Chromatid

Chromatiden maken deel uit van de chromosomen. Ze bevatten een dubbele DNA-streng en spelen een rol bij mitose en meiose. Ziekten zoals het syndroom van Down worden in verband gebracht met fouten in de verdeling van chromatiden en chromosomen.

Wat is een chromatide?

Levende wezens met cellen die een kern bevatten, worden ook wel eukaryoten genoemd. Uw genen en genetische informatie bevinden zich in chromosomen. Deze macromoleculaire complexen zijn verpakt in een laagje eiwitten. Het complex van DNA en eiwitten staat ook wel bekend als een chromatide.

Elke chromatide bevat een dubbele DNA-streng en de bijbehorende eiwitten. Afhankelijk van de celcyclusfase van de cel, komt een chromosoom overeen met precies één of twee chromatiden. Chromatiden zijn dus de identieke longitudinale helften van metafasechromosomen. De longitudinale helften zijn verbonden door het zogenaamde centromeer.

De tweede meiotische deling vindt plaats in meiose. De gespleten helften van de chromosomen met twee chromatiden scheiden zich. Hierdoor ontstaan ​​chromosomen met slechts één chromatide, die ook wel bekend staan ​​als chromosomen met één chromatide. De veranderingen in het chromatide tijdens de celcyclus spelen een cruciale rol bij de celdeling.

Anatomie en structuur

Elk menselijk chromosoom bestaat uit twee verschillende helften. In het eenvoudigste geval bevat het een dubbele DNA-helix, ook wel bekend als een DNA-molecuul.

In werkelijkheid is het DNA-molecuul twee enkelstrengige moleculen. Histonen en andere eiwitten zijn gehecht aan de dubbele DNA-streng. Het DNA, histonen en eiwitten vormen het totale pakket van chromatine. De chromatide ontstaat uit de dubbele streng met de progressieve ophoping van eiwitten. Direct na een celdeling wordt het chromosoom een ​​enkel chromatide chromosoom.

Bij elke celgroei met als doel celdeling, moet het DNA op een bepaald punt in de celcyclus verdubbelen zodat de dochterkernen elk een kopie van het gehele genetisch materiaal bevatten. Na verdubbeling heeft het chromosoom een ​​identieke dubbele DNA-streng, die ruimtelijk gescheiden is en individueel bedekt met eiwitten. Dit is hoe zusterchromatiden of chromosomen met twee chromatiden worden gemaakt.

Functie en taken

Nucleaire deling wordt ook wel mitose genoemd. Het vindt plaats op de twee identieke zusterchromatiden van een chromosoom, die elk parallel aan elkaar lopen en van elkaar gescheiden zijn door een dunne opening. Op dit punt in de celcyclus is het chromosoom het smalst op het centromeer, maar verbindt het nog steeds de zusterchromatiden met elkaar.

Tijdens de overgang van mitotische metafase naar mitotische anafase, scheiden de zusterchromatiden volledig van elkaar. Hierdoor ontstaan ​​twee dochterchromosomen, die elk over een nieuwe celkern worden verdeeld. De chromosomen in de nieuw gecreëerde celkernen komen weer overeen met een enkele chromatide. De chromatide bevat dus altijd maar één dubbele DNA-streng. Een chromosoom kan daarentegen twee dubbele DNA-strengen bevatten en dus maximaal twee chromatiden, afhankelijk van de fase van de celcyclus. De polytene-chromosomen vormen hierop een uitzondering, omdat ze uit meer dan duizend dubbele DNA-strengen kunnen bestaan. De chromatiden zijn door hun centromeer in twee armen verdeeld.

Afhankelijk van de centromeerpositie spreken we van metacentrische, acrocentrische of submetacentrische chromosomen. De eerste dragen het centromeer in het midden. Acrocentrische chromosomen dragen het aan het einde, waarbij de kortere arm extreem klein is. Bij mensen is dit bijvoorbeeld het geval op chromosomen 13, 14, 15, 21, 22 en op het Y-chromosoom. Submetacentrische chromosomen dragen de centromeer tussen het midden en het einde. Je kortere arm wordt de p-arm genoemd. Je langere arm is de q-arm.

De uiteinden van de chromosomen worden ook wel telomeren genoemd en bevatten een extreem korte en identiek herhaalde DNA-sequentie die overeenkomt met TTAGGG bij mensen. Op dit punt worden de chromosomen bij elke duplicatie korter. Bij mensen wordt het genetisch materiaal van ribosomaal RNA gevonden in de korte armen van acrocentrische chromosomen. Wanneer cellen stoppen met delen en de G0-fase bereiken, blijven ze identiek aan hun chromatide. Als een andere deling wordt gezocht, groeien de chromosomen in de G1-fase. In de S-fase verdubbelt het DNA en is de dubbele DNA-streng tweemaal aanwezig. Bij meiose bevinden de op deze manier gecreëerde zusterchromatiden zich in de directe nabijheid van het homologe chromosoom van de andere ouder.

Er kan een uitwisseling van zusterchromatiden optreden, waardoor de chromatiden op hetzelfde niveau afbreken en uitwisselen met delen van het homologe chromosoom. Deze processen staan ​​bekend als kruising of recombinatie. Chromosomen condenseren in de profase van mitose. De draden van de zusterchromatiden zijn ontward en liggen nu naast elkaar. In de daaropvolgende metafase blijven de chromosomen bestaan ​​als chromosomen met twee chromatiden. In de anafase worden ze gescheiden door het spilapparaat dat de chromatiden in tegengestelde richtingen trekt.

Ziekten

Er kunnen fouten optreden in de deelprocessen op de chromatide. Deze fouten veroorzaken verschillende ziekten. De meest bekende van deze ziekten is het syndroom van Down, ook wel bekend als trisomie-21. De basis van deze ziekte is chromosoomschade.

In meer dan 90 procent van de gevallen is de schade onafhankelijk van erfelijke ziekten. Ongeveer een op de 700 pasgeborenen lijdt aan trisomie 21. Bij deze ziekte is chromosoom 21 niet verdubbeld, maar verdrievoudigd. Hierdoor ontstaan ​​extra chromosomen of chromosoomsegmenten. In plaats van 46 chromosomen hebben mensen met trisomie 47 chromosomen. Dergelijke chromosomale defecten houden verband met een gebrek aan scheiding van chromosomen. Tijdens de vorming en rijping van de zaad- en eicellen is één chromosoom niet gescheiden. De oorzaak van deze niet-scheiding of niet-scheiding is nog niet opgehelderd.

Fouten kunnen ook optreden tijdens de oversteek of de recombinatie van de homologe zusterchromatiden, die misvormingen of andere afwijkingen kunnen veroorzaken. Ofwel zijn er meer chromosomen in zo'n defect of zijn er minder, wat soms zelfs de levensvatbaarheid van het embryo beperkt. In andere gevallen zijn de stukjes chromosomen verkeerd in elkaar gezet, wat resulteert in nutteloze ketens.

Dit kan bijvoorbeeld het geval zijn door het op de verkeerde plaats inbrengen van bepaalde chromosoomstukjes. Een verwijdering, aan de andere kant, is wanneer een stuk chromosoom volledig wordt verwijderd en verloren gaat. Afhankelijk van de locatie van de verwijdering, kan dit fenomeen ook de levensvatbaarheid aantasten.