Chromatidy jsou součástí chromozomy. Obsahují dvojité vlákno DNA a hrají roli při mitóze a meióza. Nemoci jako Downův syndrom jsou spojeny s chybami v dělení chromatidů a chromozomy.
Co je to chromatid?
Živé věci s jadernými buňkami se také nazývají eukaryoty. Jejich geny a genetické informace sedí chromozomy. Tyto komplexy makromolekul jsou zabaleny v plášti Proteinů. Komplex DNA a Proteinů se také nazývá chromatid. Každý chromatid obsahuje dvojité vlákno DNA a s ním spojené Proteinů. V závislosti na fázi buněčného cyklu buňky odpovídá chromozom buď přesně jedné, nebo dvěma chromatidám. Chromatidy jsou tedy identické podélné poloviny metafázových chromozomů. Podélné poloviny jsou vzájemně propojeny takzvanou centromérou. v meióza, nastává druhé meiotické dělení. V tomto procesu se oddělí poloviny štěpení dvou-chromatidových chromozomů. To má za následek chromozomy s pouze jedním chromatidem, které jsou také známé jako chromozomy s jednou chromatidou. Změny v chromatidu během buněčného cyklu hrají klíčovou roli v dělení buněk.
Anatomie a struktura
Každý lidský chromozom se skládá ze dvou odlišných polovin. V jednoduchém případě obsahuje dvojitou šroubovici DNA, známou také jako molekula DNA. Ve skutečnosti jsou molekuly DNA dva jednovláknové molekuly. Histony a další proteiny jsou připojeny k dvojitému řetězci DNA. DNA, histony a proteiny tvoří chromatin jako kompletní balíček. Chromatid se tvoří z dvojitého řetězce s postupným přidáváním proteinů. Ihned po dělení jader se tedy chromozom stává chromozomem s jedním chromatidem. V určitém okamžiku buněčného cyklu, během jakéhokoli buněčného růstu s cílem buněčného dělení, se DNA musí duplikovat, aby dceřiná jádra obsahovala vždy jednu kopii celého genetického materiálu. Po zdvojnásobení má chromozom identické dvojité vlákno DNA, které je prostorově oddělené a jednotlivě obalené bílkovinami. Tak vzniknou sesterské chromatidy nebo dvouchromatidové chromozomy.
Funkce a úkoly
Jaderné dělení je také známé jako mitóza. Probíhá na dvou identických sesterských chromatidách chromozomu běh rovnoběžně s druhým a odděleny tenkou mezerou. V centromere je chromozom v tuto chvíli nejužší v buněčném cyklu, ale přesto spojuje sesterské chromatidy. Během přechodu z mitotické metafáze na mitotickou anafázi se sesterské chromatidy úplně oddělí. Tak vzniknou dva dceřinné chromozomy, z nichž každý je distribuován do nově se tvořícího jádra. Chromozomy v nově vytvořených jádrech tak opět odpovídají jediné chromatidě. Chromatid tedy vždy obsahuje pouze jedno dvojité vlákno DNA. Naproti tomu v závislosti na fázi buněčného cyklu může chromozom obsahovat také dva dvouvláknové řetězce DNA, a tedy až dva chromatidy. Polytické chromozomy jsou v tomto ohledu výjimkou, protože mohou obsahovat více než tisíc dvouřetězců DNA. Chromatidy jsou centromérou rozděleny do dvou ramen. V závislosti na poloze centromery existuje mluvit metacentrických, akrocentrických nebo submetacentrických chromozomů. První nesou centromeru uprostřed. Akrocentrické chromozomy jej nesou na konci, přičemž kratší rameno je extrémně malé. U lidí je to například případ chromozomů 13, 14, 15, 21, 22 a chromozomu Y. Submetacentrické chromozomy nesou centromeru mezi středem a koncem. Jejich kratší rameno se nazývá p-rameno. Jejich delší rameno je rameno q. Konce chromozomů se také nazývají telomere a obsahují extrémně krátkou a identicky opakovanou sekvenci DNA, která u lidí odpovídá TTAGGG. V tomto okamžiku se chromozomy zkracují s každým zdvojnásobením. U lidí obsahují krátká ramena akrocentrických chromozomů genetický materiál ribozomální RNA. Když se buňky dále nedělí a nedosahují fáze G0, zůstávají stejné jako jejich chromatidy. Pokud je požadováno další dělení, chromozomy růst ve fázi G1. V S fázi se DNA duplikuje a dvojité vlákno DNA je přítomno v duplikátu. Výsledné sesterské chromatidy jsou přítomny v meióza v přímé blízkosti homologního chromozomu druhého rodiče. Může tedy dojít k výměně sesterských chromatid, což způsobí odlomení chromatidů na stejné úrovni a jejich výměnu s částmi homologního chromozomu. Tyto procesy jsou známé jako křížení nebo rekombinace. V profáze mitózy dochází ke kondenzaci chromozomů. Vlákna sesterských chromatid jsou rozmotaná a nyní sousedí navzájem. V následující metafázi zůstávají chromozomy jako dvouchromatidové chromozomy. V anafáze jsou odděleny, protože vřetenový aparát táhne chromatidy v opačných směrech.
Nemoci
K defektům může dojít v procesech dělení chromatid. Tyto vady způsobují různá onemocnění. Jedním z nejznámějších z těchto onemocnění je Downův syndrom, také známý jako trisomy-21. Základem tohoto onemocnění je poškození chromozomů. Ve více než 90 procentech případů je poškození nezávislé na dědičných onemocněních. Asi jeden ze 700 novorozenců trpí trizomií 21. U tohoto onemocnění se chromozom 21 nezdvojnásobil, ale ztrojnásobil. To má za následek další chromozomy nebo chromozomové segmenty. Místo 46 chromozomů mají trpící trizomií 47 chromozomů. Tyto chromozomální defekty souvisejí s nedostatečnou segregací chromozomů. Během formování a zrání spermie a vajíčka, jeden chromozom nebyl oddělen. Příčina tohoto oddělení nebo nespojitosti ještě nebyla stanovena. Crossing nebo rekombinace homologních sesterských chromatidů může také vést k chybám, které mohou způsobit malformace nebo jiné patologické abnormality. Buď chromozomy jsou při takové chybě přítomny ve vyšším počtu, nebo jsou přítomny v nižším počtu, což někdy dokonce omezuje přežití embryo. V ostatních případech jsou části chromozomu nesprávně sestaveny, což má za následek zbytečné řetězce. Může tomu tak být například v důsledku vložení určitých kousků chromozomu na nesprávné místo. Na druhou stranu k deleci dochází, když je část chromozomu zcela odstraněna a ztracena. V závislosti na lokalizaci odstranění může tento jev také ovlivnit životaschopnost.
