APA ITU PACHYTENE DAN APA YANG TERJADI DI DALAMNYA? - BIOLOGI - 2025

The pakiten atau pachynema adalah tahap ketiga dari meiosis profase I; di dalamnya proses rekombinasi diverifikasi. Dalam mitosis ada satu profase, dan pada meiosis ada dua: profase I dan profase II.

Sebelumnya, kecuali profase II, kromosom diduplikasi, masing-masing menghasilkan kromatid saudara. Tetapi hanya di profase saya melakukan homolog (duplikat) berpasangan, membentuk bivalen.

Produk meiosis di mana persilangan telah terjadi selama pachytene (Profase I). Diambil dari commons.wikimedia.org

Istilah paquiteno berasal dari bahasa Yunani dan berarti “benang tebal”. "Benang tebal" ini adalah kromosom homolog berpasangan yang, setelah diduplikasi, membentuk tetrad. Artinya, empat "utas", atau string, yang membuat setiap kromosom tampak menebal.

Ada aspek unik dari profase meiosis I yang menjelaskan karakteristik unik pachytene. Hanya dalam 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 pachytene kompleks pertukaran pita terbentuk, yang kita sebut kiasmata.

Di dalamnya terjadi apa yang mendefinisikan kekuatan rekombinasional meiosis: persilangan antara kromatid kromosom homolog.

Seluruh proses pertukaran DNA dimungkinkan berkat kemunculan kompleks sinaptonemik sebelumnya. Kompleks multiprotein ini memungkinkan kromosom homolog untuk kawin (sinaps) dan bergabung kembali.

Kompleks sinaptonemik selama pachytene

Kompleks sinaptonemik (CS) adalah kerangka protein yang memungkinkan ikatan ujung ke ujung antara kromosom homolog. Ini hanya terjadi selama pachytene meiosis I, dan merupakan fondasi fisik dari pasangan kromosom. Dengan kata lain, inilah yang memungkinkan kromosom bersinaps dan bergabung kembali.

Kompleks sinaptonemik sangat terkonservasi di antara eukariota yang menjalani meiosis. Oleh karena itu, ia secara evolusioner sangat tua, dan secara struktural dan fungsional setara di semua makhluk hidup.

Ini terdiri dari elemen aksial pusat dan dua elemen lateral yang diulang seperti gigi ritsleting atau penutup.

Kompleks sinaptonemik terbentuk dari titik-titik tertentu pada kromosom selama zigoten. Situs-situs ini bertabrakan dengan tempat di mana DNA pecah terjadi di mana sinapsis dan rekombinasi akan dialami di pachytene.

Oleh karena itu, selama pachytene, kami memiliki ritsleting tertutup. Dalam konformasi ini, titik-titik spesifik ditentukan di mana pita DNA akan dipertukarkan pada akhir tahapan.

Komponen kompleks sinaptonemik dan kiasme

Kompleks sinaptonemik meiosis mengandung banyak protein struktural yang juga ditemukan selama mitosis. Ini termasuk topoisomerase II, condensins, cohesins, serta protein yang berhubungan dengan cohesin.

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

Protein ini adalah bagian dari rekombinosom. Struktur ini mengelompokkan semua protein yang dibutuhkan untuk rekombinasi. Rupanya recombinosome tidak terbentuk pada titik persilangan, tetapi direkrut, sudah terbentuk, ke arah mereka.

Chiasma

Kiasme adalah struktur morfologi yang terlihat pada kromosom tempat terjadi persilangan. Dengan kata lain, manifestasi fisik dari pertukaran pita DNA antara dua kromosom homolog. Kiasme adalah tanda sitomorfologis khas pachytene.

Pada semua meiosis, setidaknya satu kiasme per kromosom harus terjadi. Ini berarti bahwa setiap gamet bersifat rekombinan. Berkat fenomena ini, peta genetik pertama yang didasarkan pada keterkaitan dan rekombinasi dapat disimpulkan dan diusulkan.

Di sisi lain, kurangnya kiasme, dan karena itu persilangan, menyebabkan distorsi pada tingkat segregasi kromosom. Rekombinasi selama pachytene kemudian bertindak sebagai kontrol kualitas segregasi meiosis.

Namun, secara evolusioner, tidak semua organisme mengalami rekombinasi (misalnya, lalat buah jantan). Dalam kasus ini, mekanisme lain dari segregasi kromosom yang tidak bergantung pada rekombinasi bekerja.

A , diagram yang menunjukkan elemen aksial pusat dan elemen lateral dua kromosom dalam sinaps lengkap. B , chiasmata dan persilangan. Diambil dari wikimedia.org

Perkembangan Pachytene

Setelah keluar dari zigoten, kompleks sinaptonemik terbentuk sempurna. Ini dilengkapi dengan pembangkitan DNA pita ganda yang darinya crossover diverifikasi.

DNA ganda rusak memaksa sel untuk memperbaikinya. Dalam proses perbaikan DNA, sel merekrut rekombinosom. Pertukaran pita digunakan, dan sebagai hasilnya, sel rekombinan diperoleh.

Ketika kompleks sinaptonemik terbentuk sempurna, pachytene dikatakan mulai.

Bivalen dalam sinapsis di pakiten berinteraksi pada dasarnya melalui elemen aksial kompleks sinaptonemik. Setiap kromatid diatur dalam organisasi loop, yang dasarnya adalah elemen aksial pusat dari kompleks sinaptonemik.

Elemen aksial dari masing-masing pasangan berhubungan dengan yang lainnya melalui elemen lateral. Sumbu kromatid yang bersaudara sangat padat, dan loop kromatinnya muncul keluar dari elemen aksial pusat. Jarak antara ikatan (~ 20 per mikron) dilestarikan secara evolusioner di semua spesies.

Menjelang penghentian pachytene, persilangan terlihat dari beberapa situs pemutusan pita ganda DNA. Munculnya persilangan juga menandakan dimulainya penguraian kompleks sinaptonemik.

Kromosom homolog menjadi lebih padat (terlihat lebih individual) dan mulai terpisah, kecuali di kiasme. Ketika ini terjadi, pachytene berakhir dan diploten dimulai.

Hubungan antara rekombinosom dan sumbu kompleks sinaptonemik tetap ada di seluruh sinaps. Terutama pada persilangan rekombinogenik ke ujung pachytene, atau sedikit lebih jauh.

Referensi

1. 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.
2. de Massy, ​​B. (2013) Inisiasi rekombinasi meiosis: bagaimana dan dimana? Konservasi dan kekhususan di antara eukariota. Review Tahunan Genetika 47, doi: 10.1146 / annurev-genet-110711-155423
3. Goodenough, UW (1984) Genetika. WB Saunders Co. Ltd, Philadelphia, PA, AS.
4. Griffiths, AJF, Wessler, R., Carroll, SB, Doebley, J. (2015). An Introduction to Genetic Analysis (edisi ke-11). New York: WH Freeman, New York, NY, AS.
5. Zickler, D., Kleckner, N. (2015) Rekombinasi, pemasangan, dan sinapsis homolog selama meiosis. Perspektif Cold Spring Harbor dalam Biologi, doi: 10.1101 / cshperspect.a016626