كروماتيد

الكروماتيدات هي جزء من الكروموسومات. تحتوي على خيط مزدوج من الحمض النووي وتلعب دورًا في الانقسام والانقسام الاختزالي. ترتبط الأمراض مثل متلازمة داون بأخطاء في انقسام الكروماتيدات والكروموسومات.

ما هو الكروماتيد؟

الكائنات الحية مع الخلايا التي تحتوي على نواة تسمى أيضًا حقيقيات النوى. توجد جيناتك ومعلوماتك الجينية في الكروموسومات. معبأة هذه المجمعات الجزيئية في طبقة من البروتينات. يُعرف مجمع الحمض النووي والبروتينات أيضًا باسم الكروماتيد.

يحتوي كل كروماتيد على خيط مزدوج من الحمض النووي والبروتينات المرتبطة به. اعتمادًا على مرحلة دورة الخلية للخلية ، يتوافق الكروموسوم مع كروماتيد واحد أو اثنين بالضبط. وبالتالي فإن الكروماتيدات هي النصفان الطوليان المتماثلان للكروموسومات الطورية. ويرتبط النصفان الطوليان بما يسمى السنترومير.

يحدث التقسيم الانتصافي الثاني في الانقسام الاختزالي. ينفصل نصفي الكروموسومات ثنائية الكروماتيد. ينتج عن ذلك كروموسومات ذات كروماتيد واحد فقط ، والتي تُعرف أيضًا باسم كروموسومات أحادية الكروماتيد. تلعب التغييرات في الكروماتيد خلال دورة الخلية دورًا مهمًا في انقسام الخلية.

التشريح والهيكل

يتكون كل كروموسوم بشري من نصفين مختلفين. في أبسط الحالات ، يحتوي على حلزون مزدوج للحمض النووي ، يُعرف أيضًا باسم جزيء الحمض النووي.

في الواقع ، جزيء الحمض النووي عبارة عن جزيئين منفصلين تقطعت بهم السبل. ترتبط الهستونات والبروتينات الأخرى بشريط الحمض النووي المزدوج. يشكل الحمض النووي والهستونات والبروتينات الحزمة الشاملة للكروماتين. ينشأ الكروماتيد من الخيط المزدوج مع التراكم التدريجي للبروتينات. مباشرة بعد انقسام النواة ، يصبح الكروموسوم كروموسوم كروماتيد واحد.

مع نمو كل خلية بهدف الانقسام الخلوي ، يجب أن يتضاعف الحمض النووي في مرحلة ما من دورة الخلية بحيث تحتوي كل نواة الابنة على نسخة من المادة الوراثية بأكملها. بعد المضاعفة ، يمتلك الكروموسوم خيطًا مزدوجًا متطابقًا من الحمض النووي ، والذي يتم فصله مكانيًا ومغلفًا بشكل فردي بالبروتينات. هذه هي الطريقة التي يتم بها تكوين الكروماتيدات الشقيقة أو الكروموسومات ثنائية الكروماتيد.

الوظيفة والمهام

يُعرف الانقسام النووي أيضًا باسم الانقسام. يحدث على الكروماتيدات الشقيقة المتماثلة للكروموسوم ، والتي تعمل كل واحدة بالتوازي مع بعضها البعض وتفصلها فجوة رفيعة عن بعضها البعض. في هذه المرحلة من دورة الخلية ، يكون الكروموسوم أضيق في السنترومير ، لكنه لا يزال يربط الكروماتيدات الشقيقة ببعضها البعض.

أثناء الانتقال من الطور الانقسامي إلى الطور الانقسامي ، تنفصل الكروماتيدات الشقيقة تمامًا عن بعضها البعض. ينتج عن ذلك كروموسومان ابنتان ، يتم توزيع كل منهما على نواة خلية جديدة. تتوافق الكروموسومات في نواة الخلية المنشأة حديثًا مع كروماتيد واحد مرة أخرى. لذلك يحتوي الكروماتيد دائمًا على خيط مزدوج واحد فقط من الحمض النووي. من ناحية أخرى ، يمكن أن يحتوي الكروموسوم على شريطين مزدوجين من الحمض النووي وبالتالي ما يصل إلى كروماتيدات ، اعتمادًا على مرحلة دورة الخلية. تعتبر الكروموسومات المتعددة الاستثناءات في هذا الصدد ، حيث يمكن أن تضم أكثر من ألف خيط مزدوج من الحمض النووي. تنقسم الكروماتيدات إلى ذراعين بواسطة centromere.

