Хроматид

Хроматиди входять до складу хромосом. Вони містять подвійну нитку ДНК і відіграють роль у мітозі та мейозі. Такі захворювання, як синдром Дауна, пов’язані з помилками при поділі хроматид і хромосом.

Що таке хроматид?

Живих істот з клітинами, що містять ядро, також називають еукаріоти. Ваші гени та генетична інформація розташовані в хромосомах. Ці макромолекулярні комплекси упаковані в оболонку білків. Комплекс ДНК і білків також відомий як хроматид.

Кожна хроматида містить подвійну ланцюг ДНК та пов'язані з ними білки. Залежно від фази клітинного циклу клітини, хромосома відповідає або рівно одному, або двом хроматидам. Таким чином, хроматиди є однаковими поздовжніми половинками метафазних хромосом. Поздовжні половинки пов'язані так званим центромером.

Другий мейотичний поділ має місце в мейозі. Розділені половинки двохроматичних хромосом відокремлюються. Це створює хромосоми лише з однією хроматидою, які також відомі як однохроматичні хромосоми. Зміни хроматиди протягом клітинного циклу відіграють вирішальну роль у діленні клітин.

Анатомія та структура

Кожна хромосома людини складається з двох різних половинок. У найпростішому випадку вона містить подвійну спіраль ДНК, також відому як молекула ДНК.

Насправді молекула ДНК - це дві одноланцюгові молекули. Гістони та інші білки прикріплюються до подвійної ланцюга ДНК. ДНК, гістони та білки утворюють загальний пакет хроматину. Хроматид виникає з подвійної ланцюга з прогресивним накопиченням білків. Відразу після поділу ядра хромосома перетворюється на єдину хроматидну хромосому.

З кожним ростом клітин з метою поділу клітин ДНК повинна вдвічі подвоюватися в клітинному циклі, щоб кожне дочірнє ядро ​​містило копію всього генетичного матеріалу. Після подвоєння хромосома має ідентичну подвійну нитку ДНК, яка просторово розділена і індивідуально покрита білками. Так створюються сестринські хроматиди або двохроматичні хромосоми.

Функція та завдання

Ядерний поділ також відомий як мітоз. Це відбувається на двох однакових сестринських хроматидах хромосоми, які кожна проходять паралельно одна одній і відокремлені одна від одної тонким проміжком. У цей момент у клітинному циклі хромосома вузька на центромері, але все ще з'єднує сестринські хроматиди між собою.

Під час переходу від мітотичної метафази до мітотичної анафази сестринські хроматиди повністю відокремлюються одна від одної. Це створює дві дочірні хромосоми, кожна з яких розподілена по новому клітинному ядру. Хромосоми в новостворених клітинних ядрах знову відповідають одній хроматиді. Тому хроматид завжди містить лише одну подвійну ланцюг ДНК. З іншого боку, хромосома може містити дві подвійні ланцюги ДНК і, таким чином, до двох хроматид, залежно від фази клітинного циклу. Політинові хромосоми є винятком у цьому плані, оскільки вони можуть містити більше тисячі подвійних ланцюгів ДНК. Хроматиди поділені на дві руки за своїм центромером.

Залежно від положення центрометра, ми говоримо про метацентричні, акроцентричні або субметацентричні хромосоми. Перші несуть центромір посередині. Акроцентричні хромосоми несуть його в кінці, при цьому коротша рука є надзвичайно маленькою. Наприклад, у людей це стосується хромосом 13, 14, 15, 21, 22 та Y-хромосоми. Субметацентричні хромосоми несуть центрометр між серединою і кінцем. Ваша коротша рука називається p-рукою. Ваша довша рука - це рука Q.

Кінці хромосом також називають теломерами і містять надзвичайно коротку і однаково повторювану послідовність ДНК, що відповідає TTAGGG у людини. У цей момент хромосоми вкорочуються з кожним дублюванням. У людини генетичний матеріал рибосомної РНК знаходиться у коротких гілках акроцентричних хромосом. Коли клітини перестають ділитися і досягають фази G0, вони залишаються ідентичними своїй хроматиді. Якщо шукати іншого поділу, хромосоми ростуть у фазі G1. У фазі S ДНК подвоюється, а подвійний ланцюг ДНК присутній двічі. При мейозі створені таким чином сестринські хроматиди знаходяться в безпосередній близькості до гомологічної хромосоми другого з батьків.

Може відбуватися сестринський обмін хроматид, через що хроматиди розриваються на одному рівні та обмінюються ними з частинами гомологічної хромосоми. Ці процеси відомі як перехрещення або рекомбінація. Хромосоми конденсуються в профазі мітозу. Нитки сестринських хроматид розмотуються і тепер лежать поруч. У подальшій метафазі хромосоми залишаються як двохроматичні хромосоми. В анафазі вони розділені веретеновим апаратом, що тягне хроматиди в протилежні сторони.

Хвороби

У процесах поділу на хроматиді можуть виникати помилки. Ці помилки викликають різні захворювання. Найвідомішим із цих захворювань є синдром Дауна, також відомий як трисомія-21. В основі цього захворювання лежить ураження хромосом.

У більш ніж 90 відсотках випадків шкода не залежить від спадкових захворювань. Близько одного з 700 новонароджених страждає на трисомію 21. При цьому захворюванні хромосома 21 не подвоїлася, а потроїлася. Це створює додаткові хромосоми або сегменти хромосоми. Замість 46 хромосом люди з трисомією мають 47 хромосом. Такі хромосомні дефекти пов'язані з недостатнім поділом хромосом. Під час утворення та дозрівання сперматозоїдів та яйцеклітин одна хромосома не відділялася. Причина цього нерозмежування чи нероз'єднання ще не з'ясована.

Помилки можуть також виникати при перетині або рекомбінації гомологічних сестринських хроматид, що може викликати вади розвитку або інші відхилення. Або в такому дефекті більше хромосом, або їх менше, що іноді навіть обмежує життєздатність ембріона. В інших випадках шматочки хромосом складаються неправильно, внаслідок чого ланцюги марні.

Це може бути, наприклад, через введення певних шматочків хромосом у неправильне місце. Видалення, з іншого боку, - це коли шматочок хромосоми повністю видалений і втрачений. Залежно від місця видалення, це явище також може погіршити життєздатність.