chromatids sú súčasťou chromozómov. Obsahujú dvojreťazec DNA a hrajú úlohu pri mitóze a meióze. Ochorenia, ako je Downov syndróm, sú spojené s chybami pri delení chromatidov a chromozómov.
Čo je chromatid?
Živé bytosti s bunkami obsahujúcimi jadro sa tiež nazývajú eukaryoty. Vaše gény a genetické informácie sa nachádzajú v chromozómoch. Tieto makromolekulárne komplexy sú balené v obale proteínov. Komplex DNA a proteínov je známy aj ako chromatid.
Každý chromatid obsahuje dvojreťazec DNA a pridružené proteíny. V závislosti od fázy bunkového cyklu bunky chromozóm zodpovedá buď presne jednému alebo dvom chromatidom. Chromatidy sú teda identické pozdĺžne polovice chromozómov metafázy. Pozdĺžne polovice sú spojené takzvanou centromérou.
Druhé meiotické delenie sa odohráva pri meióze. Delené polovice dvoch chromatidových chromozómov sa oddelia. To vytvára chromozómy iba s jedným chromatidom, ktoré sa tiež nazývajú chromatómy s jednoduchým chromatómom. Zmeny chromatidu počas bunkového cyklu hrajú rozhodujúcu úlohu pri delení buniek.
Anatómia a štruktúra
Každý ľudský chromozóm sa skladá z dvoch rôznych polovíc. V najjednoduchšom prípade obsahuje dvojitú špirálu DNA, známu aj ako molekula DNA.
V skutočnosti je molekula DNA dve jednovláknové molekuly. Históny a iné proteíny sú naviazané na dvojreťazec DNA. DNA, históny a proteíny tvoria celkové balenie chromatínu. Chromatid vzniká z dvojreťazca s progresívnou akumuláciou proteínov. Ihneď po rozdelení jadra sa chromozóm stáva jediným chromatidovým chromozómom.
Pri každom bunkovom raste s cieľom delenia buniek sa musí DNA v určitom okamihu bunkového cyklu zdvojnásobiť, takže každé z dcérskych jadier obsahuje kópiu celého genetického materiálu. Po zdvojnásobení má chromozóm identický dvojvláknový reťazec DNA, ktorý je priestorovo oddelený a jednotlivo potiahnutý proteínmi. Takto sa vytvárajú sesterské chromatidy alebo dvojchromatidové chromozómy.
Funkcia a úlohy
Jadrové delenie je známe aj ako mitóza. Uskutočňuje sa na dvoch identických sesterských chromatidoch chromozómu, z ktorých každý prebieha paralelne a sú od seba oddelené tenkou medzerou. V tomto bode bunkového cyklu je chromozóm najužší na centromere, ale stále spája sesterské chromatidy navzájom.
Počas prechodu z mitotickej metafázy na mitotickú anafázu sa sesterské chromatidy navzájom úplne oddelia. Takto sa vytvoria dva dcérske chromozómy, z ktorých každý je distribuovaný do nového bunkového jadra. Chromozómy v novovytvorených jadrách buniek opäť zodpovedajú jedinému chromatidu. Chromatid preto vždy obsahuje iba jedno dvojvlákno DNA. Na druhej strane, chromozóm môže obsahovať dve dvojreťazce DNA, a teda až dva chromatidy, v závislosti od fázy bunkového cyklu. Polyténové chromozómy sú v tomto ohľade výnimkou, pretože môžu obsahovať viac ako tisíc dvojreťazcov DNA. Chromatidy sa delia centromérou do dvoch ramien.
V závislosti na polohe centroméry hovoríme o metacentrických, acrocentrických alebo submetacentrických chromozómoch. Bývalý nesie centroméru uprostred. Akrocentrické chromozómy ho nesú na konci, pričom kratšie rameno je extrémne malé. Napríklad u ľudí je to prípad chromozómov 13, 14, 15, 21, 22 a chromozómov Y. Submetacentrické chromozómy nesú centroméru medzi stredom a koncom. Vaše kratšie rameno sa nazýva p-rameno. Vaše dlhšie rameno je rameno Q.
Konce chromozómov sa tiež nazývajú teloméry a obsahujú extrémne krátku a identicky opakovanú sekvenciu DNA, ktorá zodpovedá TTAGGG u ľudí. V tomto bode sa chromozómy pri každej duplikácii skracujú. U ľudí sa genetický materiál ribozomálnej RNA nachádza v krátkych ramenách acrocentrických chromozómov. Keď sa bunky prestanú deliť a dosiahnu fázu G0, zostanú rovnaké ako ich chromatid. Ak sa požaduje ďalšie delenie, chromozómy rastú vo fáze G1. Vo fáze S sa DNA zdvojnásobí a dvojvláknová DNA je prítomná dvakrát. Pri meióze sú takto vytvorené sesterské chromatidy v priamej blízkosti homológneho chromozómu druhého rodiča.
Môže dôjsť k výmene sesterských chromatidov, čo spôsobí, že chromatidy sa odlomia na rovnakej úrovni a vymenia ich s časťami homológneho chromozómu. Tieto procesy sú známe ako kríženie alebo rekombinácia. Chromozómy kondenzujú v profázii mitózy. Vlákna sestier chromatidov sú rozmotané a teraz ležia vedľa seba. V nasledujúcej metafáze zostávajú chromozómy ako dvojchromatidové chromozómy. V anafáze sú oddelené vretenovým zariadením ťahajúcim chromatidy v opačných smeroch.
choroby
V procesoch delenia chromatidu sa môžu vyskytnúť chyby. Tieto chyby spôsobujú rôzne choroby. Najznámejšou z týchto chorôb je Downov syndróm, známy tiež ako trizómia-21. Základom tohto ochorenia je chromozómové poškodenie.
Vo viac ako 90 percentách prípadov je škoda nezávislá od dedičných chorôb. Trizómia 21 trpí asi jeden zo 700 novorodencov. Pri tejto chorobe sa chromozóm 21 nedvojnásobil, ale strojnásobil. To vytvára ďalšie chromozómy alebo chromozómové segmenty. Namiesto 46 chromozómov majú ľudia s trizómiou 47 chromozómov. Takéto chromozomálne defekty súvisia s nedostatkom separácie chromozómov. Počas tvorby a dozrievania spermií a vajíčok sa jeden chromozóm neoddelil. Príčina tohto oddelenia alebo nerozdelenia ešte nebola objasnená.
Chyby sa môžu vyskytnúť aj počas kríženia alebo rekombinácie homológnych sesterských chromatidov, čo môže spôsobiť malformácie alebo iné abnormality. Buď existuje viac chromozómov s takým defektom, alebo ich je menej, čo niekedy dokonca obmedzuje životaschopnosť embrya. V iných prípadoch sú kusy chromozómov nesprávne zostavené, čo vedie k zbytočným reťazcom.
Môže to byť napríklad v dôsledku vloženia určitých chromozómových častí na nesprávne miesto. Na druhej strane delécia je, keď je časť chromozómu úplne odstránená a stratená. V závislosti od miesta delécie môže tento jav tiež zhoršiť životaschopnosť.
