Das Diploten oder Diplonema ist die vierte Subfasede-Prophase I der meiotischen Zellteilung und zeichnet sich durch die Trennung von Chromatiden homologer Chromosomen aus. Während dieser Subphase können Sie die Stellen auf den Chromosomen sehen, an denen die Rekombination stattgefunden hat. Diese Stellen werden Chiasmen genannt.
Rekombination tritt auf, wenn ein Strang genetischen Materials geschnitten wird, um ein anderes Molekül mit anderem genetischem Material zu verbinden. Während des Diplotens kann es bei der Meiose zu einer Pause kommen, und diese Situation ist für die Menschheit einzigartig. Dieser Zustand der Pause oder Latenz der Eizellen wird als Diktyoten bezeichnet.
Von Doc. RNDr. Josef Reischig, CSc. (Autorenarchiv), über Wikimedia Commons
In diesem Fall werden die menschlichen Eizellen ihre Aktivität bis zum siebten Monat der Embryonalentwicklung einstellen und die Aktivität wird wieder aufgenommen, wenn das Individuum die Geschlechtsreife erreicht.
Diploten beginnt, wenn sich Chromosomen trennen und gleichzeitig an Größe zunehmen und sich von der Kernmembran trennen.
Tetraden (zwei Chromosomen) von vier Chromatiden werden gebildet und die Schwesterchromatiden in jeder Tetrade sind durch die Zentromere verbunden. Die gekreuzten Chromatiden werden durch Chiasmata verbunden.
Meiose
Meiose ist eine spezialisierte Klasse der Zellteilung, die die Anzahl der Chromosomen halbiert und vier haploide Zellen produziert.
Jede haploide Zelle unterscheidet sich genetisch von der Mutterzelle, aus der sie stammt, und von ihr stammen die Geschlechtszellen, auch Gameten genannt
Dieses Verfahren tritt bei allen einzelligen (eukaryotischen) und mehrzelligen Wesen der sexuellen Fortpflanzung auf: Tieren, Pflanzen und Pilzen. Wenn bei der Meiose Fehler auftreten, ist Aneuploidie offensichtlich und die häufigste bekannte Ursache für Fehlgeburten und die häufigste genetische Ursache für Behinderungen.
Phasen
Der meiotische Prozess erfolgt in zwei Stadien oder Phasen: Meiose I und Meiose II. Meiose I besteht wiederum aus vier Stadien: Prophase I, Metaphase I, Anaphase I und Telophase.
Die erste Abteilung ist die spezialisiertere der beiden Abteilungen: Die daraus resultierenden Zellen sind haploide Zellen.
In diesem Stadium gibt es eine reduktive Teilung des Genoms und sein wichtigster Moment ist die Prophase, ein langes und komplexes Stadium, in dem die Trennung homologer Chromosomen stattfindet.
In Prophase I paaren sich homologe Chromosomen und es findet ein DNA-Austausch statt (homologe Rekombination). Es kommt zu einer Chromosomenkreuzung, die ein entscheidender Prozess für die Kopplung homologer Chromosomen und damit für die spezifische Trennung von Chromosomen in der ersten Abteilung ist.
Die neuen DNA-Gemische, die im Kreuz hergestellt werden, sind eine bedeutende Quelle genetischer Variation, die neue Kombinationen von Allelen hervorbringt, die für die Spezies sehr günstig sein können.
Gepaarte und replizierte Chromosomen werden als zweiwertige oder Tetraden bezeichnet, die zwei Chromosomen und vier Chromatiden aufweisen, wobei von jedem Elternteil ein Chromosom stammt.
Die Kopplung homologer Chromosomen wird als Synapse bezeichnet. In diesem Stadium können sich Nicht-Schwester-Chromatiden an Punkten schneiden, die als Chiasmata (Plural; Singular-Chiasma) bezeichnet werden.
Prophase I ist die längste Phase der Meiose. Es ist in fünf Unterstufen unterteilt, die nach dem Aussehen der Chromosomen benannt sind: Leptotin, Zygoten, Pachyten, Diplotin und Diakinese.
