姐妹染色单体是细胞分裂过程中由同一染色体复制形成的两条并行染色单体，通过着丝粒相连，在分裂后期随丝粒分裂而分离。姐妹染色单体在细胞周期的间期（S期）染色体复制完成后即可形成，无需经历两个细胞复制周期。细胞在含5-溴脱氧尿嘧啶核苷（Brdu）的培养液中经历两个细胞复制周期后，DNA双链中一条单体的单链掺入Brdu、另一单体的双链均掺入Brdu，经染色处理呈现深浅差异 。
姐妹染色单体的分离依赖于纺锤丝作用于动粒，动粒包含内侧着丝粒结合复合物和外侧微管结合复合物，Ndc80c异源四聚体是主要微管结合组分 。黏连蛋白复合体通过环状结构将姐妹染色单体黏连，着丝粒区黏连蛋白由ATRX通过竞争性抑制Wapl的释放作用进行保护，确保染色体均等分配 。
姐妹染色单体交换可用于研究染色体动态。组蛋白H3K9me3修饰是异染色质形成的关键标志，其传承机制涉及酶G2E3定位近着丝粒区域形成调控环路 。Aurora B激酶作为纠错机制修正动粒与微管的初期结合 。
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