Chromosom – Definition, Aufbau und Funktion
Erfahre, wie Chromosomen die genetischen Informationen in komprimierter Form enthalten und während der Zellteilung DNA ordnen. Lerne den Aufbau eines Chromosoms mit Chromatiden, Centromer und Telomeren kennen.
Inhaltsverzeichnis zum Thema Aufbau Chromosom
Teste dein Wissen
Was ist der Unterschied zwischen Chromatin und Chromosomen?
Frage 1 von 4
Wie viele Chromosomen hat ein Mensch?
Frage 2 von 4
Was ist die Aufgabe der Chromosomen?
Frage 3 von 4
Was ist ein Chromosomenpaar?
Frage 4 von 4
Aufbau Chromosom im Überblick
Quelle sofatutor.com
Chromosom – Definition
Chromosomen enthalten alle genetischen Informationen eines Lebewesens. Die genetische Information bezeichnet man auch als Erbanlage, die in Form der Desoxyribonukleinsäure (DNA) in jeder Zelle vorliegt. Die DNA liegt in einer stark verdichteten bzw. komprimierten Form in den Chromosomen vor. Nur durch die Verdichtung der DNA, mithilfe von Histonen (basische Proteine) und der Abspaltung von Wassermolekülen, kann die typische Chromosomenform entstehen.
Chromosom – Funktion
Die Aufgabe der Chromosomen ist es, während der Zellteilung (Mitose und Meiose) die DNA zu komprimieren und zu ordnen. Diese Form der Kondensation wird auch als Spiralisierung der DNA bezeichnet.
Wenn sich die Zelle in ihrem Zellzyklus nicht in der Zellteilung befindet, liegt auch keine Chromosomenform vor. In diesem Stadium ist die DNA nicht so stark komprimiert und es kommt zu keiner Spiralisierung. Dennoch wird die DNA durch die Histone komprimiert. Diese spezielle Form der DNA-Verpackung bezeichnet man als Chromatin. Diese Struktur ermöglicht es, dass die Gene auf der DNA abgelesen werden können und somit die Proteinbiosynthese
Chromosom – Aufbau
In den Zellen, mit Ausnahme der Keimzellen, liegen gleichartige Chromosomen als Chromosomenpaar vor. Das Modell eines Chromosoms wird klassischerweise in einer X-Form dargestellt und kann somit in zwei symmetrische und genetisch identische Chromatiden unterteilt werden. Dieser Komplex wird als Zwei-Chromatid-Chromosom oder als Schwesterchromatide bezeichnet. Die Schwesterchromatide sind über das Centromer miteinander verbunden. Der klassische Aufbau der Chromosomen ist am besten zwischen der Prophase und der Metaphase während der Mitose erkennbar. Danach werden die Schwesterchromatide getrennt.
Wenn nur ein Chromatid vorliegt, spricht man von einem Ein-Chromatid-Chromosom. Dies ist typischerweise bei der Kernteilung zu sehen, in dem beide Chromatide eines Chromosoms auseinander und jeweils zu den entgegengesetzten Zellpolen gezogen werden.
Das Centromer kann unterschiedliche Lagen annehmen. Es wird zwischen dem metazentrischen, dem submetazentrischen und dem akrozentrischen Centromer unterschieden. Das Centromer unterteilt ein Chromatid in (meist) zwei Chromatiden-Arme, den kurzen Arm (p-Arm) und den langen Arm (q-Arm). Da es sich beim Chromosomenaufbau um Schwesterchromatide handelt, ist der Aufbau der beiden p- und q-Arme im Chromosom identisch.
Der Aufbau eines Chromosoms umfasst zudem die Telomere. Als Telomer wird das Ende eines jeden Chromatiden-Arms bezeichnet.
Der Feinbau eines Chromosoms ist auf molekularer Ebene zu betrachten. Jedes Chromosom besteht aus DNA und Histonen. Die Einheit aus DNA und Histonen bezeichnet man als Nukleosom. Dabei ist die DNA etwa 1,7-mal um einen Histonkomplex gewickelt, der jeweils aus acht Histonen besteht. Für ein besseres Verständnis kann man sich den Feinbau eines Chromosoms als Perlenkette vorstellen. Diese Perlenkette sind Chromatinfäden, die kondensiert die typische Chromosomenform ergeben.
Zudem werden zwei Arten von Chromosomen unterschieden. Man unterscheidet zwischen den Autosomen und den Gonosomen. Die Definition der Autosomen bezieht sich auf alle Chromosomen außer den geschlechtsbestimmenden Chromosomen. Die Geschlechtschromosomen werden als Gonosomen definiert.
