Bivalentní (genetika) - Bivalent (genetics)

Bivalentní

A bivalentní je jeden pár chromozomů (sesterské chromatidy) v a tetrad. Tetrad je sdružení dvojice homologní chromozomy (4 sesterské chromatidy) fyzicky držené pohromadě alespoň jedním Crossover DNA. Toto fyzické připojení umožňuje vyrovnání a segregaci homologních chromozomů v prvním meiotický divize.

Formace

K tvorbě bivalentu dochází během prvního dělení redukční dělení buněk (v pachynema fáze meiotické profázy 1). Ve většině organismů každý replikoval chromozom (složený ze dvou identických sesterských chromatidy[1][2]) vyvolává tvorbu dvouřetězcových zlomů DNA během leptotenové fáze.[3] Tyto přestávky opravuje homologní rekombinace, který používá homologní chromozom jako šablonu pro opravu. Hledání homologního cíle, za pomoci mnoha proteinů souhrnně označovaných jako synaptonemální komplex způsobí párování dvou homologů mezi leptotenovou a pachytenovou fází meiózy I.[4] Rozlišení meziproduktu rekombinace DNA na a crossover vyměňuje segmenty DNA mezi dvěma homologními chromozomy v místě zvaném a chiasma (množné číslo: chiasmata). Tato fyzická výměna řetězců a soudržnost mezi sesterskými chromatidami podél každého chromozomu zajišťují robustní párování homologů v diploténní fázi. Struktura, viditelná mikroskopem, se nazývá bivalentní.[5]

Struktura

Bivalent je asociace dvou replikovaných homologních chromozomů, které si vyměnily řetězec DNA v alespoň jednom místě zvaném chiasmata. Každý bivalent obsahuje minimálně jedno chiasma a zřídka více než tři. Tento omezený počet (mnohem nižší než počet zahájených zlomů DNA) je způsoben crossover interference špatně pochopený jev, který omezuje počet řešení opravných událostí na křížení v blízkosti jiného již existujícího výsledku křížení, čímž omezuje celkový počet křížení na pár homologů.[4]

Funkce

Na meiotické metafázi já, cytoskelet uvádí bivalenty do napětí tahem každého homologu v opačném směru (na rozdíl od mitotického dělení, kde jsou síly vyvíjeny na každý chromatid). Ukotvení cytoskeletu k chromozomům probíhá na centroméra díky tzv. proteinovému komplexu kinetochore. Toto napětí má za následek vyrovnání bivalentu ve středu buňky, přičemž chiasmata a distální soudržnost sesterských chromatidů jsou kotevním bodem udržujícím sílu vyvíjenou na celou strukturu. Působivě, lidská žena primární oocyty zůstává v tomto napjatém stavu po celá desetiletí (od založení oocytu v metafázi I během embryonálního vývoje až po ovulace událost v dospělosti, která obnovuje meiotické dělení), což zdůrazňuje robustnost chiasmatu a soudržnost, která drží soupeře pohromadě.[6]

Reference

  1. ^ Lefers, Marku. „Katedra molekulárních biologických věd na Northwestern University“. Citováno 26. září 2015.
  2. ^ „University of Arizona Department of Biochemistry and Molecular Biofhysics“. Projekt biologie. Citováno 26. září 2015.
  3. ^ Padmore, R .; Cao, L .; Kleckner, N. (1991-09-20). „Časové srovnání rekombinace a tvorby synaptonemálního komplexu během meiózy u S. cerevisiae“. Buňka. 66 (6): 1239–1256. doi:10.1016/0092-8674(91)90046-2. ISSN  0092-8674. PMID  1913808.
  4. ^ A b Zickler, Denise; Kleckner, Nancy (01.06.2015). „Rekombinace, párování a synapse homologů během meiózy“. Perspektivy Cold Spring Harbor v biologii. 7 (6). doi:10.1101 / cshperspect.a016626. ISSN  1943-0264. PMC  4448610. PMID  25986558.
  5. ^ Jones, Gareth H .; Franklin, F. Chris H. (2006-07-28). „Meiotický přechod: povinnost a interference“. Buňka. 126 (2): 246–248. doi:10.1016 / j.cell.2006.07.010. ISSN  0092-8674. PMID  16873056.
  6. ^ Herbert, Mary; Kalleas, Dimitrios; Cooney, Daniel; Lamb, Mahdi; Lister, Lisa (01.04.2015). „Meióza a stárnutí matky: poznatky z aneuploidních oocytů a porodů trizomií“. Perspektivy Cold Spring Harbor v biologii. 7 (4): a017970. doi:10.1101 / cshperspect.a017970. ISSN  1943-0264. PMC  4382745. PMID  25833844.