아키아스메이트 감수분열

Achiasmate Meiosis

무균성 감수 분열은 재조합이 발생하는 데 필요하고 보통 자매가 아닌 [1]상동체의 분리를 돕는 구조인 무균성 감수 분열을 말합니다.프로페이즈 I의 파키텐 단계는 전형적으로 [1]형성되는 사구체 염색체에서 상동 비자매 염색분체 사이에 카이사타를 형성하는 결과를 초래합니다.키오즈마의 형성은 또한 교차라고 불립니다.두 개의 상동색체가 교차할 때, 그들은 교차점에서 카이아즈마를 형성합니다.하지만, 하나 이상의 상동 염색체 쌍이 파키네마 [2][3][4]동안 카이사마타를 형성하지 않는 경우가 있다는 것이 발견되었습니다.카이즈마 없이는 상동체 간의 재결합이 일어날 수 없습니다.

전통적인 사고방식은 상동소관 사이에 최소한 하나의 카이즈마가 없다면, 상동소관 사이에 미세소관이 [5]당겨질 장력이 없기 때문에 메타페이즈 동안 적절하게 분리될 수 없다는 것이었습니다.상동체 사이의 이러한 긴장은 전형적으로 염색체가 세포의 축을 따라 정렬하고 세포의 반대쪽으로 적절하게 분리되도록 하는 것입니다.그럼에도 불구하고, 아키아스메이트 호몰로지는 여전히 메타베이스 [6]판에서 아키아스메이트 염색체와 나란히 있는 것으로 밝혀졌습니다.

염색체 분리 전략

카이아스마타는 감수 분열 I 동안 염색체를 정확하게 분리하여 정확한 다포체를 유지하는 데 중요한 역할을 합니다; 카이아스마타가 형성되지 않을 때, 일반적으로 증식하고 생존할 수 없는 [2]생식체를 초래합니다.하지만,[5] 몇몇 종들은 염색체를 분리하기 위한 대체 방법을 사용하는 것으로 밝혀졌습니다.그것들은 모두 상동어를 어떤 구조와 연결하는 것을 포함합니다.이러한 구조는 카이아마타가 일반적으로 제공하는 것과 같은 필요한 장력을 제공합니다.

시냅스 말단 복합체와 동원체 상호작용

한 가지 분리 전략은 아키아스메이트 상동 염색체 사이에 동원체-중심체 상호작용을 만드는 것입니다.디플로텐 이후에 상동체의 동원체 사이에 시냅스 복합체(SC)의 잔류 단백질은 상동체가 전형적으로 해리하여 상동체가 생체 방향화를 달성하고 아나파제 [2]I 동안 마이크로 튜브에 올바르게 부착할 수 있도록 합니다.이것은 싹이 돋아나는 효모, 초파리 멜라노가스터, 그리고 쥐의 정자 [2]세포에서 관찰되었습니다.

헤테로크로마틴

헤테로크로마틴은 단단히 묶인 DNA의 유형입니다.헤테로크로마틴의 실이 초필라 멜라노가스터에서 관찰되어, 아키스메이트 상동체를 연결하고 연결된 [6][7]2인조로서 스핀들에 의해 당김과 앞뒤로 움직일 수 있습니다.

알려진 무균종

사카로미 코드 루드비히 2

여러 종의 새싹 효모가 필요할 때 동원체를 함께 연결하는 잔여 SC 단백질을 가지고 있는 것으로 밝혀졌지만, 거의 모든 종은 카이즘성이며 단순히 편리한 모델 [2][3]유기체로 사용되었습니다.그러나, Saccharomy codes ludwigii는 또한 SC 단백질과의 동원체-중심체 상호작용을 나타내며 거의 전적으로 무정형입니다.그것은 무성 [8]생식에 의해 전형적으로 제공되는 이질 접합성을 유지하면서 복제(무성 생식)의 유전적/진화적 이점을 얻기 위해 크로스오버를 통한 거의 완전한 유전적 혼합의 부족과 더불어 오토믹스(많은 새싹 효모에 의해 일반적으로 사용됨)의 번식 전략을 사용합니다.S. ludwigii는 또한 감수 분열에 의해 생성된 사구체 사이의 강력한 연결을 만들어 사구체 내의 번식(오토믹시스)을 촉진합니다.이러한 번식 전략은 감수 분열 재조합의 억제와 잦은 형질 내 교미 사이의 상호 선택을 통해 진화했을 수 있으며, 이는 형질이 [8]고정으로 확산되는 데 도움이 되었을 것입니다.

