Cromatidi
Che cosa sono i cromatidi?
I cromatidi sono le due copie di un cromosoma duplicato, tenute insieme in corrispondenza del centromero e visibili durante la divisione cellulare a partire dalla profase di mitosi e meiosi, soprattutto in metafase, quando i cromosomi raggiungono il massimo grado di compattazione. Sono anche chiamati cromatidi fratelli e sono geneticamente identici.
La presenza di due cromatidi per ciascun cromosoma è frutto della duplicazione del DNA, avvenuta durante la fase S del ciclo cellulare.
Se fosse possibile compattare la cromatina di una cellula in fase G1, i cromosomi apparirebbero formati da un solo cromatidio.
D'altra parte, la mitosi e la meiosi II realizzano la separazione dei cromatidi per fare in modo che le cellule figlie ne ricevano soltanto uno e il set cromosomico sia costituito da singoli cromatidi diventati ora cromosomi indipendenti.
Si può pertanto dire che, durante il ciclo cellulare di una cellula eucariotica, i cromosomi coincidono ora con singoli cromatidi (fasi G1 e G0) ora con le strutture formare da due cromatidi fratelli (a partire dalla fase S).
Rappresentazione di un tipico cromosoma metafasico. Ogni cromatidio fratello contiene una delle due identiche copie di DNA ottenute dalla duplicazione del materiale genetico in fase S.
La struttura dei cromatidi
Ogni cromatidio contiene una molecola di DNA altamente condensata. La condensazione comincia all'inizio della fase M e vede il coinvolgimento di complessi di numerose molecole di RNA e proteine.
Tra le proteine vi sono le condensine che, mediante l'idrolisi di ATP, ripiegano la cromatina in anelli resi gradualmente sempre più compatti e ravvicinati. Gli anelli di cromatina possono essere osservati al microscopio elettronico sulla superficie dei cromosomi.
La compattazione della cromatina ha l'importante funzione di garantire l'ottimale separazione dei cromatidi fratelli durante le anafasi di mitosi e meiosi e di proteggere il DNA da eventuali rotture che potrebbero avvenire a seguito del movimento dei cromosomi.
La compattazione è tale da rendere i cromosomi 10.000 volte più corti rispetto alla forma estesa della corrispondente cromatina.
I cromosomi metafasici sono frutto di un processo di compattazione graduale della cromatina e ogni cromatidio contiene un tratto molecola di DNA altamente condensata. Durante l'interfase la cromatina è presente sotto forma di fibre dallo spessore di 30 nm. All'inizio della fase M, grazie al coinvolgimento di varie proteine, tra cui le coesine, avviene il ripiegamento della cromatina in anelli sempre più compatti.
Nella figura seguente è riportata una icrografia elettronica di un cromosoma metafasico di insetto in cui è possibile notare i ripiegamenti ad anello delle fibre di cromatina:
icrografia elettronica di un cromosoma metafasico di insetto.
I cromatidi non fratelli e il crossing-over
Durante la profase della meiosi I, l'appaiamento dei cromosomi omologhi crea delle strutture, che permangono in metafase, dette tetradi per la presenza di quattro cromatidi, due per ogni cromosoma.
La tetrade rende possibile il crossing-over, cioè lo scambio di materiale genetico in posizioni corrispondenti tra una coppia di cromatidi non fratelli, appartenenti cioè ai due omologhi.
Se le regioni scambiate contengono informazioni diverse, i cromosomi risultanti sono detti ricombinanti.
Il crossing-over durante la profase I è lo scambio di materiale genetico tra cromatidi non fratelli in una tetrade, cioè una coppia di cromosomi omologhi. Il punto esatto in cui avviene lo scambio, dove gli omologhi rimangano uniti anche in metafase, è detto chiasma. In una tetrade si possono osservare più chiasmi.
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