Определение сестринских хроматид

Сестринские хроматиды – это две идентичные копии одного и того же хромосома образуется путем репликации ДНК, прикрепленной друг к другу структурой, называемой центромера, В течение деление клеток они отделены друг от друга, и каждая дочь клетка получает одну копию хромосомы.

Различия между сестринскими хроматидами и не сестринскими гомологичными хроматидами

диплоид организмы имеют две копии каждой хромосомы, по одной от каждого родителя через свои гаметы. Эти пары называются гомологичные хромосомы и нести информацию для тех же генов, но они не совсем идентичны по своей последовательности ДНК. Эта система является предпочтительной среди организмов, которые размножаются половым путем, потому что она делает Население разнообразный и генетически устойчивый. Например, в некоторых сообществах высокий уровень заболеваемости одним из вариантов гемоглобина. ген это вызывает серповидноклеточную анемию. Когда человек имеет этот вариант в обоих гомологичны хромосомы, они развивают болезнь и страдают от ряда осложнений. Однако люди с одной гомологичной хромосомой, несущей этот вариант гена, защищены от тяжелой малярийной инфекции. Наличие двух вариантов гена гемоглобина у одного человека позволяет им адаптироваться к присутствию смертельных малярийных паразитов, не поддаваясь серповидноклеточной анемии. Иногда гомологичные хромосомы также используются для восстановления мутаций, особенно когда обе цепи ДНК молекула сломаны

Во время фазы синтеза или «S» клеточный цикл вся ДНК в клетке дублируется, поэтому у каждой хромосомы теперь есть точная копия, в дополнение к наличию гомологичной пары. В течение митоз ДНК конденсируется с образованием видимых хромосом, и эти две идентичные копии, или сестринские хроматиды, прикрепляются друг к другу и образуют форму «Х».

В то время как сестринские хроматиды являются точными копиями друг друга, не сестринские хроматиды происходят из гомологичных хромосом. Они кодируют одни и те же гены, но не являются генетически идентичными. Иногда генетический материал обменивается между не сестринскими хроматидами во время мейоз, позволяя новые расположения генов, которые будут переданы потомству. Это называется пересекая или рекомбинация. Во время мейоза метафазе I гомологичные хромосомы выровнены друг с другом вдоль экватора клетки и в Анафаза I они разделяются, и два члена пары движутся к противоположным полюсам.

В дополнение к этой основной функции сестринские хроматиды играют важную роль в поддержании целостности генома, участвуя в репарации ДНК. Они обычно пространственно близки друг к другу по сравнению с гомологичной парой хромосом. Поэтому эта форма корректуры является предпочтительной в фазе G2 клеточного цикла после того, как произошло дублирование хромосом. Когда обе нити молекулы ДНК разрушены, восстановить ДНК с помощью спаривания оснований невозможно, и, по-видимому, так много организмов используют эту проксимальную часть. хроматида исправить разрыв. Первоначально это было обнаружено как сестринский хроматидный обмен (SCE), а позже было обнаружено, что оно даже более эффективно при восстановлении ДНК, чем методы, использующие гомологичную пару. Тем не менее, чрезвычайно высокие показатели SCE (от 15 до 100 для каждой пары хроматид) указывают на заболевание и связаны с некоторыми наследственными формами рака, такими как синдром Блума.

Сестринские хроматиды прикрепляются друг к другу с момента дублирования ДНК до анафаза, благодаря действию белков, называемых cohesins. Первоначально cohesins присутствуют по всей длине хромосомы, особенно вокруг гетерохроматина регионы. Поэтому при профаза сестринские хроматиды прикреплены друг к другу по всей длине. Однако к тому времени, когда они метафазы пластинки cohesins видны только вдоль короткой области ДНК, состоящей из центромеры.

Центромерный гетерохроматин может быть образован рядом способов в зависимости от организм, Дрожжевые клетки используют РНК-интерференцию, тогда как круглые черви и некоторые насекомые позволяют формировать диффузную структуру вдоль всей хромосомы. У людей есть специальный гистон, называемый CENP, который влияет на образование центромер и рекрутирование специфических белков.

Присоединение хромосом к веретену опосредуется белковым комплексом, называемым кинетохором. Кинетохоры состоят из нескольких слоев, причем самый глубокий слой взаимодействует с гистонами CENP. Наружный слой кинетохоры формируется к концу профазы и состоит из белков, содержащих места крепления для микротрубочек. Самый внешний домен содержит динамическое расположение белков, которые участвуют в митотических контрольных точках и регуляторах поведения хромосом.

