Il diplotene o diplonema è la quarta sottofase I della divisione cellulare meiotica e si distingue per la separazione dei cromatidi dei cromosomi omologhi. Durante questa sottofase, puoi vedere i punti sui cromosomi in cui è avvenuta la ricombinazione, questi luoghi sono chiamati chiasmi.
La ricombinazione si verifica quando un filamento di materiale genetico viene tagliato per unire un'altra molecola con materiale genetico diverso. Durante il diplotene, la meiosi può subire una pausa e questa situazione è unica per la razza umana. Questo stato di pausa o latenza sperimentato dagli ovuli è chiamato dictyotene.
A cura del Doc. RNDr. Josef Reischig, CSc. (Archivio dell'autore), tramite Wikimedia Commons
In questo caso, gli ovuli umani cesseranno la loro attività, fino al settimo mese di sviluppo embrionale e, l'attività riprenderà, quando l'individuo raggiungerà la maturità sessuale.
Il diplotene inizia quando i cromosomi si separano e contemporaneamente aumentano di dimensioni e si separano dalla membrana nucleare.
Si formano le tetrade (due cromosomi) di quattro cromatidi e i cromatidi fratelli in ciascuna tetrade sono collegati dai centromeri. I cromatidi che si sono incrociati saranno uniti da chiasmi.
Meiosi
La meiosi è una classe specializzata di divisione cellulare che dimezza il numero di cromosomi, producendo quattro cellule aploidi.
Ogni cellula aploide è geneticamente diversa dalla cellula madre che l'ha originata e da essa provengono le cellule sessuali, chiamate anche gameti
Questa procedura si verifica in tutti gli esseri unicellulari (eucarioti) e multicellulari di riproduzione sessuale: animali, piante e funghi. Quando si verificano errori nella meiosi, l'aneuploidia è evidente ed è la principale causa nota di aborto spontaneo e la causa genetica più comune di disabilità.
fasi
Il processo meiotico si verifica in due fasi o fasi: Meiosi I e Meiosi II. La meiosi I, a sua volta, è composta da quattro fasi: profase I, metafase I, anafase I e telofase.
La prima divisione è la più specializzata delle due divisioni: le cellule che ne risultano sono cellule aploidi.
In questa fase c'è una divisione riduttiva del genoma e il suo momento più importante è la profase, che è una fase lunga e complessa in cui avviene la separazione dei cromosomi omologhi.
Nella profase I, i cromosomi omologhi si accoppiano e c'è lo scambio di DNA (ricombinazione omologa). Si verifica l'incrocio cromosomico, processo decisivo per l'accoppiamento dei cromosomi omologhi e, di conseguenza, per la separazione specifica dei cromosomi nella prima divisione.
Le nuove miscele di DNA prodotte nell'incrocio sono una fonte significativa di variazione genetica che dà origine a nuove combinazioni di alleli, che possono essere molto favorevoli per la specie.
I cromosomi accoppiati e replicati sono chiamati bivalenti o tetradi, che hanno due cromosomi e quattro cromatidi, con un cromosoma proveniente da ciascun genitore.
L'accoppiamento di cromosomi omologhi è chiamato sinapsi. In questa fase, i cromatidi non fratelli possono intersecarsi in punti chiamati chiasma (plurale; chiasma singolare).
La profase I è la fase più lunga della meiosi. È diviso in cinque sottofasi che prendono il nome in base all'aspetto dei cromosomi: leptotene, zigotene, pachitene, diplotene e diakinesis.
Prima di iniziare la sottofase diplotenica, avviene una ricombinazione omologa e avvengono incroci tra i cromosomi dei cromatidi non fratelli, nei loro chiasmi. In quel preciso momento, i cromosomi sono strettamente accoppiati.
Descrizione di diplotene
Il diplotene, chiamato anche diplonema, (dal greco diploo: doppio e tainia: nastro o filo) è lo stadio secondario che succede al pachitene. Prima del diplotene, i cromosomi omologhi si sono accoppiati formando tetradi o bivalenti (valore genetico di entrambi i genitori), sono accorciati, ispessiti e i cromatidi fratelli si differenziano.
Una struttura simile a una cerniera, chiamata complesso sinaptonemico, si forma tra i cromosomi che si sono accoppiati e poi si rompono, nella fase diplotenica, causando una leggera separazione dei cromosomi omologhi.
I cromosomi si rilassano, consentendo la trascrizione del DNA. Tuttavia, i cromosomi omologhi di ciascuna coppia formata rimangono strettamente collegati nei chiasmi, le regioni in cui si è verificato il crossover. I chiasmi rimangono sui cromosomi fino a quando non si separano nella transizione all'anafase I.
Nel diplotene i complessi sinaptonemici si separano, lo spazio centrale si allarga e le componenti scompaiono, rimanendo solo nelle regioni dove erano presenti i chiasmi. Sono presenti anche gli elementi laterali, sottili e separati tra loro.
Nel diplotene avanzato, gli assi si interrompono e scompaiono, rimane solo nelle regioni centromerica e chiasmatica.
Dopo la ricombinazione, il complesso sinaptonemico scompare e i membri di ciascuna coppia bivalente iniziano a separarsi. Alla fine, i due omologhi di ogni bivalente rimangono uniti solo nei punti di incrocio (chiasma).
Il numero medio di chiasmi negli spermatociti umani è 5, cioè diversi per bivalente. Al contrario, la proporzione di ovociti nel pachitene e nel diplotene aumenta nello sviluppo fetale.
Man mano che si avvicinano al diplotene, gli ovociti entrano nel cosiddetto arresto meiotico o dictyotene. A circa sei mesi di gestazione, tutte le cellule germinali si troveranno in questo sottofase.
Importanza della sottostazione diplotene
Intorno all'ottavo mese di sviluppo embrionale, gli ovociti sono più o meno sincronizzati nella fase diplotenica della profase I.
Le cellule rimarranno in questa sottofase dalla nascita alla pubertà, quando i follicoli ovarici cominceranno a maturare uno ad uno e l'ovocita riprenderà la fase finale del diplotene.
Durante il processo di oogenesi (creazione di ovuli), gli ovociti umani interrompono il loro processo di maturazione nella fase diplotenica, prima della nascita. Al raggiungimento della fase di pubertà, il processo viene riavviato, questo stato di sospensione della divisione meiotica è noto come dictyotene o dictyate.
Quando inizia l'ovulazione, l'ovocita si trova tra la prima e la seconda divisione meiotica. La seconda divisione è sospesa fino alla fecondazione, cioè quando si verifica l'anafase della seconda divisione e il pronucleo femminile è pronto per unirsi al maschio.
Questa ripresa della maturazione degli ovociti avviene per prepararli all'ovulazione.
Riferimenti
- Biology online, 26/10/2011, «Diplotene», Disponibile su: biology-online.org/dictionary/Diplotene
- Cabero, L., Saldívar, D. e Cabrillo, E. (2007). Ostetricia e medicina materno-fetale. Madrid: editoriale Médica Panamericana.
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- Nussbaum, RL e McInnes, RR (2008). Thompson & Thompson: genetica in medicina. Barcellona: Elsevier Masson.
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