CHROMATYDY: FUNKCJE I CZĘŚCI - BIOLOGIA - 2026

Chromatyd jest jedną z dwóch kopii, która jest otrzymywana w wyniku replikacji chromosomu eukariotycznych, widoczny tylko podczas wydarzeń podziału komórek, takich jak mitozy i mejozy.

Podczas podziału mitotycznego chromatydy siostrzane są wynikiem replikacji DNA tego samego chromosomu i różnią się od chromosomów homologicznych tym, że pochodzą od dwóch różnych osobników, matki i ojca, więc chociaż są rekombinować, nie są one identyczne.

W ten sposób chromatydy są częścią wszystkich chromosomów eukariotycznych i spełniają podstawowe funkcje w wiernym przekazywaniu informacji genetycznej z komórki do jej potomstwa, ponieważ na przykład zawartość genetyczna dwóch chromatyd siostrzanych komórki w mitozie jest identyczna. .

Ogólnie rzecz biorąc, każda chromatyda składa się z DNA nawiniętego na jądra utworzone przez oktamery białek histonowych, które aktywnie uczestniczą w regulacji ekspresji genów zawartych w tej cząsteczce DNA.

Jak widać tylko podczas podziału, chromatydy są zwykle widziane w parach, blisko siebie na całej długości, a zwłaszcza w okolicy centromeru.

Funkcje chromatydowe

Ogólny schemat chromosomu, na którym zaznaczono chromatydy (źródło: Myckel za pośrednictwem Wikimedia Commons)

Chromatydy to struktury jądrowe, które niosą informacje genetyczne i epigenetyczne wszystkich komórek eukariotycznych. Są one niezbędne do prawidłowego rozmieszczenia materiału dziedzicznego podczas podziału komórki, w wyniku mitozy lub mejozy.

Tworzenie się komórek podczas mitozy i gamet

Ponieważ termin ten jest używany szczególnie w odniesieniu do zduplikowanego materiału genetycznego chromosomu, chromatyda jest zatem niezbędna do tworzenia genetycznie identycznych komórek podczas mitozy i do tworzenia gamet podczas mejozy organizmów rozrodczych. seksualny.

Materiał genetyczny zawarty w chromatydach, który przechodzi z komórki do potomstwa poprzez podział komórki, zawiera wszystkie informacje niezbędne do nadania komórkom ich własnych cech, a tym samym organizmu, który tworzą.

Przekazywanie informacji genetycznej

Właściwa segregacja chromatyd siostrzanych jest niezbędna do funkcjonowania żywej istoty, ponieważ jeśli nie są one wiernie przenoszone z jednej komórki do drugiej lub nie zostaną rozdzielone podczas podziału, mogą wystąpić zaburzenia genetyczne, które są szkodliwe dla rozwoju komórki. organizm.

Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku organizmów diploidalnych, takich jak ludzie, na przykład, ale nie tylko w przypadku innych organizmów poliploidalnych, takich jak rośliny, ponieważ mają one „zapasowe” zestawy swoich chromosomów, to znaczy mają je w większej liczbie dwóch egzemplarzy.

Na przykład kobiety mają dwie kopie chromosomu płci X, więc każdy błąd replikacji w jednej z nich można „poprawić” lub „uzupełnić” informacjami znajdującymi się w drugiej, w przeciwnym razie mężczyźni, ponieważ mają one jedną kopię chromosomu Y i pojedynczy chromosom X, które nie są homologiczne.

Części chromatyd

Chromatyda składa się z wysoce zorganizowanej i zwartej dwupasmowej cząsteczki DNA. Zagęszczenie tej cząsteczki następuje dzięki jej połączeniu z zestawem białek histonowych, które tworzą strukturę zwaną nukleosomem, wokół której nawinięte jest DNA.

Zwinięcie DNA wokół nukleosomów jest możliwe, ponieważ histony zawierają liczne dodatnio naładowane aminokwasy, które potrafią oddziaływać elektrostatycznie z ujemnymi ładunkami charakterystycznymi dla kwasu nukleinowego.

