着丝粒是染色体上连接姐妹染色单体的区域。姐妹染色单体是在细胞分裂过程中形成的双链复制染色体。着丝粒的主要功能是在细胞分裂期间作为纺锤体纤维的附着场所。纺锤体拉长细胞并分离染色体，以确保每个新的子细胞在有丝分裂和减数分裂完成时具有正确的染色体数量。

染色体着丝粒区的DNA是由紧密排列的染色质组成的，称为异染色质。异染色质非常浓缩，因此不能转录。由于它的异染色质组成，着丝粒区域比染色体的其他区域染色更暗。

关键外卖

• 着丝粒是染色体上连接姐妹染色单体的区域，姐妹染色单体的主要功能是在细胞分裂中附着纺锤体纤维。
• 虽然着丝粒通常位于染色体的中心区域，但它们也可以位于中间区域附近或染色体上的许多不同位置。
• 着丝粒上的特殊区域称为动粒，在有丝分裂的前期将染色体连接到纺锤体纤维上。
• 动粒具有产生动粒纤维的蛋白质复合物。在细胞分裂过程中，这些纤维有助于定位和分离染色体。
• 在减数分裂中，在中期I，同源染色体的着丝粒朝向相反的细胞极，而在减数分裂II中，从两个细胞极延伸的纺锤体纤维附着在姐妹染色单体的着丝粒上。

着丝粒位置

着丝粒并不总是位于染色体的中心区域。染色体由短臂区（p臂）和长臂区（q臂）组成，它们由着丝粒区连接。着丝粒可能位于染色体中部附近或染色体上的许多位置。​

• 中着丝粒位于染色体中心附近。
• 亚中心着丝粒位于非中心位置，因此一个臂比另一个臂长。
• 近端着丝粒位于染色体末端附近。
• 端着丝粒位于染色体末端或端粒区域。

着丝粒的位置在人类同源染色体的核型中很容易观察到。染色体1是中着丝粒的例子，染色体5是亚中着丝粒的例子，染色体13是近着丝粒的例子。

有丝分裂中的染色体分离

• 在有丝分裂开始之前，细胞进入一个被称为间期的阶段，在这个阶段，细胞复制其DNA，为细胞分裂做准备。姐妹染色单体在着丝粒处连接形成。
• 在有丝分裂的前期，着丝粒上称为动粒的特殊区域将染色体附着在纺锤极性纤维上。动粒由许多蛋白质复合物组成，这些蛋白质复合物产生动粒纤维，并附着在纺锤体纤维上。这些纤维有助于在细胞分裂过程中操纵和分离染色体。
• 在中期，染色体通过极性纤维对着丝粒的相等作用力固定在中期板上。
• 在后期，每个不同染色体上的成对着丝粒开始分开，因为子染色体的着丝粒首先被拉向细胞的两端。
• 在末期，新形成的细胞核包围着分离的子染色体。

胞质分裂（细胞质分裂）后，形成两个不同的子细胞。

减数分裂中的染色体分离

在减数分裂过程中，细胞经历两个分裂阶段。这些阶段是减数分裂I和减数分裂II。

• 在中期I，同源染色体的着丝粒朝向相反的细胞极。这意味着同源染色体将在着丝粒区域附着到仅从两个细胞极之一延伸的纺锤纤维上。
• 当纺锤体纤维在后期I缩短时，同源染色体被拉向相反的细胞极，但姐妹染色单体保持在一起。
• 在第二次减数分裂中，从细胞两极延伸的纺锤体纤维附着在姐妹染色单体的着丝粒上。姐妹染色单体在后期II分离，此时纺锤体纤维将姐妹染色单体拉向相反的两极。

减数分裂导致染色体在四个新的子细胞之间分裂、分离和分布。每个细胞都是单倍体，染色体数目只有原始细胞的一半。

着丝粒异常

着丝粒在染色体分离过程中起着重要作用。然而，它们的结构可以使它们成为染色体重排的可能位点。因此，保持着丝粒的完整性是细胞的一项重要工作。着丝粒异常与癌症等多种疾病有关。