Chromosomen: Verpackung der DNA

Jede Tier- und Pflanzenart besitzt in jedem einzelnen
Zellkern eine charakteristische Anzahl an Chromosomen. Alle Körperzellen des Menschen enthalten
beispielsweise 23 verschiedene Chromosomenpaare.
Die Chromosomen enthalten die DNA der Zellen.
Mikroskopisch sichtbar sind sie nur für eine kurze
Zeit während des Zellzyklus, da sie dann in einem
hoch verdichteten Zustand vorliegen. Die dichte
„Verpackung“ erleichtert die gleichmäßige Verteilung
der Erbinformation bei der Kernteilung. Zu jedem anderen Zeitpunkt des Zellzyklus liegen die Chromosomen als lange, dünne, ungeordnete Chromatinfasern
vor und sind im Lichtmikroskop nicht voneinander
zu unterscheiden (Interphasechromosomen).
Der Zellkern einer typischen menschlichen Zelle hat
einen Durchmesser von ungefähr 5 bis 8 µm und
enthält ca. 2 m DNA. Auf die Größe eines Tennisballs übertragen, enthielte der Ball ca. 20 km sehr
feiner Fäden. Vor der Zellteilung wird die DNA mit-
A
B
2 nm
hilfe verschiedener Proteine (Histone), die an die
DNA binden, vielfach spiralisiert und so in eine
kompakte und geordnete Form gebracht. Um jedes
Histon windet sich der DNA-Faden zweimal und
läuft dann zum nächsten Histon weiter. Eine
Packungseinheit aus Histon und 200 DNA-Nucleotiden wird als Nucleosom bezeichnet. Da die Zelle ihr
gesamtes Genom vor der Teilung verdoppelt hat, besteht jedes Chromosom nun aus zwei identischen
Armen, den Chromatiden. Diese werden von einem
spezialisierten Abschnitt, dem Centromer, zusammengehalten. Bei der Kernteilung werden die Chromatiden der Chromosomen getrennt. Da jede der
beiden Tochterzellen jeweils eines der beiden Chromatiden erhält, ist die Erbgleichheit der Zellen garantiert. Ihren Namen tragen die Chromosomen, weil
sie bei der mikroskopischen Präpäration bestimmte
Farbstoffe besonders stark aufnehmen (gr. Chromos,
Farbe; Soma, Körper).
C
10 nm
D
E
700 nm
30 nm
STECKBRIEF
Chromosomen: Verpackung der DNA
1400 nm
Histon
Nucleosom
B
C
D
E
69.1 Packungszustände der DNA (EM-Bild und Modell). A Histonfreie DNA (durch chemische Behandlung wurden
die Histone entfernt); B Perlschnurstruktur mit Nucleosomen; C Chromatinfaser; D kondensierte Chromatide;
E Chromosom während der Mitose
Lebewesen vermehren sich
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