Z kolei nukleosomy zwijają się na sobie, dodatkowo zagęszczając się i tworząc strukturę nitkową znaną jako włókno 30 nm, którą obserwuje się podczas mitozy.

W regionie tej karty znajduje się kompleks białek DNA zwany centromer, w którym mieści się kinetochor, czyli miejsce, w którym mitotyczne wrzeciono łączy się podczas podziału komórki.

Chromatydy podczas mitozy

Pod koniec mitotycznej profazy można zweryfikować, że każdy chromosom składa się z dwóch włókien połączonych ze sobą w całej jego strukturze, a zwłaszcza w bardziej zwartym regionie znanym jako centromer; Te włókna to siostrzane chromatydy, produkt poprzedniej replikacji.

Chromosomy podczas procesu podziału komórek (źródło: SyntaxError55 w angielskiej Wikipedii za pośrednictwem Wikimedia Commons)

Ścisły związek między chromatydami siostrzanymi w całej ich strukturze uzyskuje się dzięki kompleksowi białek zwanemu kohezyną, który działa jako „pomost” między nimi. Ta spójność jest ustalana w miarę replikacji DNA, przed segregacją chromatyd w kierunku komórek potomnych.

Kiedy chromatydy siostrzane są rozdzielane podczas metafazy-anafazy, każda chromatyda wydzielana do jednej z komórek potomnych jest uważana za chromosom, który replikuje się i ponownie tworzy siostrzaną chromatydę przed następną mitozą.

Chromatydy podczas mejozy

Większość komórek eukariotycznych organizmów rozmnażających się płciowo ma w swoim jądrze zestaw chromosomów od jednego rodzica i inny zestaw od drugiego, to znaczy niektóre chromosomy od matki i inne od ojca, które są znane jako homologiczne chromosomy, ponieważ są genetycznie równoważne, ale nie identyczne.

Każdy homologiczny chromosom to wysoce uporządkowana nić DNA i białek (chromatydy), która zanim komórka rozpocznie proces podziału, jest luźno ułożona w jądrze.

Zanim komórka płciowa wejdzie w fazę mejotyczną, każdy homologiczny chromosom jest zduplikowany, składając się z dwóch identycznych chromatyd siostrzanych połączonych w całej swojej strukturze oraz w regionie centromerowym, jak to ma miejsce podczas mitozy.

Podczas profazy pierwszego podziału mejotycznego chromosomy homologiczne (ojca i matki), z których każdy jest już złożony z dwóch chromatyd siostrzanych, zbliżają się do siebie na całej swojej długości w procesie zwanym synapsą, w którym Tworzy się kompleks zwany tetradą, składający się z każdego homologicznego chromosomu i jego siostrzanej chromatydy.

Synapsa umożliwia wymianę genetyczną lub rekombinację między homologicznymi chromosomami, które następnie rozdzielają się podczas anafazy I mejozy i rozprowadzają do oddzielnych komórek.

Siostrzane chromatydy każdego homologicznego chromosomu są wydzielane jako pojedyncza jednostka podczas pierwszego podziału mejotycznego, ponieważ są przemieszczane do tej samej komórki, ale są oddzielane od siebie podczas mejozy II, w której wytwarzane są komórki o haploidalnej liczbie chromosomów.

Bibliografia

1. Klug, WS i Cummings, MR (2006). Koncepcje genetyki. Upper Saddle River, NJ: Pearson Education.
2. Michaelis, C., Ciosk, R., & Nasmyth, K. (1997). Cohezyny: białka chromosomalne, które zapobiegają przedwczesnemu oddzieleniu chromatyd siostrzanych. Celi, 91 (1), 35-45.
3. Revenkova, E. i Jessberger, R. (2005). Utrzymywanie razem siostrzanych chromatyd: kohezyny w mejozie. Powielanie, 130 (6), 783-790.
4. Solomon, B. Martin, Biology, 7. wydanie, Thompson Learning Inc., 2005. ISBN 0-534-49276.
5. Suzuki, DT i Griffiths, AJ (1976). Wprowadzenie do analizy genetycznej. WH Freeman and Company.