In der Abbildung ist der Aufbau mit der entsprechenden Beschriftung eines Chromosoms dargestellt sowie die unterschiedlichen Lagen, die ein Centromer einnehmen kann.
Chromosom – Besonderheit der Geschlechtschromosomen
Das Geschlecht eines Organismus wird durch die Chromosomen festgelegt. Beispielsweise hat der Mensch zwei Chromosomen, die für die Ausprägung des Geschlechts verantwortlich sind. Wie bei allen Chromosomen liegt hier der doppelte Chromosomensatz vor. Allerdings gibt es geschlechtsspezifische Unterschiede. Frauen haben zwei X-Chromosomen. Der Aufbau eines X-Chromosoms entspricht dem Aufbau eines autosomalen Chromosoms. Im Gegensatz zu den weiblichen Chromosomen hat der Mann nur ein X-, dafür aber ein Y-Chromosom. Da der Aufbau des Y-Chromosoms im Vergleich zum X-Chromosom nur drei Chromatiden-Arme hat, trägt dieses vergleichsweise weniger Gene. Das Y-Chromosom kann nur vom Vater vererbt werden und ist somit geschlechtsbestimmend.
Wichtig zu merken ist also, dass eine Frau die Kombination aus XX-Chromosomen und ein Mann XY-Chromosomen hat.
Die Chromosomenzahl des Menschen beträgt insgesamt 46 Chromosomen, von denen zwei zu den Geschlechtschromosomen zählen. Die 46 Chromosomen werden auch als diploider Chromosomensatz bezeichnet. Die Hälfte stammt jeweils von der Mutter und die andere Hälfte vom Vater. In den Keimzellen, also den Spermien und den Eizellen, liegt dementsprechend nur der halbe Chromosomensatz (23 Chromosomen) vor. Dann spricht man von einem haploiden Chromosomensatz.
Aufbau Chromosom – Zusammenfassung
Der Text gibt einen guten Überblick über den Aufbau und die Funktion von Chromosomen. Sowohl die Definition der Chromosomen als auch die Bedeutung von Chromosomen wird ausführlich beschrieben. Zudem kennst du nun auch den Unterschied zwischen Chromosom und Chromatid und auch den Unterschied zwischen Chromosom und Chromatin.
Du hast nun auch gelernt, wie der Aufbau eines Zwei-Chromatid-Chromosoms aussieht und wie sich der Aufbau des Chromatins gestaltet.
Damit du dir die Fachbegriffe besser merken kannst, sind alle wichtigen Begriffe in der nachfolgenden Tabelle zusammengefasst.
| Begrifflichkeiten zum Thema Chromosom Aufbau | |
|---|---|
| Chromosom | Struktur mit einer sehr stark verdichteten DNA und Histonen, die während der Zellteilung im Zellkern vorliegt |
| Chromatid | Ein Chromosom kann in zwei Chromatide unterteilt werden, die jeweils aus einem DNA-Strang bestehen. |
| Chromatin | erste Stufe der komprimierten Form der DNA und der Histone |
| DNA | Träger der genetischen Information |
| Histone | basische Proteine, die als globuläre Strukturproteine für die primäre Verpackung und Ordnung der DNA verantwortlich sind |
| Nucleosom | Einheit aus DNA und Histonen |
| Chromatinfäden | Perlenkettenstruktur/Aneinanderreihung aus DNA und Histonen |
| Telomer | Ende eines jeden Chromosomen-Arms |
| Centromer | Bindeglied zweier Chromatiden, die zusammen ein Chromosom bilden |
| Chromatiden-Arme | Ein Chromatid wird in zwei Chromatiden-Arme unterteilt. |
| Autosomen | Synonym für alle Chromosomen, außer den Geschlechtschromosomen |
| Gonosomen | Synonym für Geschlechtschromosomen |
| Ein-Chromatid-Chromosom | Das Chromosom ist geteilt und es liegt nur ein Chromatid vor. |
| Zwei-Chromatid-Chromosom | Chromosom, das aus zwei identischen Chromatiden besteht. |
| Schwesterchromatide | Synonym für Zwei-Chromatid-Chromosom |
| haploider Chromosomensatz | einfacher Chromosomensatz (z. B. 23 Chromosomen Mensch), der in den Keimzellen (Spermien und Eizellen) vorliegt |
| diploider Chromosomensatz | doppelter Chromosomensatz (z. B. 46 Chromosomen Mensch), der in jeder Körperzelle, mit Ausnahme der Geschlechtszellen, vorliegt |
Häufig gestellte Fragen zum Thema Aufbau Chromosom