameten führen, wendiger.

Am Ende der Diakinese wird die Kernspindel gebildet, deren Anhaftung an die Kinetochoren der Chromosomen durch Mikrotubuli sie zu den Polen der Zelle zieht. Dieses Phänomen inspirierte den Begriff Diakinese, abgeleitet von den griechischen Wörtern, die Bewegungen in entgegengesetzte Richtungen bedeuten.

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Platz in Meiose

Die Funktion der Meiose besteht darin, vier haploide Zellen aus einer diploiden Zelle zu produzieren. Dazu müssen bei der Meiose die Chromosomen klassifiziert und verteilt werden, damit sich ihre Anzahl halbiert.

Die Meiose besteht aus zwei Stadien, die als Meiose I und II bezeichnet werden und jeweils in fünf Phasen unterteilt sind, die als Prophase, Prometaphase, Metaphase, Anaphase und Telophase bezeichnet werden. Die gleichnamigen Stadien der Meiose I und II werden durch Hinzufügen von "I" oder "II" unterschieden.

Bei Meiose I teilt sich die ursprüngliche Zelle in zwei Teile. In Meiose II produziert eine neue Division vier Gameten.

Auf der Ebene eines Paares von Allelen betrachtet hätte die ursprüngliche Zelle A, a. Vor der Meiose bewirkt die DNA-Replikation, dass diese Zelle A, A hat; a, a. Meiose I erzeugt eine Zelle mit A, A und eine andere mit a, a. Meiose II teilt beide Zellen in Gameten mit A, A, a, a.

Meiose-Prophase I ist die längste und komplexeste Phase der Meiose. Es besteht aus fünf Unterphasen: Leptotin, Zygoten, Pachyten, Diplotin und Diakinese.

Während dieses Prozesses kondensieren Chromosomen (ziehen sich zusammen), homologe Chromosomen erkennen sich gegenseitig (Synapsen) und tauschen Segmente zufällig aus (Crossover). Die Kernmembran zerfällt. Die Kernspindel erscheint.

Frühere Unterphasen (Leptotin bis Diplotin)

Während des Leptotens beginnen die Chromosomen, die sich während der vorhergehenden Periode des Zellwachstums und der Genexpression repliziert hatten und sich in einem diffusen Zustand befanden, zu kondensieren und werden unter einem Lichtmikroskop sichtbar.

Während des Zygotens beginnen sich die homologen Chromosomen auszurichten. Die Synapse findet statt, begleitet von der Bildung einer Proteinstruktur, die als synaptonemaler Komplex bezeichnet wird, zwischen gepaarten Chromosomen

Während des Pachytens richten sich homologe Chromosomen vollständig aus und bilden Bivalente oder Tetraden, von denen jede zwei Paare von Schwesterchromatiden oder Monaden enthält. In dieser Unterphase findet die Überkreuzung zwischen jedem dieser Paare statt. Die Kontaktpunkte der gekreuzten Chromatiden werden Chiasmen genannt.

Während des Diplotens verkürzen und verdicken sich die Chromosomen weiter. Der synaptonemale Komplex verschwindet fast vollständig. Homologe Chromosomen beginnen sich gegenseitig abzustoßen, bis sie nur noch durch Chiasmata verbunden sind.

Diploten kann eine lange Zeit dauern, bis zu 40 Jahre bei Frauen. Die Meiose in menschlichen Eizellen stoppt im siebten Monat der fetalen Entwicklung in Diploten und führt zu Diakinese und Meiose II, die in einer Befruchtung der Eizelle gipfelt.

Eigenschaften

Bei der Diakinese erreichen die Chromosomen ihre maximale Kontraktion. Die nukleare oder meiotische Spindel beginnt sich zu bilden. Die Bivalente beginnen ihre Migration zum Zelläquator, geleitet von der nuklearen Nutzung (diese Migration wird während der Metaphase I abgeschlossen).

Zum ersten Mal im Verlauf der Meiose können die vier Chromatiden jedes zweiwertigen Stoffes beobachtet werden. Die Überkreuzungsstellen überlappen sich und machen die Chiasmen deutlich sichtbar. Der synaptonemale Komplex verschwindet vollständig. Die Nukleolen verschwinden ebenfalls. Die Kernmembran zerfällt und verwandelt sich in Vesikel.

Die Kondensation von Chromosomen während des Übergangs von Diploten zu Diakinese wird durch einen bestimmten Proteinkomplex reguliert, der als Kondensin II bezeichnet wird. Bei der Diakinese endet die Transkription und der Übergang zur Metaphase I beginnt.

Bedeutung

Die Anzahl der bei der Diakinese beobachteten Chiasmen ermöglicht eine zytologische Abschätzung der Gesamtlänge des Genoms eines Organismus.

Die Diakinese ist ein ideales Stadium, um Chromosomenzählungen durchzuführen. Die extreme Kondensation und Abstoßung zwischen zweiwertigen Stoffen ermöglicht eine gute Definition und Trennung derselben.

Während der Diakinese ist die Kernspindel nicht vollständig an die Chromosomen gebunden. Dies ermöglicht es ihnen, gut getrennt zu sein und ihre Beobachtung zu ermöglichen.

Rekombinationsereignisse (Überkreuzungen) können in Diakinesezellen durch herkömmliche zytogenetische Techniken beobachtet werden.

Bei Männern mit Down-Syndrom wird das Vorhandensein des zusätzlichen Chromosoms 21 in den meisten Zellen von Pachyten aufgrund seiner Verschleierung im Sexualvesikel nicht nachgewiesen.

Diese strukturelle Komplexität erschwert die Identifizierung einzelner Chromosomen. Im Gegensatz dazu kann dieses Chromosom in der überwiegenden Mehrheit der Zellen in der Diakinese leicht sichtbar gemacht werden.

Die so nachgewiesene Beziehung zwischen Chromosom 21 und dem XY-Komplex während des Pachytens könnte die Ursache für das spermatogene Versagen beim Down-Syndrom sein, wie dies allgemein bei Hybridtieren beobachtet wurde, bei denen die Assoziation eines zusätzlichen Chromosoms erfolgt Mit diesem Komplex erzeugt es männliche Sterilität.

Beobachtung der Rekombination

Die Beobachtung von Chiasmen während der Diakinese ermöglicht die direkte Untersuchung der Anzahl und des Ortes von Rekombinationen auf einzelnen Chromosomen.

Infolgedessen ist beispielsweise bekannt, dass eine Frequenzweiche eine zweite Frequenzweiche in derselben Region hemmen kann (chiasmatische Interferenz) oder dass Frauen mehr Chiasmen als Männer haben.

Diese Technik weist jedoch einige Einschränkungen auf:

1) Die Diakinese ist sehr kurzlebig, daher kann es schwierig sein, geeignete Zellen zu finden. Aus diesem Grund ist es vorzuziehen, Zellen zu verwenden, die während des Pachytens erhalten wurden, das eine Teilphase von viel längerer Dauer ist, wenn die Art der Untersuchung dies zulässt.

2) Um Zellen in der Diakinese zu erhalten, müssen Eizellen (Frauen) oder Hodenbiopsien (Männer) extrahiert werden. Dies ist ein schwerwiegender Nachteil in Humanstudien.

3) Aufgrund ihrer hohen Kondensation sind Chromosomen aus Zellen in der Diakinese nicht optimal für Färbeverfahren wie G-, C- oder Q-Banden. Dieses Problem macht es auch schwierig, andere morphologische Details zu beobachten, die bei Nicht-Chromosomen offensichtlicher sind. Vertrag abgeschlossen.

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