Kromatide su sastavni dio kromosomi. Sadrže dvostruku nit DNA i igraju ulogu u mitozi i mejoza. Bolesti poput Downov sindrom povezane su s pogreškama u podjeli kromatida i kromosomi.
Što je kromatida?
Živa bića s jezgrenim stanicama nazivaju se i eukarioti. Njihovi geni i genetske informacije sjede ovdje kromosomi. Ovi kompleksi makromolekula zamotani su u proteini. Kompleks DNA i proteini naziva se i kromatida. Svaka kromatida sadrži dvostruki lanac DNA i s njim povezane proteini. Ovisno o fazi staničnog ciklusa stanice, kromosom odgovara točno jednoj ili dvije kromatide. Kromatide su dakle identične uzdužne polovice metafaznih kromosoma. Uzdužne polovice međusobno su povezane takozvanom centromerom. U mejoza, odvija se druga mejotička podjela. U tom se procesu odvajaju polovice cijepanja kromosoma s dvije kromatide. To rezultira kromosomima sa samo jednom kromatidom, koji su poznati i kao jednokromatski kromosomi. Promjene u kromatidi tijekom staničnog ciklusa igraju presudnu ulogu u diobi stanica.
Anatomija i struktura
Svaki se ljudski kromosom sastoji od dvije različite polovice. U jednostavnom slučaju sadrži dvostruku spiralnu DNA, poznatu i kao molekula DNA. U stvarnosti, molekula DNA je dvije jednolančane molekule. Histoni i drugi proteini su vezani za dvostruki lanac DNA. DNA, histoni i proteini čine kromatina kao cjelovit paket. Kromatida nastaje iz dvostruke niti s postupnim dodavanjem bjelančevina. Dakle, odmah nakon nuklearne podjele, kromosom postaje jednokromatski kromosom. U nekom trenutku staničnog ciklusa, tijekom bilo kojeg rasta stanica s ciljem diobe stanica, DNA se mora umnožiti tako da kćerne jezgre sadrže po jednu kopiju cjelokupnog genetskog materijala. Nakon udvostručavanja, kromosom ima identičan dvostruki lanac DNA koji je prostorno odvojen i pojedinačno obložen proteinima. Tako nastaju sestrinske kromatide ili dvo-kromatidni kromosomi.
Funkcija i zadaci
Nuklearna dioba poznata je i kao mitoza. Odvija se na dvije identične sestrinske kromatide kromosoma, svaka trčanje paralelno s drugim i odvojeno tankim razmakom. Na centromeri je kromosom u ovom trenutku najuži u staničnom ciklusu, ali još uvijek povezuje sestrinske kromatide. Tijekom prijelaza iz mitotske metafaze u mitotsku anafazu, sestrinske kromatide se potpuno odvajaju. To dovodi do dva kromosoma kćeri, od kojih se svaki distribuira u novonastalu jezgru. Kromosomi u novonastalim jezgrama tako opet odgovaraju jednoj kromatidi. Kromatida tako uvijek sadrži samo jedan dvostruki lanac DNA. Suprotno tome, ovisno o fazi staničnog ciklusa, kromosom može sadržavati i dvije dvostruke lance DNA, a time i do dvije kromatide. Politički kromosomi su u tom pogledu iznimka, jer mogu sadržavati više od tisuću dvostrukih lanaca DNA. Kromatide su podijeljene u dva kraka svojom centromerom. Ovisno o položaju centromere, postoji govoriti metacentričnih, akrocentričnih ili submetacentričnih kromosoma. Prvi nose centromeru u sredini. Akrocentrični kromosomi nose ga na kraju, s tim da je kraća ruka izuzetno mala. Na primjer, kod ljudi je to slučaj na kromosomima 13, 14, 15, 21, 22 i na Y kromosomu. Submetacentrični kromosomi nose centromeru između sredine i kraja. Njihova kraća ruka naziva se p-ruka. Njihov duži krak je q krak. Zovu se i krajevi kromosoma telomere i sadrže izuzetno kratak i identično ponovljen slijed DNA, koji kod ljudi odgovara TTAGGG. U ovom se trenutku kromosomi skraćuju sa svakim udvostručavanjem. U ljudi kratki krakovi akrocentričnih kromosoma sadrže genetski materijal ribosomske RNA. Kad se stanice ne dijele dalje i dosegnu G0 fazu, ostaju identične sa svojom kromatidom. Ako se želi daljnja dioba, kromosomi rasti u fazi G1. U S fazi DNA se duplicira, a dvostruka nit DNA prisutna je u duplikatu. Rezultirajuće sestrinske kromatide prisutne su u mejoza u neposrednoj blizini homolognog kromosoma drugog roditelja.Tako se može dogoditi razmjena sestrinske kromatide, zbog čega se kromatide prekidaju na istoj razini i izmjenjuju se s dijelovima homolognog kromosoma. Ti su procesi poznati kao križanje ili rekombinacija. U profazi mitoze dolazi do kondenzacije kromosoma. Niti sestrinskih kromatida rastavljene su i sada su jedna uz drugu. U narednoj metafazi, kromosomi ostaju kao dvokromatski kromosomi. U anafazi su odvojeni dok vretenasti aparat vuče kromatide u suprotnim smjerovima.
Bolesti
U procesima diobe kromatida mogu se pojaviti nedostaci. Ti nedostaci uzrokuju razne bolesti. Jedna od najpoznatijih takvih bolesti je Downov sindrom, poznata i kao trisomija-21. Osnova ove bolesti su kromosomska oštećenja. U više od 90 posto slučajeva šteta je neovisna o nasljednim bolestima. Otprilike jedno od 700 novorođenčadi pati od trisomije 21. Kod ove bolesti 21. kromosom se nije udvostručio, nego utrostručio. To rezultira dodatnim kromosomima ili kromosomskim segmentima. Umjesto 46 kromosoma, oboljeli od trisomije imaju 47 kromosoma. Takvi kromosomski nedostaci povezani su s nedostatkom segregacije kromosoma. Tijekom formiranja i sazrijevanja sperma i jaja, jedan kromosom nije bio odvojen. Uzrok ovog nerazdvajanja ili odvajanja još nije utvrđen. Prijelaz ili rekombinacija homolognih sestrinskih kromatida također može rezultirati pogreškama koje mogu uzrokovati malformacije ili druge patološke abnormalnosti. Ili su kromosomi prisutni u većem broju u takvoj pogrešci ili su prisutni u manjem broju, što ponekad čak ograničava preživljavanje zametak. U drugim slučajevima, dijelovi kromosoma su pogrešno sastavljeni, što rezultira beskorisnim lancima. To može biti slučaj, na primjer, zbog umetanja određenih dijelova kromosoma na pogrešno mjesto. Delecija je, s druge strane, kada se komadić kromosoma potpuno izbriše i izgubi. Ovisno o lokalizaciji brisanja, ovaj fenomen može utjecati i na održivost.