Kromatiidid

Kromatid on osa kromosoomidest. Need sisaldavad DNA topelt ahelat ja mängivad rolli mitoosis ja meioosis. Sellised haigused nagu Downi sündroom on seotud vigadega kromatiidide ja kromosoomide jagunemisel.

Mis on kromatiid?

Tuuma sisaldavate rakkudega elusolendeid nimetatakse ka eukarüootideks. Teie geenid ja geneetiline teave asuvad kromosoomides. Need makromolekulaarsed kompleksid on pakendatud valkude kattesse. DNA ja valkude kompleks on tuntud ka kui kromatiid.

Iga kromatiid sisaldab kahekordset ahelat DNA-d ja nendega seotud valke. Sõltuvalt raku rakutsükli faasist vastab kromosoom täpselt ühele või kahele kromatiidile. Kromatid on seega metafaasi kromosoomide identsed pikisuunalised pooled. Pikisuunalised pooled ühendatakse niinimetatud tsentromeeriga.

Teine meiootiline jagunemine toimub meioosis. Kahe kromatiidi kromosoomi poolitatud pooled eralduvad. See loob ainult ühe kromatiidiga kromosoome, mida nimetatakse ka ühekromatiidseteks kromosoomideks. Kromatiidi muutused rakutsükli jooksul mängivad rakkude jagunemisel otsustavat rolli.

Anatoomia ja struktuur

Iga inimese kromosoom koosneb kahest erinevast poolest. Kõige lihtsamal juhul sisaldab see DNA topeltheeliksi, tuntud ka kui DNA molekul.

Tegelikult on DNA molekul kaks üheahelalist molekuli. Histoonid ja muud valgud kinnituvad DNA kaheahelale. DNA, histoonid ja valgud moodustavad kromatiini üldpaketi. Kromatiid tekib valkude järkjärgulise akumuleerumisega kahesuunalise ahelaga. Vahetult pärast tuuma jagunemist muutub kromosoom üheks kromatiidseks kromosoomiks.

Iga raku kasvuga, mille eesmärk on rakkude jagunemine, peab DNA rakutsükli mingil hetkel kahekordistuma, nii et tütartuumad sisaldaks kogu geneetilise materjali koopiat. Pärast kahekordistumist on kromosoomil identne DNA topelt ahel, mis on ruumiliselt eraldatud ja kaetud valkudega. Nii luuakse õdekromatiidid või kahekromatiidsed kromosoomid.

Funktsioon ja ülesanded

Tuumajaotust tuntakse ka mitoosina. See toimub kromosoomi kahel identsel õdekromatiidil, mis kulgevad üksteisega paralleelselt ja on üksteisest õhukese vahega eraldatud. Rakutsükli sellel hetkel on kromosoom tsentromeeril kõige kitsam, kuid seob siiski õdekromatiidid omavahel.

Mitootilisest metafaasist mitootilisele anafaasile ülemineku ajal eralduvad õdekromatiidid üksteisest täielikult. See loob kaks tütarkromosoomi, millest igaüks jaotatakse uude raku tuumasse. Kromosoomid vastloodud rakutuumades vastavad jälle ühele kromatiidile. Seetõttu sisaldab kromatiid alati ainult ühte DNA kaheahelalist osa. Seevastu võib kromosoom sisaldada kahte DNA topelt ahelat ja seega kuni kahte kromatiidi, sõltuvalt rakutsükli faasist. Polüteeni kromosoomid on selles osas erand, kuna need võivad sisaldada enam kui tuhat DNA topelt ahelat. Kromatiidid jagunevad nende tsentromeetri järgi kaheks õlaks.

Sõltuvalt tsentromeeri positsioonist räägime metatsentrilistest, akrotsentrilistest või submetatsentrilistest kromosoomidest. Esimesed kannavad tsentromeeri keskel. Akrotsentrilised kromosoomid kannavad seda lõpus, lühem haru on äärmiselt väike. Näiteks inimestel on see nii 13., 14., 15., 21., 22. ja Y-kromosoomis. Submetatsentrilised kromosoomid kannavad tsentromeeri keskosa ja otsa vahel. Teie lühemat kätt nimetatakse p-haruks. Teie pikem käsi on q käsi.

Kromosoomide otsasid nimetatakse ka telomeerideks ja need sisaldavad äärmiselt lühikest ja identselt korduvat DNA järjestust, mis vastab inimestel TTAGGG-le. Sel hetkel lühenevad kromosoomid iga dubleerimisega. Inimestel leitakse ribosomaalse RNA geneetiline materjal akrotsentriliste kromosoomide lühikestes harudes. Kui rakud jagunevad ja jõuavad G0 faasini, jäävad nad samaks oma kromatiididega. Kui otsitakse teist jaotust, kasvavad kromosoomid G1 faasis. S-faasis DNA kahekordistub ja DNA kaksikside on kohal kaks korda. Meioosis on sel viisil loodud õdekromatiidid vahetus läheduses teise vanema homoloogse kromosoomiga.

Võib toimuda õde-kromatiidivahetus, mille tagajärjel kromatiidid lagunevad samal tasemel ja vahetavad neid homoloogse kromosoomi osadega. Neid protsesse tuntakse kui ristumist või rekombinatsiooni. Kromosoomid kondenseeruvad mitoosi faasis. Õdekromatiidide niidid on lahti harutatud ja asuvad nüüd üksteise kõrval. Järgnevas metafaasis jäävad kromosoomid kahekromatilisteks kromosoomideks. Anafaasis eraldavad nad spindliseadmega, tõmmates kromatiidid vastupidises suunas.

Haigused

Kromatiidi jagamisprotsessides võib esineda vigu. Need vead põhjustavad erinevaid haigusi. Nendest haigustest on kõige tuntum Downi sündroom, tuntud ka kui trisoomia-21. Selle haiguse alus on kromosoomikahjustus.

Enam kui 90 protsendil juhtudest on kahjustus sõltumatu pärilikest haigustest. Ligikaudu üks 700-st vastsündinust põeb trisoomi 21. Selle haiguse korral pole 21. kromosoom kahekordistunud, vaid kolmekordistunud. See loob täiendavad kromosoomid või kromosoomi segmendid. 46 kromosoomi asemel on trisoomiat põdevatel inimestel 47 kromosoomi. Sellised kromosomaalsed defektid on seotud kromosoomide eraldamise puudumisega. Sperma ja munarakkude moodustumise ja küpsemise ajal ühte kromosoomi ei eraldatud. Sellise lahutamise või lahutamise põhjus pole veel selgitatud.

Vigu võib esineda ka homoloogsete õdekromatiidide ületamise või rekombineerimise ajal, mis võib põhjustada väärarenguid või muid kõrvalekaldeid. Kas sellises defektis on rohkem kromosoome või on neid vähem, mis mõnikord isegi piirab embrüo elujõulisust. Muudel juhtudel on kromosoomitükid valesti kokku pandud, mille tulemuseks on kasutud ahelad.

See võib juhtuda näiteks teatud kromosoomitükkide sisestamise tõttu valesse kohta. Deletsioon seevastu on see, kui kromosoomi tükk on täielikult kustutatud ja kadunud. Sõltuvalt kustutamise asukohast võib see nähtus kahjustada ka elujõulisust.