اعتمادًا على موضع السنترومير ، نتحدث عن الكروموسومات المترية ، أو acrocentric ، أو الصبغيات تحت المركز. الأول يحمل السنترومير في المنتصف. تحمل الكروموسومات Acrocentric في النهاية ، ويكون الذراع الأقصر صغيرًا للغاية. في البشر ، على سبيل المثال ، هذا هو الحال على الكروموسومات 13 ، 14 ، 15 ، 21 ، 22 وعلى كروموسوم Y. تحمل الكروموسومات تحت المترية السنترومير بين الوسط والنهاية. يُطلق على ذراعك الأقصر اسم P-arm. ذراعك الأطول هي ذراع q.

تسمى نهايات الكروموسومات أيضًا التيلوميرات وتحتوي على تسلسل قصير للغاية ومتكرر بشكل متماثل للحمض النووي الذي يتوافق مع TTAGGG في البشر. عند هذه النقطة تقصر الكروموسومات مع كل ازدواجية. في البشر ، توجد المادة الوراثية للحمض النووي الريبي الريبوزي في الأذرع القصيرة للكروموسومات acrocentric. عندما تتوقف الخلايا عن الانقسام وتصل إلى مرحلة G0 ، فإنها تظل متطابقة مع كروماتيدها. إذا تم البحث عن قسم آخر ، فإن الكروموسومات تنمو في المرحلة G1. في المرحلة S ، يتضاعف الحمض النووي ويوجد شريط الحمض النووي المزدوج مرتين. في الانقسام الاختزالي ، تكون الكروماتيدات الشقيقة التي تم إنشاؤها بهذه الطريقة على مقربة مباشرة من الكروموسوم المتماثل للوالد الآخر.

يمكن أن يحدث تبادل كروماتيد شقيق ، مما يؤدي إلى انقطاع الكروماتيدات على نفس المستوى واستبدالها بأجزاء من الكروموسوم المتماثل. تُعرف هذه العمليات بالعبور أو إعادة التركيب. تتكثف الكروموسومات في طور الانقسام. خيوط الكروماتيدات الشقيقة غير متشابكة وتقع الآن بجانب بعضها البعض. في الطور التالي ، تظل الكروموسومات ككروموسومات ثنائية الكروماتيد. في طور الطور ، يتم فصلهم بواسطة جهاز المغزل الذي يسحب الكروماتيدات في اتجاهات متعاكسة.

الأمراض

يمكن أن تحدث أخطاء في عمليات القسمة على الكروماتيد. هذه الأخطاء تسبب أمراضًا مختلفة. أكثر هذه الأمراض شهرة هي متلازمة داون ، والمعروفة أيضًا باسم تثلث الصبغي 21. أساس هذا المرض هو تلف الكروموسوم.

في أكثر من 90٪ من الحالات ، يكون الضرر مستقلاً عن الأمراض الوراثية. يعاني واحد من كل 700 طفل حديث الولادة من التثلث الصبغي 21. في هذا المرض ، لم يتضاعف الكروموسوم 21 ، بل تضاعف ثلاث مرات. هذا يخلق كروموسومات إضافية أو أجزاء كروموسوم. بدلاً من 46 كروموسومًا ، يمتلك الأشخاص المصابون بالتثلث الصبغي 47 كروموسومًا. ترتبط عيوب الكروموسومات هذه بنقص فصل الكروموسومات. أثناء تكوين ونضج الحيوانات المنوية وخلايا البويضة ، لم يتم فصل كروموسوم واحد. لم يتم توضيح سبب عدم الانفصال أو عدم الانفصال بعد.

يمكن أن تحدث أخطاء أيضًا أثناء عبور الكروماتيدات الشقيقة المتماثلة أو إعادة تركيبها ، مما قد يؤدي إلى حدوث تشوهات أو تشوهات أخرى. إما أن يكون هناك المزيد من الكروموسومات في مثل هذا العيب أو أن هناك عدد أقل ، مما يحد أحيانًا من قابلية الجنين للحياة. في حالات أخرى ، يتم تجميع قطع الكروموسومات معًا بشكل غير صحيح ، مما يجعل السلاسل عديمة الفائدة.

يمكن أن يكون هذا هو الحال ، على سبيل المثال ، بسبب إدخال قطع كروموسوم معينة في المكان الخطأ. من ناحية أخرى ، يتم الحذف عندما يتم حذف قطعة من الكروموسوم تمامًا وفقدانها. اعتمادًا على موقع الحذف ، يمكن أن تؤدي هذه الظاهرة أيضًا إلى إضعاف الصلاحية.