Hromatīdi ir grupas sastāvdaļa hromosomas. Tie satur DNS dubultu virkni un spēlē lomu mitozē un meioze. Tādas slimības kā Dauna sindroms ir saistītas ar kļūdām hromatīdu sadalījumā un hromosomas.
Kas ir hromatīds?
Dzīvās būtnes ar kodolveida šūnām sauc arī par eikariotiem. Viņu gēni un ģenētiskā informācija sēž hromosomas. Šie makromolekulu kompleksi ir iesaiņoti proteīni. DNS komplekss un proteīni sauc arī par hromatīdu. Katrs hromatīds satur DNS dubultu virkni un ar to saistīto proteīni. Atkarībā no šūnas šūnu cikla fāzes hromosoma atbilst vai nu tieši vienai, vai divām hromatīdām. Tādējādi hromatīdi ir identiskas metafāzes hromosomu gareniskās puses. Gareniskās puses ir savstarpēji savienotas ar tā saukto centromēru. In meioze, notiek otrais mioziskais dalījums. Šajā procesā atdalās divkromatīdu hromosomu šķelšanās puses. Tā rezultātā rodas hromosomas, kurās ir tikai viens hromatīds, kas ir arī pazīstami kā vienhromatīdas hromosomas. Hromatīda izmaiņām šūnu cikla laikā ir izšķiroša loma šūnu dalīšanās procesā.
Anatomija un struktūra
Katra cilvēka hromosoma sastāv no divām atšķirīgām pusēm. Vienkāršā gadījumā tas satur DNS dubulto spirāli, kas pazīstams arī kā DNS molekula. Patiesībā DNS molekula ir divas vienpavediena molekulas. Histoni un citi proteīni ir piestiprināti pie DNS dubultās virknes. DNS, histoni un olbaltumvielas veido hromatīns kā pilnīgu paketi. Hromatīdu veido no dubultās virknes, pakāpeniski pievienojot olbaltumvielas. Tādējādi tūlīt pēc kodola dalīšanās hromosoma kļūst par vienkromatisko hromosomu. Kādā šūnu cikla brīdī jebkuras šūnu augšanas laikā ar šūnu dalīšanās mērķi DNS ir jādublējas tā, lai meitas kodolos katrā būtu viena kopija no visa ģenētiskā materiāla. Pēc dubultošanās hromosomai ir identiska DNS dubultā virkne, kuru telpiski atdala un atsevišķi apvalkā olbaltumvielas. Tas rada māsas hromatīdus vai divu hromatīdu hromosomas.
Funkcija un uzdevumi
Kodola dalīšanos sauc arī par mitozi. Tas notiek pie abām identiskajām hromosomu māsu hromatīdām ekspluatācijas paralēli otram un atdalīti ar plānu atstarpi. Centromērā hromosoma šajā šūnu cikla brīdī ir visšaurākā, taču tā joprojām savieno māsas hromatīdus. Pārejas laikā no mitotiskās metafāzes uz mitotisko anafāzi māsu hromatīdi pilnībā atdalās. Tā rezultātā rodas divas meitas hromosomas, no kurām katra tiek izplatīta jaunizveidotajā kodolā. Jaunizveidoto kodolu hromosomas tādējādi atkal atbilst vienai hromatīdai. Tādējādi hromatīdā vienmēr ir tikai viena DNS dubultā virkne. Turpretī atkarībā no šūnu cikla fāzes hromosoma var saturēt arī divus DNS dubultos pavedienus un tādējādi līdz diviem hromatīdiem. Šajā ziņā izņēmums ir politiskās hromosomas, jo tās var saturēt vairāk nekā tūkstoš DNS dubulto virkni. Hromatīdi ir sadalīti divās rokās ar to centromēru. Atkarībā no centromēra stāvokļa ir runāt metacentriskām, akrocentriskām vai submetacentriskām hromosomām. Pirmie nes centromēru pa vidu. Acrocentriskās 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 satur centromēru starp vidu un galu. Viņu īsāko roku sauc par p-roku. Viņu garākā roka ir q roka. Tiek saukti arī hromosomu gali telomeres un satur ārkārtīgi īsu un identiski atkārtotu DNS secību, kas cilvēkiem atbilst TTAGGG. Šajā brīdī hromosomas saīsinās ar katru dubultošanos. Cilvēkiem acrocentrisko hromosomu īsās rokas satur ribosomu RNS ģenētisko materiālu. Kad šūnas vairs nedalās un sasniedz G0 fāzi, tās paliek identiskas ar to hromatīdu. Ja ir vēlama dalīšanās, hromosomas augt G1 fāzē. S fāzē DNS dublējas, un DNS dubultā virkne atrodas divos eksemplāros. Rezultātā māsu hromatīdi ir meioze tiešā tuvumā otra vecāka homologajai hromosomai. Tādējādi var notikt māsu hromatīdu apmaiņa, izraisot hromatīdu atdalīšanos tajā pašā līmenī un savstarpēju apmaiņu ar homologās hromosomas daļām. Šie procesi ir pazīstami kā šķērsošana vai rekombinācija. Mitozes profilaksē notiek hromosomu kondensācija. Māsu hromatīdu pavedieni ir atdalīti un tagad atrodas blakus viens otram. Turpmākajā metafāzē hromosomas paliek kā divu hromatīdu hromosomas. Anafāzē tie tiek atdalīti, kad vārpstas aparāts velk hromatīdus pretējos virzienos.
Slimības
Defekti var rasties hromatīdu dalīšanās procesos. Šie defekti izraisa dažādas slimības. Viena no pazīstamākajām no šādām slimībām ir Dauna sindroms, kas pazīstams arī kā trisomija-21. Šīs slimības pamats ir hromosomu bojājumi. Vairāk nekā 90 procentos gadījumu kaitējums nav atkarīgs no iedzimtām slimībām. Aptuveni viens no 700 jaundzimušajiem cieš no trisomijas 21. Šajā slimībā 21. hromosoma nav divkāršojusies, bet trīskāršojusies. Tā rezultātā rodas papildu hromosomas vai hromosomu segmenti. Trisomijas slimniekiem 46 hromosomu vietā ir 47 hromosomas. Šādi hromosomu defekti ir saistīti ar hromosomu segregācijas trūkumu. Veidošanās un nobriešanas laikā sperma un olas, viena hromosoma netika nodalīta. Šīs neatdalīšanas vai neatdalīšanas cēlonis vēl nav noteikts. Homologu māsu hromatīdu šķērsošana vai rekombinācija var izraisīt arī kļūdas, kas var izraisīt malformācijas vai citas patoloģiskas patoloģijas. Vai nu šādā kļūdā hromosomas ir lielākā skaitā, vai arī zemākā skaitā, kas dažkārt pat ierobežo embrijs. Citos gadījumos hromosomu gabali ir nepareizi samontēti, kā rezultātā rodas nederīgas ķēdes. Tas var notikt, piemēram, dažu hromosomu gabalu ievietošanas dēļ nepareizā vietā. Savukārt dzēšana ir tad, kad hromosomu gabals tiek pilnībā izdzēsts un pazaudēts. Atkarībā no dzēšanas lokalizācijas šī parādība var ietekmēt arī dzīvotspēju.
