CHROMATIDEN: FUNCTIES EN ONDERDELEN - BIOLOGIE - 2025

Een chromatide is een van de twee kopieën die wordt geproduceerd door de replicatie van een eukaryotisch chromosoom, alleen zichtbaar tijdens celdelingsgebeurtenissen zoals mitose en meiose.

Tijdens mitotische deling zijn zusterchromatiden het resultaat van DNA-replicatie van hetzelfde chromosoom en verschillen ze van homologe chromosomen doordat ze afkomstig zijn van twee verschillende individuen, een moeder en een vader, dus hoewel ze dat zijn recombineren, ze zijn niet identiek aan elkaar.

Chromatiden maken dus deel uit van alle eukaryote chromosomen en vervullen essentiële functies bij de getrouwe overdracht van genetische informatie van een cel naar zijn nakomelingen, aangezien de genetische inhoud van twee zusterchromatiden van een cel in mitose bijvoorbeeld identiek is. .

In het algemeen is elke chromatide samengesteld uit DNA dat is gewonden op kernen gevormd door octameren van histoneiwitten, die actief deelnemen aan de regulatie van de expressie van de genen die in het DNA-molecuul aanwezig zijn.

Omdat ze alleen kunnen worden gezien tijdens deling, worden de chromatiden meestal in paren gezien, nauw met elkaar verbonden over hun hele lengte en vooral in het centromeergebied.

Chromatid-functies

Algemeen diagram van een chromosoom waar chromatiden zijn gemarkeerd (Bron: Myckel via Wikimedia Commons)

Chromatiden zijn de nucleaire structuren die de genetische en epigenetische informatie van alle eukaryote cellen bevatten. Deze zijn nodig voor de juiste verdeling van erfelijk materiaal tijdens de celdeling, hetzij door mitose, hetzij door meiose.

Vorming van cellen tijdens mitose en van gameten

Omdat de term vooral wordt gebruikt om te verwijzen naar het gedupliceerde genetische materiaal van een chromosoom, is een chromatide daarom essentieel voor de vorming van genetisch identieke cellen tijdens mitose en voor de vorming van gameten tijdens meiose van reproductieve organismen. seksueel.

Het genetische materiaal dat in de chromatiden zit en dat door celdeling van een cel naar zijn nakomelingen gaat, bevat alle informatie die nodig is om de cellen hun eigen kenmerken te geven en dus het organisme dat ze vormen.

Overdracht van genetische informatie

De juiste scheiding van zusterchromatiden is essentieel voor het functioneren van een levend wezen, want als ze niet getrouw van de ene cel naar de andere worden overgedragen of als ze niet worden gescheiden tijdens de deling, kunnen genetische afwijkingen worden geactiveerd die schadelijk zijn voor de ontwikkeling van de cel. organisme.

Dit geldt in het bijzonder voor diploïde organismen zoals mensen, maar niet geheel voor andere polyploïde organismen zoals planten, aangezien ze "reserve" sets van hun chromosomen hebben, dat wil zeggen, ze hebben ze in meer van twee exemplaren.

Vrouwen, om een ​​voorbeeld te noemen, hebben twee exemplaren van het X-geslachtschromosoom, dus elke replicatiefout in een ervan kan worden 'gecorrigeerd' of 'gewijzigd' met de informatie in het andere, anders mannen, omdat ze een enkele kopie van het Y-chromosoom en een enkele kopie van het X-chromosoom hebben, die niet homoloog zijn.

Delen van chromatiden

Een chromatide bestaat uit een zeer georganiseerd en compact dubbelband-DNA-molecuul. De verdichting van dit molecuul vindt plaats dankzij de associatie met een reeks histoneiwitten die een structuur vormen die nucleosoom wordt genoemd, waar het DNA omheen is gewikkeld.

Het oprollen van DNA rond nucleosomen is mogelijk omdat histonen overvloedige positief geladen aminozuren hebben, die erin slagen elektrostatisch te interageren met de karakteristieke negatieve ladingen van nucleïnezuur.

Nucleosomen rollen op hun beurt op zichzelf, verdichten nog meer en vormen een filamenteuze structuur die bekend staat als de 30 nm-vezel, die wordt waargenomen tijdens mitose.

In één gebied van deze kaart bevindt zich een DNA-eiwitcomplex dat de centromeer wordt genoemd en dat de kinetochoor huisvest, waar de mitotische spoel zich bindt tijdens de celdeling.

Chromatiden tijdens mitose

Aan het einde van de mitotische profase kan worden geverifieerd dat elk chromosoom is samengesteld uit twee filamenten die door de hele structuur met elkaar zijn verbonden en vooral in een compacter gebied dat bekend staat als de centromeer; Deze filamenten zijn zusterchromatiden, het product van een eerdere replicatie.

Chromosomen tijdens het celdelingsproces (Bron: SyntaxError55 op de Engelstalige Wikipedia via Wikimedia Commons)

De nauwe vereniging tussen zusterchromatiden door hun hele structuur wordt bereikt dankzij een eiwitcomplex genaamd cohesin, dat functioneert als een "brug" tussen de twee. Deze cohesie komt tot stand terwijl het DNA repliceert, voorafgaand aan de segregatie van de chromatiden naar de dochtercellen.

Wanneer zusterchromatiden worden gescheiden tijdens metafase-anafase, wordt elke chromatide die wordt uitgescheiden in een van de dochtercellen beschouwd als een chromosoom, dat repliceert en opnieuw een zusterchromatide vormt voor de volgende mitose.

Chromatiden tijdens meiose

De meeste eukaryote cellen van organismen met seksuele voortplanting hebben in hun kern een set chromosomen van de ene ouder en een andere set van de andere, dat wil zeggen sommige chromosomen van de moeder en andere van de vader, die bekend staan ​​als homologe chromosomen, aangezien ze genetisch equivalent zijn, maar niet identiek.

Elk homoloog chromosoom is een sterk geordende streng van DNA en eiwitten (chromatide) die, voordat de cel een delingsproces begint, losjes in de kern is gerangschikt.

Voordat een geslachtscel de meiotische fase ingaat, wordt elk homoloog chromosoom gedupliceerd en bestaat het uit twee identieke zusterchromatiden die door de hele structuur en in het centromere gebied zijn verbonden, zoals gebeurt tijdens mitose.

Tijdens de profase van de eerste meiotische deling benaderen de homologe chromosomen (van de vader en de moeder), elk al samengesteld uit twee zusterchromatiden, elkaar over hun hele lengte, via een proces dat synaps wordt genoemd, waardoor Er wordt een complex gevormd dat een tetrad wordt genoemd en dat bestaat uit elk homoloog chromosoom en zijn zusterchromatide.

De synaps maakt genetische uitwisseling of recombinatie mogelijk tussen homologe chromosomen, die vervolgens tijdens anafase I van de meiose zullen scheiden en in afzonderlijke cellen worden verdeeld.

De zusterchromatiden van elk homoloog chromosoom worden tijdens de eerste meiotische deling als een enkele eenheid uitgescheiden, omdat ze naar dezelfde cel worden verplaatst, maar worden van elkaar gescheiden tijdens meiose II, waar cellen met een haploïde aantal chromosomen worden geproduceerd.

Referenties

1. Klug, WS en Cummings, MR (2006). Concepten van genetica. Upper Saddle River, NJ: Pearson Education.
2. Michaelis, C., Ciosk, R., en Nasmyth, K. (1997). Cohesins: chromosomale eiwitten die voortijdige scheiding van zusterchromatiden voorkomen. Cell, 91 (1), 35-45.
3. Revenkova, E., & Jessberger, R. (2005). Zusterchromatiden bij elkaar houden: cohesines in meiose. Reproductie, 130 (6), 783-790.
4. Solomon, B. Martin, Biology, 7e editie, Thompson Learning Inc., 2005. ISBN 0-534-49276.
5. Suzuki, DT en Griffiths, AJ (1976). Een inleiding tot genetische analyse. WH Freeman and Company.