노랑초파리

드로소필라 멜라닌가스터에서 난모세포와 정자세포는 모두 아히아미를 보여줍니다.난모세포에서 4번 염색체와 성 결정 염색체는 카이스타타를 형성하지 않습니다; 정자 세포에서, 카이스타타는 [7][9]염색체에 형성되지 않습니다.헤테로크로마틴 실은 D. melanogaster [6]난모세포에서 관찰되었습니다.특이하게도, D. melanogaster는 모두 SC가 부족하기 때문에 SC 단백질은 이 종의 분리 [9]전략에서 역할을 하지 않을 가능성이 높습니다.

아마존 몰리

Amazon Molies (Poecilia formosa)는 생식을 통해 재조합 없이 번식합니다.그들은 다른 종의 수컷들과 짝짓기를 하고 정자는 그들의 알의 발달을 촉발시키지만, 아마존 몰리들은 그들 자신의 [4]유전자의 복사본만을 가진 이배체의 알을 만듭니다.그들의 감수 분열 중에 교차하는 것은 없으며, 이는 그들이 무균 감수 분열을 가지고 있다는 것을 나타냅니다.감수 분열 주기 동안의 이러한 실패가 이배체 알을 생성하는 것이고, 이 [4]종의 상동체 대신 자매 염색분체가 감수 분열 동안 분리될 가능성이 있다는 이론이 있습니다.자매 염색분체가 호몰로그 대신 분리된다면, 이 종에서 호몰로그의 적절한 분리는 실패했습니다.

곤충들

진정한 벌레(헤테롭테라목)는 부분적으로 아키아스메이트 종의 일부이고 부분적으로 정자 형성과 관련하여 아키아스메이트 종의 일부입니다.안토코리다과(Anthocoridae, Microphysidae, Cimicidae, Miridae, Nabidae)와 같은 아강아목(Achiasmate)입니다.또한, 아키아시미는 렙토포모르파아목과 네포모르파아목의 미크로넥트과에서 보고되었습니다.[10][11]감수 분열이 이 아키아스메이트 종에서 어떻게 진행되는지에 대한 더 깊은 이해는 여전히 조사 중입니다.

에볼루션

무균성 감수 분열은 발생에 뚜렷한 패턴이 없고 발생하는 방법도 없기 때문에 다계통이라고 생각됩니다.대신 새로운 분리 프로세스의 발전 또는 [5]분리를 위한 기존 백업 시스템으로의 전환을 초래한 감수 분열 재조합의 2차 손실 사례가 여러 개 있는 것으로 보입니다.현재 증거는 카이아마테 종에서 이러한 메커니즘(헤테로크로마틴 및 동원체 상호 작용)이 관찰되었기 때문에 카이아마테 [12][2]없이 호몰로그를 분리하는 기존 메커니즘이 있다는 것을 시사합니다.

