Kromatidit: tytärjuosteet, sentromeeri ja merkitys meioosissa
Kromatidit, sentromeerin rooli ja meioosin merkitys — selkeä kuvaus tytärjuosteista, sentromeerin jakautumisesta ja rekombinaation vaikutuksesta geneettiseen vaihteluun.
Rakenne ja muodostuminen
Sisarkromatidit syntyvät DNA:n kahdentumisen (S-vaiheen) seurauksena ennen solun jakautumista. Jokaisessa kromatidissa on yksi pitkä DNA-molekyyli, joka on pakattu kromatiiniin ja liitetty toiseen sisarkromatidiin keskellä sijaitsevan sentromeerin kautta. Sentromeeri on myös paikka, johon muodostuu kinetochoori — proteiinikompleksi, joka sitoutuu mitoottisen tai meioottisen sukkularihman (mikrotubulukset) kanssa.
Cohesiini, separaasi ja sentromeerisuojelu
Sisarkromatidien pysyminen kiinni toisissaan on käytännössä mahdollista cohesin-proteiinikompleksin ansiosta. Jakautumisen vaiheessa enzymi separaasi leikkaa coheriinin, jolloin sisarkromatidit voivat irtautua ja siirtyä eri solun osiin. Meioosissa sentromeerikohtaista cohesinia suojataan proteiinilla shugoshin, mikä estää sentromeerien erottumisen liian aikaisin ja mahdollistaa homologisten kromosomien erottumisen ensin (meioosi I) ja vasta sitten sisarkromatidien erottumisen (meioosi II).
Ero mitoosin ja meioosin välillä
- Mitoosi: Sisarkromatidit erotetaan anafaasissa ja kukin tytärkromatidi muuttuu itsenäiseksi kromosomiksi, jolloin syntyy kaksi geneettisesti samanlaista tytärsolua.
- Meioosi: Prosessi tapahtuu kahdessa jaossa. Ensimmäisessä jakautumisessa (meioosi I) erottuvat homologiset kromosomit, ei sisarkromatidit; vasta meioosi II:ssa sentromeerit jakautuvat ja sisarkromatidit eroavat toisistaan. Tämä järjestys on tärkeä sukusolujen (gamettien) kromosomiluvun puolittamiseksi.
Risteytyminen (crossing over) ja chiasma
Meioosin profaasi I:ssä homologisten kromosomien parit asettuvat vierekkäin ja voivat vaihtaa osia ei-sisaruskromatidien välillä — tämä on niin kutsuttu crossing over tai rekombinaatio. Vaihtokohdat näkyvät mikroskoopissa chiasmina. Risteytyminen yhdistettynä kromosomien satunnaiseen asentoon meioosin metafaasissa aiheuttaa perinnöllisten ominaisuuksien monimuotoisuutta jälkeläisissä.
Biologinen merkitys ja seuraukset
- Lisää perinnöllistä vaihtelua: sekä rekombinaatio että kromosomien satunnainen jakautuminen tuottavat erilaisia yhdistelmiä alleeleista.
- Ulottuvuus evoluutioon: monimuotoisuus on pohja luonnonvalinnalle ja sopeutumiselle.
- Terveysvaikutukset: virheet kromatidien erottumisessa, kuten nondisjunktio, johtavat aneuploidiaan (esim. Downin oireyhtymä) ja voivat aiheuttaa hedelmättömyyttä tai keskenmenoja.
Kromatidien tutkiminen ja käytännön sovellukset
Kromatidien ja rekombinaation tutkimusta tehdään solubiologian menetelmillä kuten valo- ja elektronimikroskopialla, fluoresenssissa (esim. FISH) sekä sekvensointitekniikoilla. Tieto kromatidien käyttäytymisestä on tärkeää esimerkiksi perinnöllisyystutkimuksessa, syöpäbiologiassa (missä kromosomipoikkeavuudet ovat yleisiä) ja hedelmöityshoitojen seurannassa.
Yhteenveto: Kromatidit ovat kopioituja kromosomijaksoja, jotka pysyvät yhdessä sentromeerin kautta ja erottuvat ohjatusti jakautumisissa. Meioottinen risteytyminen ja tarkka ajoitus sentromeerien erottumiselle ovat keskeisiä mekanismeja, jotka tuottavat geneettistä vaihtelua mutta myös altistavat virheille, joilla voi olla merkittäviä biologisia seurauksia.
Kaavio monistuneesta ja tiivistyneestä metafaasista eukaryoottikromosomista. (1) Kromatidi - toinen kromosomin kahdesta osasta kahdentumisen jälkeen. (2) Sentromeeri - kohta, jossa kaksi kromatidia koskettaa toisiaan. (3) Lyhyt varsi. (4) Pitkä varsi.
Viite
- ↑ King R.C. Stansfield W.D. & Mulligan P.K. 2006. A dictionary of genetics, 7. painos. Oxford. s. 79
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mitä ovat kromatidit?
V: Kromatidit ovat monistuneen kromosomin tytärjuosteet, jotka on yhdistetty yhdellä sentromeerillä.
K: Miten kromatidit muuttuvat erillisiksi kromosomeiksi?
V: Kun sentromeeri jakautuu, kromatideista tulee erillisiä kromosomeja.
K: Mitä kukin tytärkromatidi sisältää?
V: Kumpikin tytärkromatidi sisältää samaa DNA:ta ja kromatiiniproteiinia kuin sen alkuperäinen kromosomi.
K: Tapahtuuko meioosin aikana ristiinkytkentä sisar- tai ei-sisar-kromatidien välillä?
V: Meioosin aikana risteytyminen (vaihto) tapahtuu kahden ei-sisaruskromatidin välillä.
K: Mitä seurauksia ei-sisaruskromatidien välisestä ristiinkytkeytymisestä on?
V: Muiden kuin sisarkromatidien välinen risteytyminen aiheuttaa geneettistä rekombinaatiota ja lisää sukusolujen vaihtelevuutta.
Etsiä