O que é paquiteno e o que acontece nele? - Ciência - 2023

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o paquiteno ou paquinema é o terceiro estágio da prófase I meiótica; nele o processo de recombinação é verificado. Na mitose, existe uma prófase e na meiose duas: prófase I e prófase II.

Anteriormente, exceto para a prófase II, os cromossomos eram duplicados, cada um dando origem a uma cromátide irmã. Mas apenas na prófase I os homólogos (duplicatas) se emparelham, formando bivalentes.

O termo paquiteno vem do grego e significa “fios grossos”. Esses "fios grossos" são os cromossomos homólogos emparelhados que, depois de duplicados, formam tétrades. Ou seja, quatro "fios", ou fios, que fazem com que cada cromossomo se veja mais espesso.

Existem aspectos únicos da prófase I meiótica que explicam as características do paquiteno. Apenas no paquiteno da prófase I da meiose os cromossomos se recombinam.

Para isso, é verificado o reconhecimento e correspondência de homólogos. Como na mitose, deve haver duplicação das cromátides. Mas apenas na meiose I paquiteno são formados complexos de troca de banda, que chamamos de quiasma.

Neles ocorre o que define o poder de recombinação da meiose: o cruzamento entre cromátides de cromossomos homólogos.

Todo o processo de troca de DNA é possível graças ao aparecimento prévio do complexo sinaptonêmico. Este complexo multiproteico permite que os cromossomos homólogos emparelhem (sinapse) e se recombine.

O complexo sinaptonêmico durante o paquiteno

O complexo sinaptonêmico (CS) é a estrutura proteica que permite a ligação ponta a ponta entre cromossomos homólogos. Ocorre apenas durante o paquiteno da meiose I e é a base física do emparelhamento cromossômico. Em outras palavras, é o que permite que os cromossomos façam sinapses e se recombinem.

O complexo sinaptonêmico é altamente conservado entre os eucariotos em meiose. Portanto, é evolutivamente muito antigo e estrutural e funcionalmente equivalente em todas as coisas vivas.

É composto por um elemento axial central e dois elementos laterais que se repetem como os dentes de um zíper ou fecho.

O complexo sinaptonêmico é formado a partir de pontos específicos nos cromossomos durante o zigoteno. Esses locais são colineares com aqueles onde ocorrem quebras de DNA, onde sinapses e recombinação ocorrerão no paquiteno.

No paquiteno, portanto, temos um zíper fechado. Nessa conformação, pontos específicos são definidos onde as bandas de DNA serão trocadas ao final do estágio.

Componentes do complexo sinaptonêmico e quiasmas

O complexo sinaptonêmico meiótico contém muitas proteínas estruturais que também são encontradas durante a mitose. Estes incluem topoisomerase II, condensinas, coesinas, bem como proteínas associadas à coesina.

Além dessas, proteínas específicas e exclusivas da meiose também estão presentes, juntamente com proteínas do complexo de recombinação.

Essas proteínas fazem parte do recombinossoma. Esta estrutura agrupa todas as proteínas necessárias para a recombinação. Aparentemente, o recombinossoma não se forma nos pontos de cruzamento, mas é recrutado, já formado, para eles.

Chiasmas

Quiasmas são as estruturas morfológicas visíveis nos cromossomos onde ocorrem os cruzamentos. Em outras palavras, a manifestação física da troca de bandas de DNA entre dois cromossomos homólogos. Quiasmas são as marcas citomorfológicas distintivas do paquiteno.

Em toda meiose, pelo menos um quiasma por cromossomo deve ocorrer. Isso significa que todo gameta é recombinante. Graças a este fenômeno, os primeiros mapas genéticos baseados em ligação e recombinação puderam ser deduzidos e propostos.

Por outro lado, a falta de quiasmas e, portanto, de crossover, causa distorções ao nível da segregação cromossômica. A recombinação durante o paquiteno atua então como um controle de qualidade da segregação meiótica.

No entanto, evolutivamente falando, nem todos os organismos sofrem recombinação (por exemplo, moscas da fruta machos). Nestes casos, operam outros mecanismos de segregação cromossômica não dependentes de recombinação.

Progressão paquiteno

Ao sair do zigoteno, o complexo sinaptonêmico está totalmente formado. Isso é complementado pela geração das quebras de DNA de banda dupla, a partir das quais os cruzamentos são verificados.

Quebras duplas de DNA forçam a célula a repará-los. No processo de reparo do DNA, a célula recruta o recombinossoma. A troca de bandas é usada e, como resultado, células recombinantes são obtidas.

Quando o complexo sinaptonêmico está totalmente formado, diz-se que o paquiteno começa.

Os bivalentes nas sinapses do paquiteno interagem basicamente por meio do elemento axial do complexo sinaptonêmico. Cada cromátide é organizada em uma organização em loop, cuja base é o elemento axial central do complexo sinaptonêmico.

O elemento axial de cada contraparte entra em contato com o do outro através dos elementos laterais. Os eixos da cromátide irmã são altamente compactados e suas alças de cromatina emergem do elemento axial central. O espaçamento entre os laços (~ 20 por mícron) é evolutivamente conservado em todas as espécies.

Perto do término do paquiteno, os cruzamentos de alguns dos locais de quebra de DNA de banda dupla tornam-se evidentes. O aparecimento dos crossovers também sinaliza o início do desdobramento do complexo sinaptonêmico.

Os cromossomos homólogos tornam-se mais condensados (parecem mais individuais) e começam a se separar, exceto nos quiasmas. Quando isso acontece, o paquiteno termina e o diploteno começa.

A associação entre o recombinossoma e os eixos do complexo sinaptonêmico persiste ao longo da sinapse. Particularmente em cruzamentos recombinogênicos para o final do paquiteno, ou um pouco além.

Referências

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