레퍼런스

  1. ^ a b King, Robert C. (2013). A dictionary of genetics. Pamela Khipple Mulligan, William D. Stansfield (8th ed.). New York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-937686-5. OCLC 871046520.
  2. ^ a b c d e f Kurdzo, Emily L.; Dawson, Dean S. (July 2015). "Centromere pairing – tethering partner chromosomes in meiosis I". The FEBS Journal. 282 (13): 2458–2470. doi:10.1111/febs.13280. ISSN 1742-464X. PMC 4490064. PMID 25817724.
  3. ^ a b Kurdzo, Emily L.; Chuong, Hoa H.; Evatt, Jared M.; Dawson, Dean S. (2018-08-09). Sullivan, Beth A. (ed.). "A ZIP1 separation-of-function allele reveals that centromere pairing drives meiotic segregation of achiasmate chromosomes in budding yeast". PLOS Genetics. 14 (8): e1007513. doi:10.1371/journal.pgen.1007513. ISSN 1553-7404. PMC 6103513. PMID 30091974.
  4. ^ a b c Dedukh, Dmitrij; da Cruz, Irene; Kneitz, Susanne; Marta, Anatolie; Ormanns, Jenny; Tichopád, Tomáš; Lu, Yuan; Alsheimer, Manfred; Janko, Karel; Schartl, Manfred (December 2022). "Achiasmatic meiosis in the unisexual Amazon molly, Poecilia formosa". Chromosome Research. 30 (4): 443–457. doi:10.1007/s10577-022-09708-2. ISSN 0967-3849. PMC 9771850. PMID 36459298.
  5. ^ a b c Wolf, Klaus Werner (February 1994). "How meiotic cells deal with non-exchange chromosomes". BioEssays. 16 (2): 107–114. doi:10.1002/bies.950160207. ISSN 0265-9247.
  6. ^ a b c Bosco, Giovanni (2009-02-06). Copenhaver, Gregory P. (ed.). "When Segregation Hangs by a Thread". PLoS Genetics. 5 (2): e1000371. doi:10.1371/journal.pgen.1000371. ISSN 1553-7404. PMC 2631148. PMID 19197362.
  7. ^ a b Hughes, Stacie E.; Gilliland, William D.; Cotitta, Jeffrey L.; Takeo, Satomi; Collins, Kim A.; Hawley, R. Scott (2009-01-23). Copenhaver, Gregory P. (ed.). "Heterochromatic Threads Connect Oscillating Chromosomes during Prometaphase I in Drosophila Oocytes". PLoS Genetics. 5 (1): e1000348. doi:10.1371/journal.pgen.1000348. ISSN 1553-7404. PMC 2615114. PMID 19165317.
  8. ^ a b Papaioannou, Ioannis A.; Dutreux, Fabien; Peltier, France A.; Maekawa, Hiromi; Delhomme, Nicolas; Bardhan, Amit; Friedrich, Anne; Schacherer, Joseph; Knop, Michael (December 2021). "Sex without crossing over in the yeast Saccharomycodes ludwigii". Genome Biology. 22 (1): 303. doi:10.1186/s13059-021-02521-w. ISSN 1474-760X. PMC 8567612. PMID 34732243.
  9. ^ a b Tsai, Jui-He; Yan, Rihui; McKee, Bruce D. (August 2011). "Homolog pairing and sister chromatid cohesion in heterochromatin in Drosophila male meiosis I". Chromosoma. 120 (4): 335–351. doi:10.1007/s00412-011-0314-0. ISSN 0009-5915.
  10. ^ Grozeva, Snejana; Nokkala, Seppo; Simov, Nikolay (2009-12-29). "Chiasmate male meiosis in six species of water bugs from infraorders Nepomorpha and Gerromorpha (Insecta: Heteroptera)". Comparative Cytogenetics. 3 (2): 125–130. doi:10.3897/compcytogen.v3i2.19. ISSN 1993-078X.
  11. ^ Stoianova, Desislava; Grozeva, Snejana; Simov, Nikolay; Kuznetsova, Valentina (2015-11-19). "Achiasmate male meiosis in two Cymatia species (Hemiptera, Heteroptera, Corixidae)". ZooKeys. 538: 95–104. doi:10.3897/zookeys.538.6722. ISSN 1313-2970. PMC 4722919. PMID 26807038.
  12. ^ Eyster, Craig; Chuong, Hoa H.; Lee, Chih-Ying; Pezza, Roberto J.; Dawson, Dean (September 2019). "The pericentromeric heterochromatin of homologous chromosomes remains associated after centromere pairing dissolves in mouse spermatocyte meiosis". Chromosoma. 128 (3): 355–367. doi:10.1007/s00412-019-00708-6. ISSN 0009-5915. PMC 6823320. PMID 31165256.