Chromatyd

Chromatydy są częścią chromosomów. Zawierają podwójną nić DNA i odgrywają rolę w mitozie i mejozie. Choroby takie jak zespół Downa są związane z błędami w podziale chromatyd i chromosomów.

Co to jest chromatyda?

Żywe istoty z komórkami zawierającymi jądro są również nazywane eukariotami. Twoje geny i informacje genetyczne znajdują się w chromosomach. Te wielkocząsteczkowe kompleksy są upakowane w otoczce białek. Kompleks DNA i białek jest również znany jako chromatyda.

Każda chromatyda zawiera podwójną nić DNA i związanych z nią białek. W zależności od fazy cyklu komórkowego komórki, chromosom odpowiada dokładnie jednej lub dwóch chromatydach. Chromatydy są zatem identycznymi podłużnymi połówkami chromosomów metafazowych. Połówki podłużne są połączone tak zwanym centromerem.

Drugi podział mejotyczny zachodzi w mejozie. Rozdzielone połówki dwóch chromosomów rozdzielają się. Tworzy to chromosomy z tylko jedną chromatydą, które są również znane jako chromosomy z pojedynczą chromatydą. Zmiany w chromatydzie podczas cyklu komórkowego odgrywają kluczową rolę w podziale komórek.

Anatomia i budowa

Każdy ludzki chromosom składa się z dwóch różnych połówek. W najprostszym przypadku zawiera podwójną helisę DNA, zwaną także cząsteczką DNA.

W rzeczywistości cząsteczka DNA to dwie jednoniciowe cząsteczki. Histony i inne białka są przyłączone do podwójnej nici DNA. DNA, histony i białka tworzą ogólny pakiet chromatyny. Chromatyda powstaje z podwójnej nici wraz z postępującą akumulacją białek. Natychmiast po podziale jądra chromosom staje się pojedynczym chromosomem chromatydowym.

Przy każdym wzroście komórki w celu podziału komórki DNA musi się podwoić w pewnym momencie cyklu komórkowego, tak aby każde jądro potomne zawierało kopię całego materiału genetycznego. Po podwojeniu chromosom ma identyczną podwójną nić DNA, która jest przestrzennie oddzielona i indywidualnie pokryta białkami. W ten sposób powstają chromatydy siostrzane lub chromosomy dwukolorowe.

Funkcja i zadania

Podział jądrowy jest również znany jako mitoza. Odbywa się na dwóch identycznych chromatydach siostrzanych chromosomu, które biegną równolegle do siebie i są oddzielone od siebie cienką szczeliną. Na tym etapie cyklu komórkowego chromosom jest najwęższy w centromerze, ale nadal łączy ze sobą siostrzane chromatydy.

Podczas przejścia od mitotycznej metafazy do mitotycznej anafazy siostrzane chromatydy całkowicie się od siebie oddzielają. Tworzy to dwa chromosomy potomne, z których każdy jest rozmieszczony w nowym jądrze komórkowym. Chromosomy w nowo utworzonych jądrach komórkowych ponownie odpowiadają pojedynczej chromatydzie. Dlatego chromatyda zawsze zawiera tylko jedną podwójną nić DNA. Z drugiej strony, chromosom może zawierać dwie podwójne nici DNA, a zatem do dwóch chromatyd, w zależności od fazy cyklu komórkowego. Chromosomy polietylenu są pod tym względem wyjątkiem, ponieważ mogą zawierać ponad tysiąc podwójnych nici DNA. Chromatydy są podzielone na dwa ramiona przez ich centromer.

W zależności od położenia centromeru mówimy o chromosomach metacentrycznych, akrocentrycznych lub submetacentrycznych. Te pierwsze niosą centromer w środku. Chromosomy akrocentryczne niosą go na końcu, przy czym krótsze ramię jest wyjątkowo małe. Na przykład u ludzi dzieje się tak na chromosomach 13, 14, 15, 21, 22 i na chromosomie Y. Chromosomy submetacentryczne przenoszą centromer między środkiem a końcem. Twoje krótsze ramię nazywa się ramieniem p. Twoje dłuższe ramię to ramię q.

Końce chromosomów są również nazywane telomerami i zawierają niezwykle krótką i identycznie powtarzaną sekwencję DNA, która odpowiada TTAGGG u ludzi. W tym momencie chromosomy skracają się z każdym powieleniem. U ludzi materiał genetyczny rybosomalnego RNA znajduje się w krótkich ramionach chromosomów akrocentrycznych. Kiedy komórki przestają się dzielić i osiągają fazę G0, pozostają identyczne ze swoją chromatydą. Jeśli szuka się innego podziału, chromosomy rosną w fazie G1. W fazie S DNA podwaja się, a podwójna nić DNA jest obecna dwukrotnie. W mejozie powstałe w ten sposób chromatydy siostrzane znajdują się w bezpośredniej bliskości chromosomu homologicznego drugiego rodzica.

Może wystąpić wymiana chromatyd siostrzanych, która powoduje, że chromatydy odrywają się na tym samym poziomie i wymieniają je na części homologicznego chromosomu. Procesy te są znane jako krzyżowanie lub rekombinacja. Chromosomy kondensują się w profazie mitozy. Nici siostrzanych chromatyd są rozplątane i teraz leżą obok siebie. W późniejszej metafazie chromosomy pozostają jako chromosomy dwukolorowe. W anafazie są one oddzielane przez aparat wrzecionowy, który ciągnie chromatydy w przeciwnych kierunkach.

Choroby

W procesach podziału na chromatydzie mogą wystąpić błędy. Te błędy powodują różne choroby. Najbardziej znaną z tych chorób jest zespół Downa, znany również jako trisomia-21. Podstawą tej choroby jest uszkodzenie chromosomów.

W ponad 90 procentach przypadków uszkodzenia są niezależne od chorób dziedzicznych. Około jeden na 700 noworodków cierpi na trisomię 21. W tej chorobie chromosom 21 nie podwoił się, ale potroił. Tworzy to dodatkowe chromosomy lub segmenty chromosomów. Zamiast 46 chromosomów, osoby z trisomią mają 47 chromosomów. Takie defekty chromosomowe są związane z brakiem separacji chromosomów. Podczas tworzenia i dojrzewania plemników i komórek jajowych nie rozdzielono jednego chromosomu. Przyczyna tego nierozdzielenia lub nierozłączności nie została jeszcze wyjaśniona.

Błędy mogą również wystąpić podczas krzyżowania lub rekombinacji homologicznych chromatyd siostrzanych, co może wywołać wady rozwojowe lub inne nieprawidłowości. Albo w takiej wadzie jest więcej chromosomów, albo jest ich mniej, co czasami ogranicza nawet żywotność zarodka. W innych przypadkach fragmenty chromosomów są składane nieprawidłowo, co powoduje powstanie bezużytecznych łańcuchów.

Może tak być, na przykład, z powodu wstawienia pewnych fragmentów chromosomu w niewłaściwym miejscu. Z drugiej strony delecja występuje wtedy, gdy fragment chromosomu zostaje całkowicie usunięty i utracony. W zależności od lokalizacji delecji zjawisko to może również osłabiać żywotność.