Vor Beginn der Diploten-Substage tritt eine homologe Rekombination auf und es treten Kreuzungen zwischen den Chromosomen der Nicht-Schwester-Chromatiden in ihren Chiasmen auf. In diesem Moment sind die Chromosomen eng gepaart.
Beschreibung des Diplotens
Diploten, auch Diplonema genannt (aus dem Griechischen diploo: double und tainia: band oder thread), ist die Substufe, die Pachyten folgt. Vor Diploten haben sich homologe Chromosomen gepaart und bilden Tetraden oder zweiwertige (genetischer Wert beider Elternteile), sie sind verkürzt, verdickt und Schwesterchromatiden differenzieren.
Zwischen den Chromosomen, die sich im Diplotenstadium gepaart haben und dann abbauen, bildet sich eine reißverschlussartige Struktur, die als synaptonämischer Komplex bezeichnet wird, wodurch sich homologe Chromosomen leicht trennen.
Chromosomen wickeln sich ab und ermöglichen die DNA-Transkription. Die homologen Chromosomen von jedem gebildeten Paar bleiben jedoch in den Chiasmen, den Regionen, in denen die Überkreuzung auftrat, eng miteinander verbunden. Chiasmen verbleiben auf den Chromosomen, bis sie sich beim Übergang zur Anaphase I trennen.
In Diploten trennen sich die synaptonemischen Komplexe, der zentrale Raum vergrößert sich und die Komponenten verschwinden und verbleiben nur in den Regionen, in denen es Chiasmen gab. Es sind auch die seitlichen Elemente vorhanden, die dünn und voneinander getrennt sind.
Bei fortgeschrittenem Diploten sind die Achsen unterbrochen und verschwinden, verbleiben nur in den zentromeren und chiasmatischen Regionen.
Nach der Rekombination verschwindet der synaptonämische Komplex und die Mitglieder jedes zweiwertigen Paares beginnen sich zu trennen. Am Ende bleiben die beiden Homologen jedes Bivalenten nur an den Kreuzungspunkten (Chiasmata) vereint.
Die mittlere Anzahl von Chiasmen in menschlichen Spermatozyten beträgt 5, dh mehrere pro zweiwertigem. Im Gegensatz dazu nimmt der Anteil der Eizellen an Pachyten und Diploten in der fetalen Entwicklung zu.
Wenn sie sich dem Diploten nähern, treten die Eizellen in den sogenannten meiotischen Arrest oder das Diktyoten ein. Nach ungefähr sechs Monaten Schwangerschaft befinden sich alle Keimzellen in dieser Unterstufe.
Bedeutung der Diplotenstation
Ungefähr im achten Monat der Embryonalentwicklung sind die Eizellen im diplotenen Stadium der Prophase I mehr oder weniger synchronisiert.
Die Zellen bleiben von der Geburt bis zur Pubertät in dieser Unterphase, wenn die Ovarialfollikel nacheinander zu reifen beginnen und die Eizelle die letzte Phase des Diplotens neu startet.
Während des Oogeneseprozesses (Bildung von Eizellen) stoppen menschliche Eizellen ihren Reifungsprozess im Diplotenstadium vor der Geburt. Nach Erreichen der Pubertätsphase wird der Prozess neu gestartet. Dieser suspendierte Zustand der meiotischen Teilung wird als Diktyoten oder Diktat bezeichnet.
Wenn der Eisprung beginnt, befindet sich die Eizelle zwischen der ersten und zweiten meiotischen Abteilung. Die zweite Abteilung wird bis zur Befruchtung ausgesetzt. Dann tritt die Anaphase der zweiten Abteilung auf und der weibliche Pronukleus ist bereit, sich mit dem männlichen zu vereinen.
Diese Wiederaufnahme der Reifung der Eizellen erfolgt, um sie auf den Eisprung vorzubereiten.
Verweise
- Biologie online, 26.10.2011, «Diplotene», verfügbar unter: Biology-online.org/dictionary/Diplotene
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