Hromatīdi

Hromatīdi ir daļa no hromosomām. Tie satur dubultu DNS virkni un spēlē mitozi un meiozi. Tādas slimības kā Dauna sindroms ir saistītas ar kļūdām hromatīdu un hromosomu dalījumā.

Kas ir hromatīds?

Dzīvas būtnes ar šūnām, kas satur kodolu, sauc arī par eikariotiem. Jūsu gēni un ģenētiskā informācija atrodas hromosomās. Šie makromolekulārie kompleksi ir iesaiņoti olbaltumvielu apvalkā. DNS un olbaltumvielu komplekss ir pazīstams arī kā hromatīdi.

Katrā hromatīdā ir dubultā DNS virkne un ar tām saistītie proteīni. Atkarībā no šūnas cikla fāzes hromosoma precīzi atbilst vai nu vienai, vai divām hromatīdām. Hromatīdi tādējādi ir identiskas metafāzu hromosomu gareniskās puses. Gareniskās puses ir savienotas ar tā saukto centromēru.

Otrā meiotiskā dalīšana notiek mejozē. Divu hromatīdu hromosomu sadalītās puses atdalās. Tādējādi veidojas hromosomas, kurās ir tikai viens hromatīds, ko sauc arī par vienas hromātes hromosomām. Hromatīdu izmaiņas šūnu cikla laikā izšķiroši ietekmē šūnu dalīšanos.

Anatomija un struktūra

Katra cilvēka hromosomu veido divas dažādas puses. Vienkāršākā gadījumā tajā ir DNS dubultā spirāle, kas pazīstama arī kā DNS molekula.

Patiesībā DNS molekula ir divas vienpavedienu molekulas. Histoni un citi proteīni ir piesaistīti DNS dubultajai virknei. DNS, histoni un olbaltumvielas veido kopējo hromatīna paketi. Hromatīdi rodas no divkāršās virknes ar pakāpenisku olbaltumvielu uzkrāšanos. Tūlīt pēc kodola dalīšanas hromosoma kļūst par vienu hromatīdu hromosomu.

Ar katru šūnu augšanu ar mērķi dalīties šūnās kādā šūnu ciklā DNS ir jādubultojas tā, lai meitas kodolos katrā būtu visa ģenētiskā materiāla kopija. Pēc divkāršošanās hromosomā ir identiska DNS divkāršā virkne, kas ir telpiski atdalīta un atsevišķi pārklāta ar olbaltumvielām. Tādējādi tiek izveidotas māsu hromatīdi vai divu hromatīdu hromosomas.

Funkcija un uzdevumi

Kodolu dalīšana ir pazīstama arī kā mitoze. Tas notiek uz diviem identiskiem hromosomas māsu hromatīdiem, kas katrs darbojas paralēli viens otram un ir atdalīti viens no otra ar plānu spraugu. Šūnu cikla brīdī hromosoma ir visšaurākā centromērā, bet joprojām māsu hromatīdi savieno viens ar otru.

Pārejā no mitotiskās metafāzes uz mitotisko anafāzi māsas hromatīdi pilnībā atdalās viens no otra. Tādējādi tiek izveidotas divas meitas hromosomas, no kurām katra ir sadalīta pa jaunu šūnas kodolu. Jaunizveidoto šūnu kodolu hromosomas atkal atbilst vienam hromatīdam. Tāpēc hromatīdi vienmēr satur tikai vienu divkāršu DNS virkni. No otras puses, hromosoma var saturēt divas DNS divkāršās virknes un tādējādi līdz diviem hromatīdiem atkarībā no šūnu cikla fāzes. Polietilēna hromosomas šajā ziņā ir izņēmums, jo tās var saturēt vairāk nekā tūkstoti DNS dubultstriepju. Hromatīdi ir sadalīti divās daļās pēc to centromēra.

Atkarībā no centromēra stāvokļa mēs runājam par metacentriskām, akrocentriskām vai submetacentriskām hromosomām. Bijušie nes centromēru pa vidu. Akrocentriskās hromosomas to nes beigās, un īsākā roka ir ārkārtīgi maza. Piemēram, cilvēkiem tas notiek 13., 14., 15., 21., 22. hromosomā un Y hromosomā. Submetacentriskās hromosomas veic centromēru starp vidu un galu. Jūsu īsāku roku sauc par p-roku. Jūsu garākā roka ir q roka.

Hromosomu galus sauc arī par telomēriem, un tajos ir ārkārtīgi īsa un identiski atkārtota DNS secība, kas cilvēkiem atbilst TTAGGG. Šajā brīdī hromosomas saīsinās ar katru dublēšanos. Cilvēkiem ribosomālas RNS ģenētiskais materiāls ir atrodams akrocentrisko hromosomu īsās rokās. Kad šūnas pārstāj dalīties un sasniedz G0 fāzi, tās paliek identiskas hromatīdiem. Ja tiek meklēts cits dalījums, hromosomas aug G1 fāzē. S fāzē DNS dubultojas un DNS dubultā virkne atrodas divreiz. Mejozes gadījumā šādā veidā izveidotās māsas hromatīdi atrodas tiešā tuvumā otra vecāka homoloģiskajai hromosomai.

Var notikt māsu hromatīdu apmaiņa, kas izraisa hromatīdu pārtraukšanu tajā pašā līmenī un apmaiņu ar homologās hromosomas daļām. Šie procesi ir zināmi kā šķērsošana vai rekombinācija. Mitozas fāzē kondensējas hromosomas. Māsu hromatīdu pavedieni ir nesavienoti un tagad atrodas viens otram blakus. Nākamajā metafāzē hromosomas paliek kā divu hromatīdu hromosomas. Anafāzē tos atdala ar vārpstas aparātu, velkot hromatīdus pretējos virzienos.

Slimības

Hromatīdu dalīšanas procesos var rasties kļūdas. Šīs kļūdas izraisa dažādas slimības. Vispazīstamākā no šīm slimībām ir Dauna sindroms, pazīstams arī kā trisomija-21. Šīs slimības pamatā ir hromosomu bojājumi.

Vairāk nekā 90 procentos gadījumu kaitējums nav atkarīgs no iedzimtām slimībām. Aptuveni viens no 700 jaundzimušajiem cieš no 21. trisomijas. Šajā slimībā 21. hromosoma nav dubultojusies, bet trīskāršojusies. Tas rada papildu hromosomas vai hromosomu segmentus. 46 hromosomu vietā cilvēkiem ar trisomiju ir 47 hromosomas. Šādi hromosomu defekti ir saistīti ar hromosomu neatdalīšanu. Spermas un olšūnu veidošanās un nogatavināšanas laikā viena hromosoma netika atdalīta. Šīs neatdalīšanas vai nesadalīšanas iemesls vēl nav noskaidrots.

Kļūdas var rasties arī homoloģisko māsu hromatīdu šķērsošanas vai rekombinācijas laikā, kas var izraisīt kroplības vai citas novirzes. Vai nu šādā defektā ir vairāk hromosomu, vai arī ir mazāk, kas dažreiz pat ierobežo embrija dzīvotspēju. Citos gadījumos hromosomu gabali ir salikti nepareizi, kā rezultātā veidojas bezjēdzīgas ķēdes.

Tas var notikt, piemēram, sakarā ar noteiktu hromosomu gabalu ievietošanu nepareizā vietā. Dzēšana, no otras puses, ir tad, kad hromosomas gabals tiek pilnībā izdzēsts un zaudēts. Atkarībā no dzēšanas vietas šī parādība var arī pasliktināt dzīvotspēju.