Два кинетохоры сестринских хроматид сталкиваются в противоположных направлениях, что позволяет хромосомам прикрепляться к микротрубочкам, исходящим из разных полюсов. микротрубочек выходящий из одного полюса клетки претерпевает быстрые периоды роста и сжатия, когда кажется, что он «ищет» кинетохору. Как только он прикреплен к кинетохоре, микротрубочка стабилизируется, и это прикрепление, по-видимому, влияет на другую сестринскую хроматиду, чтобы выставить ее кинетохору в направлении противоположного полюса. Когда они прикреплены к микротрубочкам, исходящим из противоположных полюсов, действие микротрубочек противодействует адгезионному свойству когезинов, создавая своего рода натяжение вдоль центромеры. Это напряжение распознается контрольной точкой сборки веретена, и как только все хромосомы выровнены на метафазной пластинке клетки, при соответствующей сборке и прикреплении митотического веретена клетка переходит в анафазу.

Разделение сестринских хроматид во время анафазы

Во время съезда хромосом на метафазной пластинке, когда некоторые кинетохоры не прикреплены к веретену, активный сигнал препятствует возникновению анафазы. Это включает в себя Mitotic Checkpoint Complex или MCC. MCC содержит белки, которые в первую очередь ингибируют активность анафазно-стимулирующего комплекса (APC).

Неподключенный кинетохор → Активирует Mitotic Checkpoint Complex – | Ингибирует анафазный промоторный комплекс

Основная роль APC заключается в присоединении небольшого регуляторного полипептида под названием убиквитин к его белку-мишени. Когда белок помечен цепочкой молекул убиквитина, это рассматривается как сигнал расщепления белка протеасомой.

Во время перехода от метафазы к анафазе APC воздействует на секурин и метит его для деградации протеасомой. Отсутствие секурина позволяет другому ферменту, называемому отделиться, воздействовать на молекулы когезина, удерживающие две хроматиды. Когда cohesins больше не сопротивляются натяжению микротрубочек в веретене, сестринские хроматиды отделяются и движутся к противоположным полюсам. Инвагинация клеточной мембраны затем приводит к образованию двух отдельных дочерних клеток, имеющих по одной хроматиде каждой хромосомы, и, следовательно, становится генетической копией родительской клетки. Таким образом, каскад реакций приводит к драматическим событиям анафазы и способствует превращению ее в одну из самых коротких фаз в клеточном цикле.

APC → деградация секурина → активация сепарации → сестринские хроматиды вытягиваются шпинделем

Любой дефицит клеточных уровней cohesin приводит к неправильной сегрегации и затрудняет выравнивание хромосом на метафазной пластинке. Это приводит к анеуплоидии, когда дочерние клетки имеют нерегулярное количество хромосом.

  • центросома органелл обнаруживается вблизи ядра в основном в клетках животных, участвующих в сборке микротрубочек, особенно во время клеточного деления.
  • Динамическая нестабильность – Свойство микротрубочек, где периоды быстрой полимеризации чередуются с резкими событиями усадки. Это важно для их функции в митотическом веретене.
  • Микротрубочки – микроскопические трубчатые полимеры, которые являются неотъемлемой частью цитоскелет,
  • Протеасома – Большой мультибелковый комплекс, который катализирует гидролиз пептидных связей в определенных белках, которые помечены для деградации.

викторина

1. В какой фазе клеточного цикла не сестринские гомологичные хроматиды обмениваются генетическим материалом?A. S или фаза синтезаB. G1 или фаза ростаC. Митотическая профазаD. Мейотическая профаза

Ответ на вопрос № 1

D верно. Обмен генетическим материалом между гомологичными хромосомами происходит только во время Фаза I мейоза. Фаза G1 наступает сразу после деления клетки и является периодом восстановления клетки. Во время S-фазы вся ДНК в клетке дублируется, но без какого-либо генетического обмена. С другой стороны, во время митотической профазы хромосомы конденсируются, но митоз производит дочерние клетки, которые генетически идентичны родительской клетке, и, следовательно, генетический обмен не происходит.

2. Где две сестринские хроматиды прикреплены друг к другу?A. центриоль B. центросомаC. центромераD. кинетохорной

Ответ на вопрос № 2

С верно. Центромера состоит из материала ДНК, а также мультибелковых комплексов, таких как кинетохора, и необходима для связывания хроматид друг с другом. Центриоль и центросомы связаны с образованием веретена и сборкой микротрубочек.

3. Какова структура, которая связывает сестринские хроматиды с митотическим веретеном?A. кинетохорнойB. МикротрубочкиC. центриольD. Анафазный промоушн комплекс

Ответ на вопрос № 3

верно. Кинетохоры – это белки, которые связывают ДНК с митотическим веретеном. Шпиндель состоит из микротрубочек, которые возникают из центросомы. Каждая центросома состоит из двух центриолей во время митоза. Комплекс пр��мотирования анафазы катализирует прикрепление убиквитина к его целевым белкам, тем самым помечая их для разрушения протеасомой.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *