Kromatid: definition og rolle i mitose, meiose og genetisk rekombination
Kromatid: forstå definition og rolle i mitose og meiose, samt crossing-overs betydning for genetisk rekombination og øget variation i kønsceller.
Kromatider er datterstrengene af et duplikeret kromosom, som i den duplikerede tilstand er forbundet ved en enkelt centromer. Hvert kromatid består af et enkelt, lineært DNA-molekyle pakket sammen med kromatinprotein (histoner og andre proteiner). Når centromeren deler sig under celledeling, adskilles kromatiderne og bliver til separate kromosomer.
Dannelse og struktur
Duplikationen af DNA sker i S-fasen af cellesyklus og giver to identiske søster-kromatider bundet sammen ved centromeren. De holdes sammen af protein-komplekser, især cohesin, som sikrer korrekt sammenhold indtil tidspunktet for separation. Centromerets struktur og associerede proteiner (f.eks. kinetochore) er afgørende for, at tentrådene fra centrosomerne kan fæstne og trække kromatiderne i den rette retning.
Rolle i mitose
- Profase/metafase: De duplikerede kromosomer kondenserer, og de to søster-kromatider ligger tæt sammen. Kromosomerne alignerer på cellens ækvatorialplan i metafase.
- Anafase: Når cohesin nedbrydes (ved separase-aktivitet), deler centromeren sig, og søster-kromatiderne trækkes fra hinanden mod modsatte poler som enkelte kromosomer. Dette sikrer, at hver dattercelle får én kopi af hvert kromosom.
- Fejl i kromatid-separation i mitose kan føre til aneuploidi eller genomisk ustabilitet, som er almindelig i kræftceller.
Rolle i meiose
Meiose omfatter to på hinanden følgende celledelinger (meiose I og II) og fører til dannelse af kønsceller (gameter). Kromatidernes opførsel adskiller sig fra mitose:
- Meiose I: Homologe kromosomer (hver bestående af to søster-kromatider) parrer sig og kan udveksle DNA via crossing over. Ved denne første deling adskilles homologerne, ikke søster-kromatiderne, hvilket reducerer kromosomtallet til haploid.
- Meiose II: Minder om en mitotisk deling, hvor søster-kromatiderne adskilles og hver gamet får én kopi af hvert kromosom.
Crossing over og genetisk rekombination
I meiosen, især under profase I, kan der ske crossing over (udveksling) mellem to kromatider, der ikke er søster-kromatider — altså mellem tilsvarende kromatider fra de homologe kromosomer. Disse udvekslinger foregår ved punktvise brud og genforening af DNA (homolog rekombination) og efterlader synlige forbindelser kaldet chiasmata. Effekten er:
- Øget genetisk rekombination og dermed større variation i de resulterende kønscellerne.
- Sikring af korrekt adskillelse af homologe kromosomer ved at skabe fysiske koblinger mellem dem.
Molekylære mekanismer
Genetisk rekombination involverer enzymatiske processer, som indbefatter dannelse af dobbeltstrenget DNA-brud og efterfølgende reparation ved brug af homologt DNA som skabelon. Proteiner som Rad51 og andre rekombinationsfaktorer hjælper med at søge efter homologe sekvenser og styre udvekslingen. Cohesin og beskyttende faktorer som shugoshin regulerer tidspunktet for, hvornår søster-kromatiderne frigives, specielt i meiose I versus meiose II.
Biologisk og klinisk betydning
- Kromatiders korrekt dannelse og separation er afgørende for stabil arvegang og normal udvikling.
- Fejl i meiosen (f.eks. nondisjunction) kan føre til aneuploide kønsceller — en årsag til kromosomsygdomme som Down syndrom.
- Mitotiske fejl i kromatid-separation kan bidrage til kræft ved at skabe genomisk instabilitet.
Sammenfattende er kromatider centrale enheder i arveanlæggets kopiering og fordeling. Gennem præcis kontrol af deres dannelse, sammenhold og adskillelse sikrer cellen både bevarelse af genetisk information og mulighed for genetisk variation gennem rekombination.
Diagram af et duplikeret og kondenseret metafase eukaryotisk kromosom. (1) Chromatid - den ene af kromosomets to dele efter duplikering. (2) Centromer - det punkt, hvor de to kromatider berører hinanden. (3) Kort arm. (4) Lang arm.
Henvisning
- ↑ King R.C. Stansfield W.D. & Mulligan P.K. 2006. A dictionary of genetics, 7. udgave. Oxford. s79
Spørgsmål og svar
Q: Hvad er kromatider?
A: Chromatider er datterstrengene af et duplikeret kromosom, som er forbundet af en enkelt centromer.
Spørgsmål: Hvordan bliver kromatider til separate kromosomer?
Svar: Når centromeren deler sig, bliver kromatiderne til separate kromosomer.
Spørgsmål: Hvad indeholder hver datterkromatid?
Svar: Hver af de to datterkromatider indeholder det samme DNA og kromatinprotein som det oprindelige kromosom.
Spørgsmål: Sker der krydsning mellem søster- eller ikke-søster-kromatider under meiosen?
Svar: Under meiosen sker der crossing over (udvekslinger) mellem to af de ikke-søsterkromatider.
Spørgsmål: Hvad er konsekvensen af crossing over mellem ikke-søsterkromatider?
Svar: Krydsning mellem ikke-søsterkromatider giver genetisk rekombination og øger variabiliteten i kønscellerne.
Søge