Chromatid

Chromatidy jsou součástí chromozomů. Obsahují dvojitý řetězec DNA a hrají roli v mitóze a meióze. Nemoci, jako je Downův syndrom, jsou spojeny s chybami při dělení chromatidů a chromozomů.

Co je chromatid?

Živé bytosti s buňkami obsahujícími jádro se také nazývají eukaryoty. Vaše geny a genetické informace jsou umístěny v chromozomech. Tyto makromolekulární komplexy jsou baleny v plášti proteinů. Komplex DNA a proteinů je také známý jako chromatid.

Každý chromatid obsahuje dvojité vlákno DNA a asociované proteiny. V závislosti na fázi buněčného cyklu buňky odpovídá chromozom buď přesně jednomu nebo dvěma chromatidům. Chromatidy jsou tedy identické podélné poloviny chromozomů metafáz. Podélné poloviny jsou spojeny tzv. Centromérou.

Druhá meiotická divize se odehrává v meióze. Rozdělené poloviny dvou chromatidových chromozomů se oddělují. To vytváří chromozomy pouze s jedním chromatidem, které jsou také známé jako chromosomy s jednoduchým chromatidem. Změny chromatidu během buněčného cyklu hrají klíčovou roli při dělení buněk.

Anatomie a struktura

Každý lidský chromozom se skládá ze dvou různých polovin. V nejjednodušším případě obsahuje dvojitou spirálu DNA, známou také jako molekula DNA.

Ve skutečnosti je molekula DNA dvě jednovláknové molekuly. Histony a další proteiny jsou připojeny k dvouřetězcovému řetězci DNA. DNA, histony a proteiny tvoří celkové balení chromatinu. Chromatid vzniká z dvouřetězců s postupnou akumulací proteinů. Ihned po rozdělení jádra se chromozom stává jediným chromatidovým chromozomem.

Při každém buněčném růstu s cílem buněčného dělení se musí DNA v určitém bodě buněčného cyklu zdvojnásobit, takže každá z dceřiných jader obsahuje kopii celého genetického materiálu. Po zdvojnásobení má chromozom identický dvouřetězcový řetězec DNA, který je prostorově oddělen a jednotlivě potažen proteiny. Takto se vytvářejí sesterské chromatidy nebo chromochomy dvou chromatidů.

Funkce a úkoly

Nukleární dělení je také známé jako mitóza. Děje se na dvou identických sesterských chromatidech chromozomu, které každý běží paralelně k sobě navzájem a jsou od sebe odděleny tenkou mezerou. V tomto bodě buněčného cyklu je chromozom nejužší na centromere, ale stále spojuje sesterské chromatidy.

Během přechodu z mitotické metafázy na mitotickou anafázu se sestry chromatidy navzájem zcela oddělují. To vytváří dva dceřiné chromozomy, z nichž každý je distribuován přes nové buněčné jádro. Chromozomy v nově vytvořených buněčných jádrech opět odpovídají jedinému chromatidu. Chromatid proto vždy obsahuje pouze jeden dvouřetězcový řetězec DNA. Chromozom může na druhé straně obsahovat dva dvojité řetězce DNA a tedy až dva chromatidy, v závislosti na fázi buněčného cyklu. Polytenové chromozomy jsou v tomto ohledu výjimkou, protože mohou obsahovat více než tisíc dvojných řetězců DNA. Chromatidy jsou rozděleny do dvou ramen svou centromérou.

V závislosti na poloze centromery mluvíme o metacentrických, acrocentrických nebo submetacentrických chromozomech. Bývalý nese centromeru uprostřed. Acrocentric chromozomy nesou to na konci, s kratším ramenem být extrémně malý. Například u lidí se jedná o chromozomy 13, 14, 15, 21, 22 a Y chromozomy. Submetacentrické chromozomy nesou centromeru mezi středem a koncem. Vaše kratší rameno se nazývá p-rameno. Vaše delší rameno je rameno q.

Konce chromozomů se také nazývají telomery a obsahují extrémně krátkou a identicky opakovanou sekvenci DNA, která odpovídá TTAGGG u lidí. V tomto okamžiku se chromosomy zkracují s každou duplikací. U lidí je genetický materiál ribozomální RNA nalezen v krátkých ramenech acrocentrických chromozomů. Když se buňky přestanou dělit a dosáhnou fáze G0, zůstanou identické s jejich chromatidem. Pokud je hledáno další dělení, chromozomy rostou ve fázi G1. Ve fázi S se DNA zdvojnásobí a dvojitý řetězec DNA je přítomen dvakrát. V meióze jsou takto vytvořené sesterské chromatidy v přímé blízkosti homologního chromozomu druhého rodiče.

Může dojít k výměně sesterských chromatidů, což způsobí, že se chromatidy oddělí na stejné úrovni a vymění je za části homologního chromozomu. Tyto procesy se nazývají křížení nebo rekombinace. Chromozomy kondenzují v profázi mitózy. Vlákna sesterských chromatidů jsou rozmotaná a nyní leží vedle sebe. V následující metafáze zůstávají chromozomy jako dva chromatidové chromozomy. V anafázi jsou odděleny vřetenovým zařízením tažením chromatidů v opačných směrech.

Nemoci

V procesech dělení chromatidu se mohou vyskytnout chyby. Tyto chyby způsobují různé nemoci. Nejznámější z těchto chorob je Downův syndrom, známý také jako trisomie-21. Základem této choroby je chromozomové poškození.

Ve více než 90 procentech případů je poškození nezávislé na dědičných nemocech. Asi u jednoho ze 700 novorozenců trpí trizomie 21. U této choroby se chromozom 21 nezdvojnásobil, ale ztrojnásobil. To vytváří další chromozomy nebo chromozomové segmenty. Místo 46 chromozomů mají lidé s trizomií 47 chromozomů. Tyto chromozomální defekty jsou spojeny s nedostatečnou separací chromozomů. Během tvorby a zrání spermií a vaječných buněk nebyl jeden chromozom oddělen. Příčina tohoto oddělení nebo nerozdělení nebyla dosud objasněna.

Chyby mohou také nastat během křížení nebo rekombinace homologních sesterských chromatidů, které mohou vyvolat malformace nebo jiné abnormality. Buď je v takovém defektu více chromozomů, nebo jich je méně, což někdy dokonce omezuje životaschopnost embrya. V jiných případech jsou kusy chromozomů nesprávně sestaveny, což vede k zbytečným řetězcům.

K tomu může dojít například kvůli vložení určitých chromozomových kusů na nesprávné místo. Na druhé straně delece je, když je část chromozomu zcela odstraněna a ztracena. V závislosti na místě delece může tento jev také zhoršit životaschopnost.