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姐妹染色单体其原理是，当细胞接触到5-溴脱氧尿嘧啶核苷(Brdu)时，Brdu可作为核苷酸前体物，专一替代胸腺嘧啶掺入到新合成的DNA链中。只要通过两个细胞复制周期，就可使姐妹染色单体中的一条单体的DNA双链中，有一股链是掺入有Brdu的，而另一条单体的DNA双链中，两股链全掺入有Brdu.这样的细胞经过分化染色处理，即可见到同一条染色体的两条姐妹染色单体有明显的差异，有一条单体为深色，另一条为浅色。
染色单体是复制时产生的染色体拷贝。此名字通常用来形容处于随后的细胞分裂期它们分开之前的染色体。从有丝分裂前期到中期（在有丝分裂后期，着丝点断裂，此时不存在染色单体），染色体沿其长轴发生纵裂。这样被分成的二条染色体各称为染色单体。开始成为一对的染色单体两者并不分开，逐渐它们具有独立的基质，并在其中各自形成二条染色丝。而且染色单体往往出现互相关联的螺旋。这些螺旋的圈数在中期以前逐渐减少，并且着丝粒也开始分裂。
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